Решение ТОЭ онлайн
Техника высоких напряжений ТВН
Электротехника, основы электроники
Электрические измерения, электрические материалы

 
» » Общая характеристика внутренней изоляции
на правах рекламы

Общая характеристика внутренней изоляции

Общая характеристика внутренней изоляции

Общая характеристика внутренней изоляции и объяснение зависимостей электрической прочности от времени воздействия

Понятие внутренняя изоляция объединяет различные по устройству, габаритам, выполняемым функциям, по механическим и электрическим характеристикам изоляционные конструкции.

Однако физическое содержание и закономерности процессов, от которых зависит поведение в эксплуатации внутренней изоляции, являются во многом общими. В силу этого для исследования и испытания внутренней изоляции разных высоковольтных устройств применяют одинаковые методы и измерительные средства. По этой же причине внутренняя изоляция различных устройств и аппаратов строится с использованием некоторых общих принципов, к числу которых относятся в первую очередь регулирование электрических полей и комбинирование диэлектриков.

Внутренняя изоляция имеет ряд особенностей, существенно отличающих ее от внешней изоляции.

Первая особенность состоит в том, что на электрическую прочность внутренней изоляции практически не оказывают влияние кратковременные изменения атмосферных условий, если только эти изменения не выходят за пределы допустимых. Объясняется это тем, что при кратковременных колебаниях температуры, давления и влажности окружающего воздуха свойства твердых и жидких диэлектриков, а также газов, заключенных в закрытые сосуды, изменяются незначительно или вообще не изменяются.

На поведение внутренней изоляции ощутимо влияют лишь средние значения температуры и влажности окружающего воздуха за длительные промежутки времени, соизмеримые со сроком службы изоляции.

Следующая особенность характерна для многих распространенных видов внутренней изоляции, включающих твердые диэлектрики, и заключается в том, что пробой последних представляет собой необратимое разрушение. Для такой изоляции невозможно самовосстановление электрической прочности до исходного уровня после отключения источника напряжения. После пробоя неизбежны длительный капитальный ремонт или замена изоляции, а иногда и всего аппарата. Поэтому внутренняя изоляция, содержащая твердые диэлектрики, должна иметь большие запасы по прочности, чем внешняя изоляция.

Зависимость пробивного напряжения внутренней изоляции от времени воздействия напряжения

Рисунок 1 – Зависимость пробивного напряжения внутренней изоляции от времени воздействия напряжения

Внутренняя изоляция любого типа (кроме чисто газовой) имеет специфическую зависимость электрической прочности от времени воздействия напряжения. Зависимость имеет пять характерных областей, показанных на рисунке 1. В области малых времен, исчисляемых микросекундами, пробой изоляции имеет чисто электрический характер, т.е. не связан с химическими, механическими и тепловыми процессами, и зависимость пробивного напряжения от времени аналогична вольт-секундным характеристикам газовых промежутков (область А). При временах от 10 мкс до 103 – 104 мкс (область В) пробивное напряжение остается приблизительно неизменным, так как время развития чисто электрического пробоя значительно меньше, а механические и химические процессы не успевают развиться. В интервале времен от 0,01 с до 1 мин (область С) происходит снижение электрической прочности, особенно заметное при наличии жидких диэлектриков, связанное, в частности, с образованием проводящих мостиков из примесей и другими медленными процессами. При временах от 1 мин до нескольких часов (область D) пробой может быть обусловлен нарушением тепловой устойчивости изоляции или процессами электрического старения. Наконец, при временах более 10 ч (область Е) происходит постепенное, длящееся иногда годами, снижение электрической прочности из-за старения изоляции, т.е. вследствие изменения ее свойств под влиянием внешних электрических, тепловых и механических воздействий.

В соответствии с приведенной на рисунке 1 зависимостью электрической прочности внутренней изоляции от времени воздействия напряжения, а также с учетом возможных в условиях эксплуатации электрических воздействий для внутренней изоляции различают:

  • кратковременную электрическую прочность, которая в свою очередь подразделяется на электрическую прочность при грозовых перенапряжениях (времена воздействия от единиц до 1000 мкс) и электрическую прочность при внутренних перенапряжениях (времена воздействия от единиц миллисекунд до нескольких секунд);
  • длительную электрическую прочность, которая соответствует временам воздействия от нескольких часов до полного срока службы (25—30 лет и более).

Если изоляция имеет достаточный запас прочности по отношению к возникающим в электрической системе кратковременным перенапряжениям, то ее срок службы определяется длительной электрической прочностью. Иными словами, длительная электрическая прочность равна рабочему напряжению при времени воздействия, равному сроку службы изоляции.


Теги: внутренняя изоляция

Комментарии:

Оставить комментарий