Диэлектрики для изоляторов

К диэлектрикам, из которых изготавливают изоляторы, предъявляется ряд требований. Прежде всего, они должны иметь высокую механическую прочность, так как нагрузки на изоляторы, например оттяжения проводов или от электродинамических усилий на шины при коротком замыкании, могут быть очень большими.

Эти диэлектрики должны обладать высокой электрической прочностью, малыми диэлектрическими потерями, большим объемным сопротивлением и еще некоторыми свойствами, позволяющими при относительно небольших размерах изоляторов обеспечивать высокое качество их внутренней изоляции.

Грозозащита линий электропередачи

Грозовые перенапряжения на линиях электропередачи возникают как при непосредственных поражениях линии грозовыми разрядами (перенапряжения прямого удара молнии), так и при разрядах молнии в землю в окрестности линии (индуктированные перенапряжения). Перенапряжения прямого удара молнии представляют наибольшую опасность, и грозозащита линий должна ориентироваться именно на этот вид перенапряжений.

Возможны два принципиально различных метода уменьшения числа грозовых отключений линии – уменьшение вероятности перекрытия изоляции и уменьшение вероятности перехода импульсного перекрытия в силовую дугу. Первый метод реализуется путем подвески тросовых молниеотводов и надежного их заземления на опорах, благодаря чему резко снижается вероятность непосредственного поражения молнией проводов линии и уменьшается напряжение на изоляции. Второй метод осуществляется путем удлинения пути перекрытия и снижения градиента рабочего напряжения, например, за счет применения деревянных опор.

Возникновение грозовых перенапряжений на линиях электропередачи

Возникновение грозовых перенапряжений на линиях электропередачи. Чем определяется защитный уровень изоляции линий?

Грозовые перенапряжения на линиях электропередачи возникают как при непосредственных поражениях линии грозовыми разрядами (перенапряжения прямого удара молнии), так и при разрядах молнии в землю в окрестности линии (индуктированные перенапряжения). Перенапряжения прямого удара молнии представляют наибольшую опасность, и грозозащита линий должна ориентироваться именно на этот вид перенапряжений.

Выбор трубчатого разрядника для грозозащиты линии

Выбор трубчатого разрядника для грозозащиты линии 110 кВ, если ток трехфазного к.з. в начале линии равен 5 кА, а ток однофазного к.з. в конце линии – 1,5 кА

Распределительные устройства могут быть достаточно надежно защищены от прямых ударов молнии с помощью молниеотводов. Линии электропередачи с той же степенью надежности защитить невозможно. Волны перенапряжений, возникающие на линиях при ударах молнии, доходят до подстанций и могут представлять опасность для установленного там электрооборудования. Такой же опасности могут подвергаться отдельные места на линии, имеющие ослабленную изоляцию, или особенно ответственные участки (транспозиционные опоры, пролеты пересечения, переходы через транспортные магистрали, населенные пункты, большие реки). В этих случаях наряду с защитой от прямых ударов применяется защита от набегающих волн.

Возникновение частичных разрядов в газовых включениях

Процесс возникновения частичных разрядов в газовых включениях, как основная причина электрического старения внутренней изоляции

В эксплуатации характеристики изоляционных конструкций не остаются неизменными. В изоляционных материалах неизбежно протекают физико-химические процессы, изменяющие их структуру или состав. Вследствие этого качество изоляции с течением времени ухудшается: электрическая и механическая прочности снижаются, диэлектрические потери и проводимость растут.

Старение ограничивает срок службы внутренней изоляции, так как с течением времени ее электрическая прочность снижается настолько, что изоляция не может противостоять возникающим в эксплуатации электрическим воздействиям и создается опасность ее пробоя

Методы контроля изоляции по возвратному напряжению и кривой саморазряда

Контроль изоляции по возвратному напряжению

Опыт, в котором наблюдается «возвратное» напряжение, состоит в следующем. Неоднородная изоляция, которую для простоты будем считать двухслойной, в течение некоторого времени выдерживается при постоянном напряжении, чтобы в ней накопился заряд абсорбции. Затем она отсоединяется от источника напряжения, и ее электроды замыкаются «накоротко» на очень малый промежуток времени Δt, после чего вновь размыкаются.

Контроль изоляции по кривой саморазряда

После отключения источника постоянного напряжения U₀ емкости слоев изоляции разряжаются на сопротивления утечки своих слоев и происходит постепенный саморазряд изоляции.

Защита от волн перенапряжений. Разрядник

Защита от волн перенапряжений. Искровой промежуток. Защитный разрядник. Защитный промежуток. Трубчатый разрядник, вентильный разрядник. Эффективность действия разрядника

Неразрушающие методы контроля изоляции

Неразрушающие методы контроля изоляции и их общая характеристика

Для контроля состояния изоляции могут быть использованы многие методы физического и химического анализа, однако в заводских лабораториях и в энергосистемах применяются главным образом электрические методы неразрушающих испытаний, которые базируются на двух основных явлениях, возникающих в диэлектриках под действием слабых электрических полей: электропроводности и электрической поляризации.

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.

Общая характеристика внешней изоляции

Внешняя изоляция. Особенности внешней изоляции. Регулирование электрических полей во внешней изоляции

К внешней изоляции установок высокого напряжения относят изоляционные промежутки между электродами (проводами линий, шинами распределительных устройств и т. д.), в которых роль основного диэлектрика выполняет воздух.

Целесообразность использования диэлектрических свойств воздуха в энергетических установках разных классов напряжения объясняется меньшей стоимостью и сравнительной простотой создания изоляции. Для ее выполнения изолируемые электроды (провода, шины и др.) располагаются на определенных расстояниях друг от друга и от земли и закрепляются с помощью изоляционных конструкций из твердых диэлектриков — изоляторов.