Isolering av elektriska installationer

Isolering av elinstallationer är uppdelad i extern och intern.

Till extern isolering inkluderar högspänningsinstallationer isolerande mellanrum mellan elektroderna (ledningar kraftledningar (kraftledningar), timing däck (RU), externa spänningsförande delar elektriska apparater etc.), där huvudrollen dielektrisk utför atmosfärisk luft. Isolerade elektroder är placerade på vissa avstånd från varandra och från marken (eller jordade delar av elektriska installationer) och fixeras i ett visst läge med hjälp av isolatorer.

Till intern isolering inkluderar isolering av lindningar av transformatorer och elektriska maskiner, isolering av kablar, kondensatorer, kompakterad isolering av bussningar, isolering mellan kontakterna på omkopplaren i avstängt tillstånd, d.v.s. isolering, hermetiskt tillsluten från omgivningen av ett hölje, hölje, tank etc. Den inre isoleringen är vanligtvis en kombination av olika dielektrika (flytande och fasta, gasformiga och fasta).

En viktig egenskap hos extern isolering är dess förmåga att återställa sin elektriska styrka efter avlägsnande av orsaken till skadan. Den dielektriska hållfastheten hos den yttre isoleringen beror dock på de atmosfäriska förhållandena: tryck, temperatur och luftfuktighet. Den dielektriska styrkan hos externa isolatorer påverkas också av ytföroreningar och nederbörd.

Det speciella med den interna isoleringen av elektrisk utrustning är åldrande, d.v.s. försämring av elektriska egenskaper under drift. Dielektriska förluster värmer upp isoleringen. Överdriven uppvärmning av isoleringen kan uppstå, vilket leder till termiskt sammanbrott. Under påverkan av partiella urladdningar som förekommer i gasinneslutningar, förstörs isoleringen och förorenas med nedbrytningsprodukter.

Nedbrytning av solid och sammansatt isolering — ett irreversibelt fenomen som leder till skador på elektrisk utrustning. Flytande och intern gasisolering är självläkande, men dess egenskaper försämras. Det är nödvändigt att ständigt övervaka tillståndet hos den inre isoleringen under dess drift för att identifiera de defekter som utvecklas i den och för att förhindra nödskador på den elektriska utrustningen.

Yttre isolering av elektriska installationer

Under normala atmosfäriska förhållanden är den dielektriska hållfastheten hos luftgap relativt låg (i ett enhetligt fält med interelektrodavstånd på cirka 1 cm ≤ 30 kV/cm). I de flesta isoleringskonstruktioner, när högspänning appliceras, mycket inhomogena elektriskt fält… Den elektriska styrkan i sådana fält på ett avstånd mellan elektroderna på 1–2 m är cirka 5 kV/cm, och på avstånd på 10–20 m minskar den till 2,5–1,5 kV/cm.I detta avseende ökar storleken på luftledningar och ställverk snabbt när märkspänningen ökar.

Lämpligheten med att använda de dielektriska egenskaperna hos luft i kraftverk med olika spänningsklasser förklaras av den lägre kostnaden och den relativa enkelheten att skapa isolering, såväl som luftisoleringens förmåga att helt återställa den dielektriska styrkan efter att ha avlägsnat orsaken till urladdningen gap misslyckande.

Extern isolering kännetecknas av beroendet av den dielektriska hållfastheten på väderförhållanden (tryck p, temperatur T, luftens absoluta fuktighet H, typ och intensitet av nederbörd), såväl som på tillståndet hos isolatorernas ytor, d.v.s. mängd och egenskaper hos föroreningar på dem. I detta avseende väljs luftspalterna för att ha den erforderliga dielektriska styrkan under ogynnsamma kombinationer av tryck, temperatur och fuktighet.

Den elektriska styrkan på utomhusinstallationens isolatorer mäts under förhållanden som motsvarar olika mekanismer för urladdningsprocesserna, nämligen när ytorna isolatorer rent och torrt, rent och blött med regn, smutsigt och fuktigt. Urladdningsspänningar som mäts under de angivna förhållandena kallas torrurladdning, våturladdning och smuts, respektive fukturladdningsspänningar.

Den yttre isoleringens huvudsakliga dielektrikum är atmosfärisk luft — den är inte föremål för åldrande, dvs. oberoende av de spänningar som verkar på isoleringen och utrustningens driftlägen förblir dess genomsnittliga egenskaper oförändrade över tiden.

Reglering av elektriska fält i yttre isolering

Med mycket inhomogena fält i den yttre isoleringen är koronaurladdning möjlig vid elektroder med liten krökningsradie. Koronans utseende orsakar ytterligare energiförluster och intensiva radiostörningar. I detta avseende är åtgärder för att minska graden av inhomogenitet hos elektriska fält av stor betydelse, vilket gör det möjligt att begränsa möjligheten till koronabildning, samt att något öka urladdningsspänningarna för den externa isoleringen.

Reglering av de elektriska fälten i den yttre isoleringen utförs med hjälp av skärmar på förstärkningen av isolatorerna, vilket ökar krökningsradien för elektroderna, vilket ökar urladdningsspänningarna i luftspalterna. Delade ledare används på luftledningar av högspänningsklasser.

Invändig isolering av elinstallationer

Intern isolering avser delar av en isolerande struktur där isoleringsmediet är ett flytande, fast eller gasformigt dielektrikum, eller kombinationer därav, som inte har direkt kontakt med atmosfärisk luft.

Önskvärdheten eller nödvändigheten av att använda intern isolering snarare än luften omkring oss beror på ett antal skäl. För det första har de interna isoleringsmaterialen en betydligt högre elektrisk hållfasthet (5-10 gånger eller mer), vilket kraftigt kan minska isoleringsavstånden mellan ledningarna och minska storleken på utrustningen. Detta är viktigt ur ekonomisk synvinkel. För det andra utför de individuella elementen i den inre isoleringen funktionen av mekanisk fästning av ledningar; flytande dielektrika förbättrar i vissa fall avsevärt kylförhållandena för hela strukturen.

Invändiga isoleringselement i högspänningskonstruktioner utsätts för starka elektriska, termiska och mekaniska belastningar under drift. Under påverkan av dessa influenser försämras isoleringens dielektriska egenskaper, isoleringen "åldras" och förlorar sin dielektriska styrka.

Mekaniska belastningar är farliga för den inre isoleringen, eftersom mikrosprickor kan uppstå i de fasta dielektrikum som utgör den, där sedan, under påverkan av ett starkt elektriskt fält, partiella urladdningar kommer att inträffa och åldrandet av isoleringen kommer att accelerera.

En speciell form av yttre påverkan på den inre isoleringen orsakas av kontakterna med omgivningen och möjligheten till förorening och fukt av isoleringen i händelse av att installationens hermeticitet bryts. Att blöta isoleringen leder till en kraftig minskning av läckagemotståndet och en ökning av dielektriska förluster.

Den inre isoleringen måste ha en högre dielektrisk hållfasthet än den yttre isoleringen, det vill säga en nivå där haveri är helt utesluten under hela livslängden.

Oåterkalleligheten av inre isoleringsskador komplicerar i hög grad ackumuleringen av experimentella data för nya typer av inre isolering och för nyutvecklade stora isoleringsstrukturer av hög- och ultrahögspänningsutrustning. När allt kommer omkring kan varje del av stor, dyr isolering bara testas för fel en gång.

Dielektriska material måste också:

• ha goda tekniska egenskaper, d.v.s. måste vara lämpliga för interna isoleringsprocesser med hög genomströmning;

• uppfylla miljökrav, d.v.s.de får inte innehålla eller bilda giftiga produkter under drift, och efter att hela resursen har förbrukats måste de genomgå bearbetning eller destruktion utan att förorena miljön;

• att inte vara ont om och ha ett sådant pris att isoleringsstrukturen är ekonomiskt lönsam.

I vissa fall kan andra krav läggas till ovanstående krav på grund av specifikationerna för en viss typ av utrustning. Till exempel måste material för kraftkondensatorer ha en ökad dielektricitetskonstant, material för omkoppling av kammare — hög motståndskraft mot termiska stötar och ljusbågar.

Många års praktik i skapandet och driften av olika högspänningsutrustning visar att i många fall är hela kravuppsättningen bäst uppfylld när en kombination av flera material används i sammansättningen av den inre isoleringen, kompletterar varandra och utför lite olika funktioner.

Således tillhandahåller endast fasta dielektriska material den mekaniska styrkan hos den isolerande strukturen. De har vanligtvis den högsta dielektriska styrkan. Delar gjorda av ett fast dielektrikum med hög mekanisk hållfasthet kan fungera som ett mekaniskt ankare för ledningar.

Användande flytande dielektrikum tillåter i vissa fall att avsevärt förbättra kylningsförhållandena på grund av den naturliga eller påtvingade cirkulationen av den isolerande vätskan.