Атмосферные перенапряжения

Химическая стойкость электроизоляционных материалов имеет особо важное значение в условиях эксплуатации, связанных с использованием изоляции в атмосфере, содержащей различные химические вещества, или с непосредственным воздействием* химических веществ, их растворов, паров и т. п. Твердые электроизоляционные материалы, применяемые в маслонаполненных трансформаторах, конденсаторах и электрических аппаратах, должны быть стойкими к действию нефтяного масла. Изоляция, пропитываемая или покрываемая лаками и эмалями, не должна повреждаться от действия содержащихся в них масел и растворителей. Изоляция корабельных электротехнических установок должна быть рассчитана на воздействие влажного воздуха, насыщенного морскими солями. Все это подтверждает необходимость определения химической стойкости электроизоляционных материалов, используемых в указанных условиях. Методы определения стойкости пластмасс к действию химических сред изложены в ГОСТ 12020 — 72. Стандарт не распространяется на пенистые и пористые материалы. Стойкость пластмассы оценивается по изменению массы, линейных размеров, механических . свойств стандартных образцов в ненапряженном

Электрические машины эксплуатируются в различных климатических условиях, при различных влажности, температуре окружающего воздуха, давлении (различной высоте над уровнем моря), в атмосфере, содержащей те или иные коррозионно-зктивные элементы, и при других условиях, существенно отличающихся от нормальных. В нашей стране за нормальные условия принимают температуру окружающей среды (+25 ± 10)° С, относительную влажность воздуха 35-80% и атмосферное давление 84—106 кПа. Чем более отличны условия, в которых эксплуатируется машина, от нормальных, тем значительнее отличается конструкция ее корпуса, обмоток, различных уплотнений и изоляции от принятых в машинах общего назначения. ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-89Е классифицируют макроклиматические районы и места установки машин в зависимости от факторов, влияющих на условия эксплуатации электрических машин, и определяют обозначения машин, предназначенных для работы в тех или иных условиях (табл. 1.2).

Испытание проводят с целью определения коррозионной стойкости изделий в атмосфере, содержащей водные растворы солей.

Электрические машины эксплуатируются в различных климатических условиях, при различных влажности и температуре окружающего воздуха, различном давлении (различной высоте над уровнем моря), в атмосфере, содержащей те или иные коррозионно-активные элементы, и при других условиях, существенно отличающихся от нормальных. В нашей стране за нормальные условия принимают: температуру окружающей среды +25±10°С, относительную влажность воздуха 35—-80% и атмосферное давление 84—106 кПа. Чем более отличны условия, в которых эксплуатируется машина, от нормальных, тем значительнее отличается конструкция ее корпуса, обмоток, различных уплотнений и изоляции от принятых в машинах общего назначения. ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70 классифицируют макроклиматические районы и места установки машин в зависимости от факторов, влияющих на условия эксплуатации электрических машин, и определяют обозначения машин, предназначенных для работы в тех или иных условиях.

Приборы могут работать в атмосфере, содержащей фтористый водород, фтористые соли и пыль.

Во влажной атмосфере, ие содержащей промышленных газоп, на кадмии не образуются объемистые продукты коррозии, аналогичные тем, которые образуются на цинке (белая ржавчина)

В промышленной атмосфере, содержащей сернистый ангидрид, при повышенной влажности коррозионная стойкость кадмиевых покрытий значительно уступает цинковым. Кадмиевое покрытие непригодно и для изделий, подвергающихся воздействию продуктов, содержащих серу (бензобаков, бензонасосов и т. д.) Низка коррозионная стойкость кад-мнрованных деталей, работающих в закрытых приборах, содержащих органические вещества, из которых выделяются уксусная, муравьиная или масляная кислота, особенно в районах с тропическим климатом.

целесообразно наносить электролитические рутениевые покрытия на электрические контакты слаботочной аппаратуры, работающие в условиях эрозионного или механического износа а также при высоких температурах; Д1Я защиты серебра и серебряных покрытий от потемнения, особенно в атмосфере, содержащей сернистые соединения, дчя защиты поверхности от потускнения при изготовлении отражателей, для защиты деталей от коррозии в агрессивных средах.

Высокооловянистые сплавы на основе меди (белую бронзу) применяют дчя декоративной отде ши металлоизделий вместо никсчя и серебра, дчя покрытия этектршеских контактов особенно работающих со влажной атмосфере и атмосфере, содержащей сернистые соедине ния, как износостойкое покрытие подшипников, работающих при высо как скоростях в вакууме, для покрытия рефаекторов (коэффициент отражения белой бронзы выше, чем блестящего никеля, и приближается к коэффициенту отражения родия).

К другим полупроводниковым оксидам относится оксид цинка (ZnO) с избытком цинка по сравнению со стехиометрическим составом, являющийся примесным полупроводником только «-типа. При прокаливании на воздухе (в атмосфере, содержащей кислород) проводимость ZnO уменьшается. К полупроводникам относится и частично восстановленный диоксид титана TiO2 (см. табл. 8-5). Полупроводниковые оксиды используются в основном для изготовления терморезисторов с большим отрицательным температурным коэффициентом удельного сопротивления [—(3-М) %/К].

Х13Ю4 » 12—15 3,5 — 5,5 — 1,26 1000 Окалиностойкость в окислительной атмосфере, содержащей серу и сернистые соединения: склонны к провисанию при высоких температурах Проволока и ленты для нагревательных элементов бытовых приборов и реостатов

Разрядники. В результате прямого удара молнии или при грозовых разрядах вблизи воздушных линий передачи или открытых подстанций в линиях и распределительных устройствах, связанных с последними, возникают атмосферные перенапряжения. Максимальное напряжение при прямом ударе может достигать нескольких миллионов вольт, а протекающие токи достигают сотен тысяч ампер. Для защиты от прямых ударов молнии, наиболее опасных для установок всех напряжений, используют тросовые и стержневые молниеотводы (см. § 87).

Под перенапряжением понимают всякое повышение напряжения в электрической сети по отношению к номинальной его величине. Перенапряжения в зависимости от причин их возникновения разделяют на атмосферные (внешние) и коммутационные (внутренние). Атмосферные перенапряжения обусловливаются грозовыми разрядами и их называют грозовыми перенапряжениями. Коммутационные (внутренние) перенапряжения возникают при включении и отключении линий, трансформаторов, асинхронных двигателей, а также при однофазных замыканиях на землю через перемежающуюся дугу. Наибольшую кратность по отношению к номинальному напряжению имеют перенапряжения, возникающие при однофазном замыкании на землю.

Первичные и вторичные проявления молний представляют опасность и для электрооборудования ЛЭП и подстанций, поскольку атмосферные перенапряжения, вызванные действием молнии, могут вызвать повреждение электрической изоляции ЛЭП, трансформаторов, вращающихся машин.

Атмосферные перенапряжения возникают вследствие воздейст-ствия на электроустановки грозовых разрядов. В отличие от коммутационных они не зависят от значения рабочего напряжения электроустановки. Атмосферные перенапряжения подразделяют на индуцированные перенапряжения и перенапряжения от прямого удара молнии.

В воздушной сети могут возникать также импульсные волны перенапряжений, вызванных грозовыми атмосферными разрядами. Эти импульсы, достигая трансформатора, воздействуют на его изоляцию. Атмосферные перенапряжения в отдельных неблагоприятных случаях достигают величины 10-кратного фазного напряжения при длительности, измеряемой микросекундами. Воздействие атмосферных грозовых перенапряжений сказывается главным образом на продольной изоляции обмоток трансформатора, в частности на изоляции между витками, между слоями витков и между отдельными катушками обмотки.

Основными эксплуатационными требованиями являются электрическая и механическая прочность и нагрево-стойкость как обмоток, так и других частей и всего трансформатора в целом. Изоляция обмоток и других частей трансформатора должна выдерживать без повреждений коммутационные и атмосферные перенапряжения, которые могут возникнуть в сети, где трансформатор будет работать. Механическая прочность обмоток должна гарантировать их от механических деформаций и повреждений при токах короткого замыкания, многократно превышающих номинальный рабочий ток трансформатора.

стали 83 Атмосферные перенапряжения

должна без повреждений выдерживать коммутационные и атмосферные перенапряжения. Обмотки должны выдерживать электродинамические усилия, которые появляются при протекании токов КЗ. Необходимо предусмотреть надежную систему охлаждения обмоток, чтобы не возникал недопустимый перегрев изоляции.

Основными эксплуатационными требованиями являются надежность, электрическая и механическая прочность и нагревостойкость как обмоток, так и других частей и всего трансформатора в целом. Изоляция обмоток и других частей трансформатора должна выдерживать без повреждений коммутационные и атмосферные перенапряжения, которые могут возникнуть в сети, где трансформатор будет работать. Механическая прочность обмоток должна допускать упругие деформации, но гарантировать их от остаточных деформаций и повреждений при токах короткого замыкания, многократно превышающих номинальный рабочий ток трансформатора.

стали 70 Атмосферные перенапряжения 167

К числу недостатков автотрансформатора относят некоторое усложнение релейной защиты и регулирования напряжения из-за наличия в них не только электромагнитной, но и электрической связи между обмотками, а также необходимость глухого заземления нейтрали, что приводит к увеличению токов короткого замыкания. Повышенную опасность для автотрансформаторов представляют атмосферные перенапряжения из-за электрической связи обмоток ВН и СН.