Изоляционных конструкциях

Несимметричная схема может быть использована для испытания образцов с одним заземленным электродом, а также однополюсно-заземленных изоляционных конструкций, например проходных изоляторов.

Сокращение расхода изоляционных материалов, трансформаторного масла и металла, употребляемого на изготовление баков и систем охлаждения трансформаторов, достигается путем снижения испытательных напряжений и уменьшения изоляционных расстояний при улучшении изоляционных конструкций на основе совершенствования технологии обработки изоляции и применения новых средств защиты трансформаторов от перенапря-

Повышение класса напряжения трансформаторов с 220 до 300, 500, 730 и 1150 кВ требует развития исследований новых изоляционных конструкций и применения изоляционных материалов повышенного качества. В области трансформаторов массовых выпусков мощностью от 25 до 1000 — 6300 кВ-А главной задачей остается совершенствование их конструкций с целью уменьшения расхода материалов, снижения потерь энергии в них, удешевления производства.

трансформатора. Неправильный выбор изоляционных промежутков, материалов и размеров изоляционных конструкций может привести к разрушению трансформатора, если эти промежутки малы, или к чрезмерному расходу изоляционных и других материалов и увеличению стоимости трансформатора, если промежутки велики.

вает изоляция в эксплуатации; правильным выбором методов и величин, воздействующих на изоляцию при приемо-сдаточных и типовых испытаниях трансформатора, и правильным выбором изоляционных конструкций их размеров, материала и технологии изготовления и обработки.

4-4. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ИЗОЛЯЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

3) в выборе размеров этих промежутков и подборе изоляционных конструкций и материалов, обеспечивающих электрическую прочность при найденных испытательных напряжениях.

Примеры простейших изоляционных конструкций применительно к масляному трансформатору показаны на 4-4. В главной изоляции масляных и сухих трансформаторов обычно применяются конструкции, состоящие из комбинации нескольких элементов. Раз-

4-3, Элементы изоляционных конструкций.

Практические рекомендации этого и следующего параграфов по выбору изоляционных конструкций и минимально допустимых изоляционных расстояний даются для некоторых простейших общих и ряда частных случаев и охватывают элементы главной и продольной изоляции, необходимые для расчета масляного и сухого силовых трансформаторов. В этих рекомендациях учтен необходимый запас прочности изоляции, представляющий собой отношение пробивного напряжения к испытательному и являющийся показателем большого или меньшего доверия к прочности и стабильности той или иной конструкции.

При проектировании новых серий всегда стремятся уменьшить изоляционные расстояния путем применения новых материалов, обладающих повышенной электрической прочностью, и новых изоляционных конструкций или путем снижения испытательных напряжений. Во всех этих случаях представляется интересным оценить, в какой степени является эффективным то или иное мероприятие по уменьшению изоляционных расстояний.

Таким образом, при плотностях газов б > бкр (см. табл. 4.2) необходимо не допускать образование сильнонеоднородных полей в изоляционных конструкциях электрических аппаратов. Для изоляционных конструкций в элегазе сильнонеоднородные поля не следует допускать уже при 6=1.

Высокая электрическая прочность вакуума позволяет использовать весьма малые изоляционные расстояния в вакуумных аппаратах (например, выключателях). Однако в вакуумных изоляционных конструкциях разряд часто вызывается такими побочными явлениями, как перекрытием вдоль стенок сосуда, нарушением вакуума в результате отрыва от стенок сосуда частиц газа. При этом средние разрядные напряжения вдоль стенок изоляционного сосуда (например, фарфорового) длиной 20—25 мм составляют 2—10 кВ/мм. Поэтому для устранения поверхностных перекрытий размеры сосуда обычно делаются значительно большими, чем расстояние между электродами.

Появление скользящего разряда в изоляционных конструкциях электрических аппаратов крайне нежелательно. Так, при рабочем напряжении промышленной частоты, когда скользящие разряды (не достигающие противоположного электрода) возникают при каждом полупериоде, на твердый диэлектрик неблагоприятно воздействует повышенная температура канала разряда, излучение разряда, а также химически активные продукты разряда, образующиеся в результате иони-

Однородное поле. В практических изоляционных конструкциях, особенно при очень высоких напряжениях, не приходится встречаться с идеально однородным полем. Однако такие промежутки очень удобны для сравнения электрической прочности различных диэлектриков и для этой цели рассматриваются очень часто.

Большой электрической прочностью обладают молекулярные газы, получаемые из метана путем замещения одного или нескольких атомов водорода атомами хлора или фтора. Среди этих газов наилучшей комбинацией качеств, которыми должен обладать применяемый в изоляционных конструкциях газ, обладает дихлордифтор-

Конструкции с резконеоднородными полями по 4-1, б и в представляют собой соответственно простейшие опорный и проходной изоляторы и встречаются в других изоляционных конструкциях. Они различаются прежде всего расположением поверхности относительно силовых линий поля. В конструкции, изображенной

В изоляционных конструкциях неплотное прилегание электрода к диэлектрику устраняют с помощью цементирующих замазок, мягких прокладок или посредством металлизации поверхностей диэлектрика, соприкасающихся с электродами.

Градирование изоляции применяется, как правило, в изоляционных конструкциях с электродами в виде соосных цилиндров, например в кабелях высокого напряжения, и позволяет выравнивать электрическое поле в радиальном направлении. Регулирование поля достигается за счет изменения диэлектрической проницаемости слоев изоляции.

Прежде всего они должны обеспечивать высокую кратковременную и длительную электрическую прочность изоляционной конструкции. Как правило, чем выше собственная электрическая прочность материала, тем выше и кратковременная электрическая прочность изготовленной из него конструкции. Однако следует заметить, что связь между этими характеристиками не всегда определенная и прямая. Дело в том, что отдельные диэлектрики или материалы испытываются в особых условиях, регламентированных соответствующими стандартами. Методики этих испытаний обеспечивают в первую очередь получение сопоставимых и хорошо воспроизводимых данных для сравнения однотипных материалов или проверки качества отдельных партий одного и того же материала. В изоляционных конструкциях материалы могут работать в существенно отличных условиях, т. е. в электрических полях иной конфигурации, испытывать одновременно нагрев, механические нагрузки и т. д. Поэтому кратковременная электрическая прочность материала в конструкции может значительно отличаться от измеренной в стандартных условиях.

При выборе ?раб. доп требуется, как правило, проводить много экспериментов на макетах или на самих изоляционных конструкциях. При этом прямая проверка выбранных значений Ера6_ доп обычно оказывается невозможной из-за того, что требует слишком много времени. Поэтому иногда проводят ускоренные испытания на старение, во время которых искусственно увеличивают интенсивность ЧР путем повышения величины или частоты воздействующего напряжения.

К^ак показывает практика, для изоляции одного и" того же типа ?раб. доп сильно зависит от ряда конструктивных факторов, техно-логии изготовления и качества исходных материалов. В серийно выпускаемых изоляционных конструкциях в настоящее время наиболее высокие значения ?раб. Д0п. вплоть до 15—18 кВ/мм при 50 Гц и до 40 кВ/мм при постоянном напряжении, достигаются в случае бумажно-масляной изоляции, а наименьшие (около 0,5 кВ/мм при 50 Гц) — в литой эпоксидной изоляции при несовершенной технологии, допускающей образование газовых включений.