ИЗОЛЯЦИЯ И ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

ИЗОЛЯЦИЯ И ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ
Лекции
(8 часов)‏
Лабораеор-ная работа
(8 часов)‏
Контрольная работа
Экзамен

Наибольшее рабочее напряжение
7,2; 12 ; 24;
40,5 ; 126 ;
252 ; 363 ;
525 ; 787;
1200 кВ

Уровень изоляции
Уровнем изоляции электрообору-дования называется нормирован-ное испытательное напряжение или нормированный срок службы. отнесенные к нормированным,
условиям испытаний.

Виды ионизаци
Координация изоляции
Оптимальный выбор изоляции и защиты от перенапряжений
сетей высокого напряжения
где З- обобщенные приведенные затраты;
ki, kj- капитальные вложения соответственно на оборудование и на защитные устройства; Ei, Ej- нормативные коэффициенты эффективности капиталовложений и амортизационных отчислений;

Степень однородности электрического поля
разрядного промежутка
Однородное - поле, напряженность которого одна и та же во всех точках поля.
Неоднородное - поле, напряженность которого имеет различные значения.
η н - коэффициент неоднородности
η н = Емакс/Еср.
Квазиоднородное поле η н < 2 .
Слабонеоднородное поле η н < 2 .
Резконеоднородное поле η н > 3...4.

Формы коронного разряда
1.Лавинная - в промежутке развиваются
только электронные лавины.
2.Стримерная (плазменный канал) – в промежутке кроме электронных лавин развиваются стримерные каналы. Если
температура в канале стримера становится
достаточной для термической ионизации газов, то он преобразуется в лидер.

Потери мощности в ВЛ от
коронного разряда
U к=2πξξ0r Eк/с – критическое напряжение коронного разряда, кВ;
Ек=24,5δm
-критическая напряженность короны (кВ/см),
m=0,82…0,85 – коэффициент,
С=2πξξ0/ln - рабочая емкость фазы,

R - радиус провода, см.
D - расстояние между прово- дами,см
сэ -эквивалентная емкость провода с учетом объемного заряда вокруг провода, Ф/км
Потери мощности
P=3ℓ·350ω(С²/Сэ-С)Uк²F(U макс.ф /Uк),
кВт

Время разряда
tp = t1 + tc + tф
t1 – это время нарастания напряжения до начального напряжения U 0 , при котором выполняется условие самостоятельности разряда.
t c - время статического запаздывания разряда или время ожидания первого эффективного электрона в промежутке .
t ф= t лав+ t стр+ t лид+ t г.р - время формирования разряда.
t г.р - время главного разряда.

Разряд вдоль увлажненной и
загрязненной поверхности изоляции
Механизм перекрытия носит тепловой характер .
Мокроразрядное напряжение (Uм.р)-
при непрерывном смачивании дождем
Сухоразрядное напряжение (Uс.р).
U м.р = (0,6-0,7)‏
U с.р

Стадии поверхностного разряда
2. Скользящий разряд
1. Коронный разряд
Начальное напряжение обеих стадий описывается
формулой Теплера:
Uн=АС уд- 0,45, кВ
- длина искр скользящего разряда

Изоляционные конструкции
высокого напряжения
-опорные и подвесные (гирлянды)
-проходные
-покрышки
-тяги и рычаги
-воздухопроводы
-наружной и
внутренней
установки

Пробой твердых диэлектриков
1. Электрический пробой –вследствие ударной ионизациии,
2. Тепловой пробой - связан с разогревом диэлектрика
3. Пробой из-за частичных разрядов
Смешанные виды пробоя

Схемы замещения изоляции с газовым включением
Uв= U(Сб / Сб+ Св)≥ Uпр,

Частичные разряды

Частичные разряды в изоляции
1. Ч.р.(пробой) масляного канала в месте соприкосновения изолированного провода с электрокартоном или бумагой (изоляция перемычек,прокладки между катушками);
2. Ч.р. в бумажно-масляной изоляции
на отводах, перемычках и т.п.;
3. Частичный пробой витковой изоляции;
4. Скользящий разряд по поверхности электрокартона(“ползущий разряд” ;
5. Корона в масляных промежутках
ввода, с элементов переключателей и др.

Виды изоляции воздушных линий
1. Изоляционные конструкции:
-штыревые линейные изоляторы,
-фарфоровые и стеклянные гирлянды изоляторов
-стержневые стеклопластиковые изоляторы
- междуфазовые стеклопластиковые распорки
2. Воздушные промежутки .

Изоляция масляных трансформаторов
Внешняя изоляция : воздушных промежутков , фарфоровых покрышек вводов.
Внутренняя изоляция : обмоток(главная и продольная),
масляной части вводов, отводов и вспомогательных устройств (переключателей и др.).

Главная изоляция
Между обмотками, между обмоткой и
магнитопроводом, между наружными
обмотками двух соседних стержней магнитопровода(междуфазную) и между наружной обмоткой и стенкой бака.
Выполняется маслобарьерного типа и состоит из чередующих барьеров из электрокартона и масляных каналов.

Общий вид главной изоляции

Продольная изоляция
1.Витковая (бумажно-масляная изоляция)‏
2. Между катушками или слоями витков.
Выполняется обычно слоями из
электроизоляционной бумаги,
накладываемой поверх провода.

Изменение электрической прочности маслобарьерной изоляции
1.Воздействия электрического поля и частичных разрядов; 2.Увлажнение изоляции за счёт проникновения влаги из атмосферного воздуха и в результате разложения трансформаторного масла и целлюлозных материалов;
3.Окислительные процессы под действием повышенной температуры;
4.Загрязнение изоляции примесями, продуктами старения;
5. Механические, химические разрушения.

Ползущий разряд на баръере из электрокартона

Вводы (проходные изоляторы)‏
1. Сплошные фарфоровые.
2. Бумажно – бакелитовые.
3. Маслобарьерные.
4. Бумажно - масляные конденсаторного типа см.рис.).

Состоит из эпоксидной смолы с инертными и огнестойкими наполнителями, при этом процессы смешивания и заливки осуществляются в вакууме. Эта технология придает обмоткам очень высокие диэлектрические свойства с очень низким уровнем частичных разрядов .
Изоляция обмотки высокого напряжения

Изоляция электрических машин
1. Корпусная изоляция, которая отделяет проводники от магнитопровода (высоковольтная и низковольтная).
2. Изоляция междуфазовых зон обмотки.
3. Изоляция элементарных проводников
4. Полупроводящие покрытия для выравнивания электрического поля в лобовых (краевых) частях машин.
Могут использоваться все или часть указанных видов изоляции.

Виды перенапряжений
Внутренние : квазистационарные (режимные, резонансные, феррорезонансные и параметрические. Режимные перенапряже-ния возникают при несимметричных корот-ких замыканиях на землю, а также при разгоне генератора в случае резкого сброса нагрузки) и коммутационные (при переходных процессах, возникающих при коммутациях в сетях).
Внешние : от разрядов молнии и от воздей-ствия внешних источников.

Разряд молнии

Разряд молнии

Ограничение внутренних перенапряжений
Коммутационные (комбинированные)
разрядники типа РВМК (ВЛ СВН -330, 500, 750 и 1150 кВ).
Нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН- 6кВ и выше).
Шунтирующие реакторы с искро-вым подключением (линии СВН).

При коммутационных перенапряжениях, превосходящих по кратности
уровень защищаемой изоляции,
разрядник РВМК должен срабатывать раньше, чем напряжение достигнет
опасного для изоляции значения, и
надежно защитить изоляцию линии
и оборудование подстанции.
Коммутационные разрядники,
как правило, устанавливаются
на обоих концах линии.

Напряжение, остающееся на рабочем сопротивлении после срабатывания разрядника, не должно превосходить уровень защищаемой изоляции.
ОПН ограничивают коммутационные перенапряжения до уровня 1,8Uф и атмосферные перенапряжения до уровня (2,0...2,4) Uф.
Шунтирующие реакторы с искровым подключением для ограничения внутренних перенапряжений на концах линий СВН.

1.Подвеска тросов при их отсутствии на линии;
2.Снижение угла защиты α≤20º путём подвески второго троса или изменения конструкции опоры на подходах;
3.Заземление тросов на каждой опоре подхода;
4.Снижение сопротивления заземления опор на подходе до значений R3≤10…20 Ом;
5.Переход линии с башенных на одноцепные портальные опоры меньшей высоты и с меньшим индуктивным сопротивлением.
Защита подходов линии к подстанции