Isolering av elektriske installasjoner

Isolering av elektriske installasjoner er delt inn i utvendig og innvendig.

For ekstern isolasjon inkluderer høyspenningsinstallasjoner isolerende gap mellom elektrodene (ledninger kraftledninger (kraftledninger), timing dekk (RU), eksterne spenningsførende deler elektriske apparater etc.), der rollen som hovedrollen dielektrisk utfører atmosfærisk luft. Isolerte elektroder er plassert i visse avstander fra hverandre og fra bakken (eller jordede deler av elektriske installasjoner) og festes i en bestemt posisjon ved hjelp av isolatorer.

Til intern isolasjon inkluderer isolasjon av viklinger av transformatorer og elektriske maskiner, isolering av kabler, kondensatorer, komprimert isolasjon av bøssinger, isolasjon mellom kontaktene til bryteren i av-tilstand, dvs. isolasjon, hermetisk forseglet fra omgivelsene med et foringsrør, et foringsrør, en tank, etc. Den interne isolasjonen er vanligvis en kombinasjon av forskjellige dielektrikumer (flytende og faste, gassformige og faste).

En viktig egenskap ved ekstern isolasjon er dens evne til å gjenopprette sin elektriske styrke etter fjerning av årsaken til skaden. Den dielektriske styrken til den ytre isolasjonen avhenger imidlertid av de atmosfæriske forholdene: trykk, temperatur og fuktighet. Den dielektriske styrken til eksterne isolatorer påvirkes også av overflateforurensning og nedbør.

Det særegne ved den indre isolasjonen til elektrisk utstyr er aldring, dvs. forringelse av elektriske egenskaper under drift. Dielektriske tap varmer opp isolasjonen. Overdreven oppvarming av isolasjonen kan forekomme, noe som kan føre til termisk sammenbrudd. Under påvirkning av delvise utslipp som forekommer i gassinneslutninger, blir isolasjonen ødelagt og forurenset med nedbrytningsprodukter.

Nedbryting av solid og sammensatt isolasjon — et irreversibelt fenomen som fører til skade på elektrisk utstyr. Væske- og interngassisolasjon er selvhelbredende, men egenskapene forverres. Det er nødvendig å kontinuerlig overvåke tilstanden til den indre isolasjonen under driften for å identifisere defektene som utvikler seg i den og for å forhindre nødskader på det elektriske utstyret.

Utvendig isolering av elektriske installasjoner

Under normale atmosfæriske forhold er den dielektriske styrken til luftgap relativt lav (i et jevnt felt med interelektrodeavstander på ca. 1 cm ≤ 30 kV/cm). I de fleste isolasjonskonstruksjoner, når høyspenning påføres, svært inhomogen elektrisk felt… Den elektriske styrken i slike felt i en avstand mellom elektrodene på 1–2 m er omtrent 5 kV/cm, og ved avstander på 10–20 m avtar den til 2,5–1,5 kV/cm.I denne forbindelse øker størrelsen på overliggende overføringslinjer og koblingsutstyr raskt når merkespenningen øker.

Hensiktsmessigheten av å bruke de dielektriske egenskapene til luft i kraftverk med forskjellige spenningsklasser forklares av de lavere kostnadene og den relative enkelheten ved å lage isolasjon, samt luftisolasjonens evne til å gjenopprette den dielektriske styrken fullt ut etter å ha fjernet årsaken til utslippet gap svikt.

Ekstern isolasjon er preget av avhengigheten av den dielektriske styrken på værforhold (trykk p, temperatur T, absolutt luftfuktighet H, type og intensitet av nedbør), samt tilstanden til overflatene til isolatorene, dvs. mengden og egenskapene til urenheter på dem. I denne forbindelse er luftspaltene valgt for å ha den nødvendige dielektriske styrke under ugunstige kombinasjoner av trykk, temperatur og fuktighet.

Den elektriske styrken på isolatorene til utendørsinstallasjonen måles under forhold som tilsvarer forskjellige mekanismer i utladningsprosessene, nemlig når overflatene isolatorer rent og tørt, rent og vått med regn, skittent og fuktig. Utladningsspenninger målt under de spesifiserte forholdene kalles henholdsvis tørr utladning, våt utladning og smuss, eller fuktutladningsspenninger.

Hoveddielektrikken til den ytre isolasjonen er atmosfærisk luft - den er ikke utsatt for aldring, dvs. uavhengig av spenningene som virker på isolasjonen og driftsmodusene til utstyret, forblir dens gjennomsnittlige egenskaper uendret over tid.

Regulering av elektriske felt i utvendig isolasjon

Med svært inhomogene felt i den ytre isolasjonen er koronautladning mulig ved elektroder med liten krumningsradius. Utseendet til koronaen forårsaker ytterligere energitap og intens radiointerferens. I denne forbindelse er tiltak for å redusere graden av inhomogenitet av elektriske felt av stor betydning, noe som gjør det mulig å begrense muligheten for koronadannelse, samt å øke utladningsspenningene til den eksterne isolasjonen litt.

Regulering av de elektriske feltene i den ytre isolasjonen utføres ved hjelp av skjermer på forsterkning av isolatorene, som øker krumningsradiusen til elektrodene, noe som øker utladningsspenningene til luftspaltene. Delte ledere brukes på luftledninger av høyspenningsklasser.

Innvendig isolering av elektriske installasjoner

Innvendig isolasjon refererer til deler av en isolerende struktur der isolasjonsmediet er et flytende, fast eller gassformet dielektrisk, eller kombinasjoner av disse, som ikke har direkte kontakt med atmosfærisk luft.

Ønskeligheten eller nødvendigheten av å bruke innvendig isolasjon i stedet for luften rundt oss skyldes en rekke årsaker. For det første har de interne isolasjonsmaterialene en betydelig høyere elektrisk styrke (5-10 ganger eller mer), noe som kan redusere isolasjonsavstandene mellom ledningene og redusere størrelsen på utstyret. Dette er viktig fra et økonomisk synspunkt. For det andre utfører de individuelle elementene i den indre isolasjonen funksjonen til mekanisk festing av ledninger; flytende dielektrika forbedrer i noen tilfeller kjøleforholdene til hele strukturen betydelig.

Innvendige isolasjonselementer i høyspentkonstruksjoner utsettes for sterke elektriske, termiske og mekaniske belastninger under drift. Under påvirkning av disse påvirkningene forringes de dielektriske egenskapene til isolasjonen, isolasjonen "aldres" og mister sin dielektriske styrke.

Mekaniske belastninger er farlige for den indre isolasjonen, fordi det kan oppstå mikrosprekker i de faste dielektrikum som utgjør den, hvor det da, under påvirkning av et sterkt elektrisk felt, vil oppstå partielle utladninger og aldring av isolasjonen vil akselerere.

En spesiell form for ytre påvirkning på den indre isolasjonen er forårsaket av kontaktene med miljøet og muligheten for forurensning og fuktighet av isolasjonen i tilfelle brudd på hermetisiteten til installasjonen. Å fukte isolasjonen fører til en kraftig reduksjon i lekkasjemotstand og en økning i dielektriske tap.

Den indre isolasjonen må ha høyere dielektrisk styrke enn den ytre isolasjonen, det vil si et nivå der nedbryting er helt utelukket gjennom hele levetiden.

Irreversibiliteten til indre isolasjonsskader kompliserer i stor grad akkumuleringen av eksperimentelle data for nye typer innvendig isolasjon og for nyutviklede store isolasjonsstrukturer av høy- og ultrahøyspentutstyr. Tross alt kan hvert stykke stor, kostbar isolasjon bare testes for feil én gang.

Dielektriske materialer må også:

• ha gode teknologiske egenskaper, dvs. må være egnet for interne isolasjonsprosesser med høy gjennomstrømning;

• oppfylle miljøkrav, dvs.de må ikke inneholde eller danne giftige produkter under drift, og etter at hele ressursen er brukt opp, må de gjennomgå behandling eller destruksjon uten å forurense miljøet;

• ikke være knappe og ha en slik pris at isolasjonsstrukturen er økonomisk forsvarlig.

I noen tilfeller kan andre krav legges til kravene ovenfor på grunn av spesifikasjonene til en bestemt type utstyr. For eksempel må materialer for kraftkondensatorer ha en økt dielektrisk konstant, materialer for svitsjingskamre - høy motstand mot termiske støt og elektriske lysbuer.

Mange års praksis i opprettelse og drift av ulike høyspenningsutstyr viser at i mange tilfeller er hele settet med krav best tilfredsstilt når en kombinasjon av flere materialer brukes i sammensetningen av den innvendige isolasjonen, utfyller hverandre og utfører litt forskjellige funksjoner.

Således er det kun solide dielektriske materialer som gir den mekaniske styrken til den isolerende strukturen. De har vanligvis den høyeste dielektriske styrken. Deler laget av et solid dielektrikum med høy mekanisk styrke kan fungere som et mekanisk anker for ledninger.

Bruk flytende dielektriske stoffer tillater i noen tilfeller å forbedre kjøleforholdene betydelig på grunn av den naturlige eller tvungne sirkulasjonen av isolasjonsvæsken.