Стартовая >> Архив >> Подстанции >> Изоляторы элегазовых КРУ

Электрические свойства опорных изоляторов - Изоляторы элегазовых КРУ

Оглавление
Изоляторы элегазовых КРУ
Предъявляемые требования
Конструирование опорных изоляторов
Конструкции опорных изоляторов
Электрические свойства опорных изоляторов
Конструктивные особенности
Зависимость электрической прочности компаунда от конструкции контакта проводник-диэлектрик
Зависимость электрической прочности компаунда от размеров электродов
Зависимость электрической прочности компаунда от времени воздействия напряжения
Выбор допустимой напряженности поля в компаунде при заданном сроке эксплуатации
Дефектные изоляторы
Оценка диапазона изменения максимальной напряженности внутри изолятора
Дисковый изолятор
Конический изолятор
Цилиндрический изолятор
Столбиковые изоляторы без встроенных электродов
Столбиковые изоляторы с встроенными электродами
Нестандартное исполнение опорных изоляторов
Формирование напряженности поля внешними экранами
Заключение
Список литеритуры

Выбор конструкции изоляторов осуществляют таким образом, чтобы обеспечить высокое поверхностное пробивное напряжение их твердого диэлектрика, которое определяет электрическую прочность всего аппарата в течение короткого промежутка времени. Решить эту задачу можно лишь в том случае, если напряженность электрического поля опорного изолятора будет ослаблена в зонах, прилегающих к электродам газоизолированного устройства. Одной из эффективных мер, приводящих к такому снижению, является применение встроенных в твердую изоляцию электродов [7].

На рис. 7, а приведена схема организации электрического ноля опорного изолятора, имеющего внутренние электроды А и В. Поле основных электродов, между которыми находится изолятор, можно для простоты считать однородным. Анализ такой электродной системы показывает, что если на поверхности основных электродов имеются дополнительные электроды А и В, сокращающие межэлектродный промежуток d0 до значения di, то на некотором расстоянии от них длина силовых линий d2 будет увеличена по сравнению с d0, а напряженность вдоль линии d2 в зонах, прилегающих к электродам А и В, — снижена по сравнению с напряженностью внешнего поля. Выполнение профиля опорного изолятора по силовым линиям d2 позволяет уменьшить напряженность на его поверхности Еп, по отношению к напряженности поля основных электродов Ет, и обеспечить отсутствие нормальной составляющей Еп, которая способствует снижению напряжения перекрытия твердой изоляции.

Рис. 7. К оценке изоляционных испытаний столбикового (а), дискового (б) и конического (в) изоляторов

Напряженность электрического поля в области соприкосновения трех сред: газа, металла, твердого диэлектрика, будет снижена из-за экранирующего эффекта встроенных электродов А и В. Все это должно обеспечить необходимое напряжение перекрытия по поверхности опорного изолятора.
Уменьшение расстояния d1 в твердом диэлектрике по сравнению с d0 вызывает увеличение максимальной напряженности Ет внутри него. Иначе говоря, уменьшение напряженности поля в газе, окружающем изолятор, достигается за счет увеличения ее в твердом диэлектрике. Максимальные значения напряженности на поверхности Еп и внутри Ет изолятора, а также напряженность межэлектродного промежутка ЕТ удовлетворяют неравенству: Ет> Ет> Еп.
Другим примером снижения напряженности в приэлектродных зонах опорных изоляторов является оптимальный выбор профиля поверхности твердого диэлектрика, который эффективно используется в дисковых конструкциях. Отличительной чертой дисковых опорных изоляторов является то, что расстояния между электродами по поверхности в газе (d2) и твердом диэлектрике (dj) обычно равны или превосходят длину межэлектродного промежутка d0 (рис. 7,6), Даже в простейшей конструкции (в виде диска) максимальная напряженность на поверхности диэлектрика и внутри его не превышает максимальную напряженность поля основных электродов.
Снижение максимальных значений напряженности на поверхности дисковых изоляторов и в точке соприкосновения газа, металла и компаунда обеспечивается увеличением длины изолирующих поверхностей d?i по сравнению с длиной межэлектродного расстояния d0. Это, однако, не влияет на длину изоляционного расстояния в твердом диэлектрике, которое остается равным d0. Соотношение между напряженностями Ет, ЕТ и Еп выразится для данного типа изолятора так: Ет < ЕТ, Еп а< Ет.
Конические изоляторы имеют наибольшую длину поверхности твердого диэлектрика dь превышающую межэлектроднос расстояние газоизолированных устройств (рис. 7, в). Это обусловливает дополнительные возможности снижения напряженности электрического поля как в окружающем изолятор газе, так и в самом твердом диэлектрике. В зависимости от исполнения контактных узлов изоляторы могут выполняться как конструкции, не имеющие расширения профиля в своей наиболее напряженной части (рис. 6), и в виде дисковых конструкций, наклоненных на некоторый угол 0 по отношению к поверхностям электродов КРУЭ (рис. 7, в).
Все базовые типы опорных изоляторов имеют длину поверхности твердого диэлектрика, превышающую расстояние между токопроводом и оболочкой (d2>do). Это в значительной мере определяет возможность снижения напряженности поля на поверхности изоляторов, а также возможности повышения напряжения их перекрытия. Длина поверхности твердого диэлектрика, влияющая на напряженность поля внутри изолятора и электрическую прочность КРУЭ, различна для каждого типа изоляторов. Поскольку при выборе опорных изоляторов эта характеристика является определяющей, в дальнейшем классификацию изоляторов будем производить на ее основе.



 
« Измерения на высоком напряжении   Изоляционные характеристики вакуумных дугогасительных камер »
электрические сети