Филиппов А. А., Петерсон A. Л.
Л: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1988.
Рассматриваются опорные изоляторы, применяющиеся для фиксации внутренних высоковольтных электродов элегазовых комплектных распределительных устройств (КРУЭ). Описаны требования, предъявляемые к опорным изоляторам, даны различные их конструкции и способы выбора.
Книга предназначена для инженерно-технических работников, замятых в области элегазового аппаратостроения, может быть полезна студентам вузов.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Быстрое развитие экономики нашей страны и увеличение потребления электроэнергии вызывают возрастание единичных мощностей электрических станций и существенный рост плотности городской нагрузки. Для современного промышленно развитого города экономически оправданное напряжение в распределительной сети составляет 110—330 кВ. При создании открытых (ОРУ) и закрытых (ЗРУ) распределительных устройств подстанций, где основной изоляцией оборудования является атмосферный воздух, имеющий невысокую электрическую прочность, возникает необходимость выделения больших площадей, которых в крупных густонаселенных городах практически мет. Ограничения на строительство ОРУ в городской черте часто определяются не только их габаритами. При проектировании городского хозяйства большую роль играют требования эстетики и экологии; подстанции должны вписываться в архитектурный облик города, быть бесшумными, не создавать радиопомех и т. д. Помимо этого, ограничения на строительство ОРУ и ЗРУ могут определяться особенностями окружающей среды (сильное загрязнение внешней изоляции), климатическими условиями, требованиями пожаро- и взрывобезопасности. В этих условиях может оказаться безальтернативным использование комплектных распределительных устройств с элегазовой изоляцией (КРУЭ), где все элементы, находящиеся под высоким потенциалом, размещены внутри герметичных металлических заземленных оболочек, заполненных сжатым газом. Применение КРУЭ дает сокращение занимаемых подстанциями площадей и объемов на порядок и более по сравнению с ОРУ и ЗРУ. С ростом класса напряжения это преимущество увеличивается. Помимо сокращения размеров герметичное исполнение распределительного устройства обеспечивает бесшумность работы, отсутствие радиопомех, пожаро- и взрывобезопасность, а также независимость состояния изоляции от воздействия окружающей среды.
Проблемы, возникающие при проектировании и создании КРУЭ, достаточно многочисленны. Одна из них заключается в разработке и изготовлении надежных в эксплуатации опорных изоляторов, предназначенных для крепления элементов КРУЭ, находящихся под высоким потенциалом. Изоляция КРУЭ, представляет собой совокупность разных диэлектриков. Основным ее видом является газообразный диэлектрик (обычно шестифтористая сера, пли как ее называют — элегаз). Однако для фиксации внутренних токоведущих элементов аппарата необходимы опорные изоляторы, рассчитанные на весь комплекс эксплуатационных воздействий.
Многолетний зарубежный опыт эксплуатации элегазовых КРУ показал, что в качестве материала опорных изоляторов перспективны только литые компаунды на основе эпоксидных смол. В нашей стране этот вид изоляции широко используется в радиоэлектронике и в электротехнической промышленности. Эпоксидные компаунды применяются для изготовления трансформаторов тока, трансформаторов напряжения, литых вводов и многих других изделий. Несмотря на широкое применение в электротехнике эпоксидных компаундов, в специальной литературе практически отсутствует анализ их свойств применительно к условиям работы в КРУЭ. Так, для крупных опорных изоляторов нет экспериментальных данных о значениях допустимых предельных электрической, тепловой и механической нагрузок. Опубликованный материал чаще всего относится к небольшим по габаритам образцам, что для распространения на реальные конструкции требует научно обоснованных расчетов, учитывающих разницу в их размерах. Отсутствие необходимой информации объясняется, с одной стороны, специфичностью условий эксплуатации изоляции элегазовых КРУ, а с другой — большой трудоемкостью проведения подобных исследований, в том числе длительных (для определения срока службы). В настоящей книге сделана попытка обобщить опытные данные, относящиеся к разработке изоляторов КРУЭ, провести сравнительный анализ свойств эпоксидных компаундов и на основе выполненных расчетов электростатических полей опорных изоляторов дать научные и практические рекомендации по выбору этих изоляционных конструкций.
Авторы
