Отпотеванию могут быть подвержены самые разнообразные изоляционные конструкции, имеющие поверхности, соприкасающиеся с воздухом. Основную опасность для изоляционной конструкции представляет отпотевание поверхности изоляции во внутренних полостях изоляторов, например фарфоровых покрышек, колонн выключателей и т. д.
Отпотевание поверхности изоляции, т. е. выпадание на ней из окружающего воздуха влаги в виде росы, происходит тогда, когда изолятор оказывается холоднее окружающего его влажного воздуха; при этом температура изолятора должна быть ниже точки росы для данного влажного воздуха, относительная влажность которого должна достигнуть 100%.
Как известно, при данном давлении каждой температуре соответствует определенное количество водяных паров, которое может содержаться в 1 м3 воздуха, при большем количестве влага будет уже выпадать в виде росы. Воздух, содержащий это максимальное при данной температуре количество паров воды, является насыщенным. Чем выше температура, тем больше воды может содержать воздух в состоянии насыщения.
Очевидно, что ненасыщенный теплый воздух, соприкасаясь с холодной поверхностью изолятора при данном содержании в нем влаги, может вследствие охлаждения оказаться уже пересыщенным, что и вызовет выпадение росы.
Значения парциального давления водяного пара во влажном воздухе при различной степени насыщения даны на диаграмме рис. 8-10.
Рис. 8-10. Парциальное давление водяного пара во влажном воздухе.
Особенно остро вопрос об отпотевании будет стоять для изоляции, работающей в тропическом климате. На рис. 8-10 видно, что при высоких тропических температурах содержание влаги в воздухе (при данной относительной влажности) оказывается чрезвычайно большим; кривые парциального давления пара идут весьма круто; в этих условиях достаточно небольшого понижения температуры, чтобы из воздуха выпало большое количество воды в виде росы. Так, например, парциальное давление пара в воздухе с 80% влажности при +45° равно 800 кГ/м2. Достаточно падения температуры на 4° (до +41°), чтобы этот воздух оказался уже насыщенным.
Явление отпотевания внутренней поверхности изолятора может произойти вследствие проникновения внутрь холодного изолятора теплого влажного воздуха при быстрой перемене погоды или вследствие быстрого охлаждения изолятора, содержащего внутри теплый воздух.
Явление отпотевания изоляторов заслуживает самого пристального внимания как конструкторов, так и работников эксплуатации, ибо разряд по внутренней поверхности изолятора почти всегда приводит к серьезной аварии.
Можно указать на следующие меры борьбы с отпотеванием изоляторов:
- Герметизация внутренней полости изолятора (полые опорные изоляторы, вентильные разрядники).
- Заполнение внутренней полости изоляторов маслом. Эта мера весьма эффективна, но масло требует постоянного наблюдения, ухода, смены, сушки и т. д.
- Постоянная продувка внутренней полости изолятора воздухом. С успехом применяется на опорных колоннах воздушных выключателей. Необходимое избыточное давление — несколько миллиметров ртутного столба [Л. 8-1]. Требуются специальные редукторы давления, а также указатели поступления вентиляционного воздуха. Отказ продувочной системы от работы может привести к аварии выключателя из-за выпадения росы.
- Подогрев. Он должен быть спроектирован так, чтобы изоляционные части имели более высокую температуру, чем окружающий их воздух.
- Вентиляция подогретым воздухом. В этом случае не выполняется условие, поставленное в п. 4, но зато обеспечивается конвекция, благоприятствующая сушке. Кроме того, теплое дутье способствует выравниванию температур внутри аппарата, следовательно, внутренняя поверхность изолятора постепенно приобретает температуру, близкую к температуре продуваемого воздуха. Хотя этот способ не обладает полной определенностью действия, однако из-за простоты и дешевизны (вентиляция по большей части осуществляется за счет естественного тока нагретого воздуха снизу вверх), этот способ часто применяется.
- Покрытие поверхностей изоляторов гидрофобными составами, не смачиваемыми водою (например кремний-органическими соединениями и т. д.). Этот способ пока не получил распространения.
- Покрытие поверхности изоляторов полупроводящей глазурью. В настоящее время делаются попытки использовать полупроводящую глазурь для борьбы с отпотеванием внутренней поверхности изоляторов в качестве самостоятельной меры или в комбинации с другими мерами защиты от отпотевания.
