Цель расчёта - определение напряженности на элементах дискового изолятора в трёхфазном разъединителе - заземлителе 110 кВ.
Общий вид дискового изолятора приведен на рис. 2.10. Расчетная модель по чертежу показана на рис. 2.11-2.13.
Расчёты выполнены при потенциале высоковольтного контакта 100 кВ. Относительная диэлектрическая проницаемость эпоксидного компаунда принята равной 5.5.
Рис. 2.10. Общий вид дискового изолятора.
Рис. 2.11 Расчётная модель дискового изолятора. Слева - общий вид, сетка 200x200 мм, справа - фрагмент, сетка 20x20 мм.
Рис. 2.12. Расчётная модель дискового изолятора. Фрагмент, сетка 20х20 мм.
Рис. 2.13. Расчётная модель дискового изолятора. Фрагмент - примыкание изолятора к оболочке, сетка 2х2 мм.
Рис. 2.14 Распределение напряжённости по поверхности оболочки нулевого потенциала в модели рис. 2.11-2.13. Максимум напряжённости на скруглении R2 мм равен 1.40 кВ/мм при 100 кВ.
Результаты расчётов в модели рис. 2.11-2.13 показаны эпюрами распределения напряженности на рис. 2.12-2.13, графиком рис. 2.14 и сведены в табл.2.6. На рис. 2.14 видно, что из-за наличия газового клина между изолятором и оболочкой напряжённость на скруглениях R2 мм существенно увеличена. Максимум напряжённости в газе в модели рис. 2.11-2.13 расположен на скруглении R12 мм на торце разомкнутого розеточного контакта (нижнего). При этом не учтены присоединения и расположенные рядом элементы, снижающие напряжённость, то есть полученное значение больше истинного. На поверхности изолятора напряжённость составляет 1.67 кВ/мм, что не превышает опасного значения даже при давлении 0.35 МПа.
Для снижения напряжённости предложено использовать форму изолятора с более правильной организацией поля вблизи оболочки.
Таблица 2.6.
Напряженность, кВ/мм, на элементах расчётной модели рис. 2.11-2.13
№ п/п | положение | по рис. 2.112.13 |
1 | Высоковольтный электрод |
|
| 1. СкруглениеЯ15 мм верхнего розеточного контакта, т.25 | 2.59 |
| 2. Бобышка в компаунде R7, т. | 4.67 |
| 3. Скругление R15 мм нижнего розеточного контакта, т.100 | 3.29 |
| 4. Скругление R12 мм нижнего розеточного контакта, т.110 | 4.26 |
2 | Оболочка U=0, скругление R2 | 1.40 |
| мм |
|
3 | Верхняя поверхность изолятора | 1.67 |
4 | Нижняя поверхность изолятора | 1.54 |
5 | Внутренний экран R4/R102.5 | 3.43 |
| мм |
|
Рис. 2.15. Модифицированная расчётная модель дискового изолятора. Фрагмент, сетка 20х20 мм.
Рис. 2.16. Модифицированная расчётная модель дискового изолятора.
Фрагмент - место контакта изолятора и оболочки, сетка 2х2 мм.
Для снижения напряжённости предложено использовать форму изолятора с более правильной организацией поля вблизи оболочки. Соответствующая расчётная модель показана на рис. 2.15-2.16. Результаты расчёта в модели рис. 2.15-2.16 сведены в табл.2.7 и показаны эпюрами распределения напряжённости и графиками рис. 2.17-2.18. Напряжённость на поверхности оболочки уменьшена, поле в тройных точках на оболочке организовано правильнее.
Таблица 2.7. Напряженность, кВ/мм, на элементах расчётной модели рис. 2.11-2.13 и 2.15-2.17.
№ п/п | положение | по рис. 2.11-2.13. | по рис. 2.15-2.16. |
1 | Высоковольтный электрод |
|
|
| 1. Скругление R15 мм верхнего розеточного контакта, т.25 | 2.59 | 2.62 |
| 2. Бобышка в компаунде R7, т. | 4.67 | 4.72 |
| 3. Скругление R15 мм нижнего розеточного контакта, т.100 | 3.29 | 3.34 |
| 4. Скругление R12 мм нижнего розеточного контакта, т.110 | 4.26 | 4.26 |
2 | Оболочка U=0, скругление R2 | 1.40 | 0.92 |
| мм |
|
|
3 | Верхняя поверхность изолятора | 1.67 | 1.59 |
4 | Нижняя поверхность изолятора | 1.54 | 1.57 |
5 | Внутренний экран R4/R102.5 | 3.43 | 3.52 |
| мм |
|
|
Рис. 2.17 Распределение напряжённости по поверхности оболочки в модели рис. 2.15.-2.16. Максимум напряжённости на скруглении R2 мм равен 0.92 кВ/мм при 100 кВ.
Рис. 2.18. Распределение напряжённости по верхней поверхности изолятора в модели рис. 2.15-2.16. Максимум напряжённости на скруглении R2 мм равен 0.92 кВ/мм при 100 кВ.
