Электрическая прочность типовых электроизоляционных промежутков.
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Филиал Самарского государственного университета путей сообщения в г. Нижнем Новгороде
Факультет Высшего образования
Кафедра «Общеобразовательные и профессиональные дисциплины»
Расчетно-графическая работа
По дисциплине «Электротехническое материаловедение»
Выполнил студент 2 курса
Шифр: 21141-СОДП-178
Июдин С.В.
Проверил: Гуляев В.В.
Н. Новгород 2023 год
Содержание
Содержание………………………………………………………………….….... 2
1.В чем заключается отличие внутренней изоляции от внешней…………..3
2. Какие основные требования предъявляются к внутренней изоляции…..8
3. Что такое кратковременная и длительная электрическая прочность…..10
Список литературы……………………………………………………………....14
В чем заключается отличие внутренней изоляции от внешней.
Внешнюю изоляцию – участки, электрическая прочность которых определяется пробоем промежутков в атмосферном воздухе или перекрытием в воздухе по поверхности изоляционных деталей;
внутреннюю изоляцию – участки, электрическая прочность которых определяется пробоем промежутков, заполненных газом (не атмосферным воздухом), жидким или твёрдым изоляционным материалом, или перекрытием в газообразном или жидком диэлектрике по изолирующим поверхностям.
|
|
|
К внешней изоляции относятся воздушные промежутки (например, между проводами различных фаз линий электропередачи), внешние поверхности твёрдой изоляции (изоляторов), промежутки между контактами разъединителя и т.п. К внутренней изоляции относятся изоляции обмоток трансформаторов и электрических машин, изоляции кабелей, герметизированная изоляция вводов, изоляция между контактами выключа-теля в отключённом состоянии и т.д. Внутренняя изоляция представляет собой комбинацию твёрдого и жидкого диэлектриков (например, в трансформаторах) или твёрдого и газообразного диэлектриков (например, в герметизированных распределительных устройствах с элегазовой изоляцией).
Основной особенностью внешней (воздушной) изоляции является зависимость её электрической прочности от атмосферных условий: давления, температуры и влажности воздуха. На электрическую прочность изоляторов наружной установки существенно влияют также загрязнения их поверхности и атмосферные осадки.
Электрическая прочность внутренней изоляции электрооборудования практически не подвержена влиянию атмосферных условий. Её особенностью является старение, т.е. ухудшение электрических характеристик в процессе эксплуатации.
|
|
|
Особенностью внешнеё изоляции является то, что её электрическая прочность после пробоя или перекрытия и быстрого отключения может через короткое время полностью восстанавливаться до исходного уровня.
Механизм пробоя внутренней изоляции изолятора может быть разным при электрических воздействиях разной длительности. Соответственно разными будут и пробивные напряжения.
Пробой твёрдоё и комбинированной изоляции – явление необратимое, приводящее к выходу электрооборудования из строя. Жидкая и внутренняя газовая изоляция, как правило, после пробоя полностью не восстанавливают свои свойства, пробои приводят к ухудшению их характеристик. Вследствие этого состояние внутренней изоляции контролируется во время эксплуатации, чтобы выявить развивающиеся в ней дефекты и предотвратить аварийный отказ электрооборудования.
Изоляция электрических установок постоянно находится под воздействием рабочего напряжения. В процессе эксплуатации возможны повышения напряжения сверх рабочего - перенапряжения.
Требования к электрической прочности изоляторов.
Изоляторы и изоляционные конструкции должны выдерживать без пробоя или перекрытия возможные в эксплуатации грозовые (внешние) и внутренние перенапряжения. Конкретные требования к уровню электрической прочности изоляторов и изоляционных конструкций по отношению к перенапряжениям – это значения испытательных напряжений. Последние устанавливаются с учётом используемых в сетях разных классов напряжения средств ограничения перенапряжений и нормируются ГОСТом.
|
|
|
Требования к электрической прочности внешней изоляции изоляторов наружной установки по отношению к рабочему напряжению в условиях загрязнения и увлажнения определяются нормами на удельные, т.е. отнесённые к 1кВ наибольшего рабочего линейного напряжения, длины пути утечки по поверхности изолятора.
Принято, что удельные длины пути утечки для изоляторов сетей с изолированной нейтралью должны быть несколько большими, чем для сетей с заземлённой нейтралью. Объясняется это тем, что в сетях с изолированной нейтралью возможна длительная работа с замыканием одной фазы на землю, когда на изоляцию «здоровых» фаз действует полное линейное напряжение.
При проектировании воздушных линий и открытых распределительных устройств изоляторы выбирают с внешней изоляцией, удовлетворяющей требованиям «Руководящие указания по выбору и эксплуатации изоляции в районах с загрязнённой атмосферой».
|
|
|
«Эффективная длина пути утечки Lэ» - фактически используемая в данной изоляционной конструкции длина пути утечки при развитии разряда вдоль загрязнённой и увлажнённой поверхности. Для изоляторов сложной формы из-за неравномерного по поверхности осаждение загрязнений и возможного отрыва канала разряда от поверхности эффективная длина пути утечки может быть меньше геометрической длины пути утечки.
Лекция 6. Электрическая прочность типовых электроизоляционных промежутков. Газовые промежутки. Воздушные промежутки вдоль поверхности изоляторов. Изоляционные промежутки в масле. Промежутки в масле вдоль поверхности твёрдого диэлектрика.
Электрическая прочность типовых электроизоляционных промежутков.
Инженерные методы расчёта пробивных напряжений разработаны в настоящее время только для газовых промежутков, физика разрядных процессов в которых изучена уже глубоко. Для внутренней изоляции, состоящей из жидких или твёрдых диэлектриков или их комбинации, пригодные для практики расчётные методики отсутствуют, сущность сложных процессов нарушения электрической прочности ещё в должной мере не выяснена. При проектировании изоляционных конструкций приходится использовать экспериментальные данные о величинах пробивных напряжений. Получение подобных данных затруднено из-за высокой стоимости экспериментов, требующих разрушения крупных конструкций или макетов.
Электрическая прочность внутренней изоляции зависит не только от геометрических размеров, но и от ряда других факторов – режимов технологических процессов, свойств исходных материалов, условий работы или проведения опытов, методов измерения.
Пробивное напряжение зависит от: толщиныизоляции, площади электродов, неоднородности электрического поля.
Газовые промежутки.
Для воздушных промежутков с однородным электрическим полем и идеально гладкими электродами пробивное напряжение зависит от: расстояния между электродами, относительной плотности воздуха, давления, температуры. Микронеровности на поверхности электродов приводят к снижению величины пробивного напряжения.
Следует отметить, что на пробивные напряженности газовых промежутков значительное влияние оказывают площадь электродов и чистота обработки.
Разрядные характеристики встречаются в реальных конструкциях промежутков с резконеоднородными полями лежат между характеристиками промежутков стержень- стержень и стержень – плоскость.
Воздушные промежутки вдоль поверхности изолятора.
Разрядные напряжения в воздухе вдоль поверхности твёрдого диэлектрика зависит от степени неоднородности электрического поля, расположения поверхности относительно силовых линий поля и состояния поверхности твёрдого диэлектрика.
В однородном поле, когда силовые линии направлены вдоль чистой и сухой поверхности, средняя разрядная напряжённость зависит от гигроскопичности диэлектрика, влажности воздуха и, особенно сильно, от плотности прилегания электродов к диэлектрику. Последнее обстоятельство обусловлено тем, что в узких щелях между диэлектриком и электродом из-за различия диэлектрических проницаемостей напряжённость возрастает и при относительно низких напряжениях возникают частичные разряды. Они способствуют развитию разряда по поверхности при более низких напряжённостях. Разрядные напряжения могут быть в 3 – 6 раз ниже, чем для соответствующего чисто воздушного промежутка. Например, при нормальных условиях и расстояниях между электродами более 100 мм средняя разрядная напряжённость при частоте 50Гц по фарфору в воздухе составляет около 0,5МВ/м.
При резконеоднородном поле с преобладающей нормальной составляющей напряжённости при напряжении зажигания короны в узкой области у края электрода возникает коронный разряд. Затем при напряжении большем напряжения зажигания короны от края электрода начинают развиваться скользящие разряды, распространяющиеся на значительную часть разрядного расстояния. С ростом приложенного напряжения длина скользящих разрядов быстро увеличивается. Полное перекрытие происходит при напряжении, когда длина скользящего разряда превысит разрядное расстояние.
Длина скользящего разряда пропорциональна пятой степени воздействующего напряжения.
У штыревых и стержневых опорных изоляторов электрическое поле, как правило, получается резконеоднородным с преобладающей тангенциальной составляющей напряжённости. При этом разрядные напряжения зависят от конструкции металлической арматуры, формы изоляционного тела, определяющей длину разряда в воздухе, и состояние поверхности изолятора. При проектировании изоляторов пользуются раз-рядными напряжениями, измеренными при сухом состоянии поверхности и при дожде нормированной интенсивности. При сухом состоянии поверхностей измерения проводятся при напряжениях частотой 50Гц и импульсном, под дождём – при напряжениях частотой 50Гц.
Дата добавления: 2023-02-21; просмотров: 38; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!