Izolacija električnih instalacija

Izolacija električnih instalacija dijeli se na vanjsku i unutarnju.

Za vanjsku izolaciju, visokonaponske instalacije uključuju izolacijske razmake između elektroda (žica dalekovodi (dalekovodi), gume za mjerenje vremena (RU), vanjski dijelovi pod naponom električni uređaji itd.), u kojoj je uloga gl dielektrik obavlja atmosferski zrak. Izolirane elektrode nalaze se na određenoj udaljenosti jedna od druge i od tla (ili uzemljenih dijelova električnih instalacija) i učvršćuju se u određenom položaju pomoću izolatora.

U unutarnju izolaciju spadaju izolacija namota transformatora i električnih strojeva, izolacija kabela, kondenzatora, zbijena izolacija čahura, izolacija između kontakata sklopke u isključenom stanju, tj. izolacija, hermetički zatvorena od okoline kućištem, kućištem, spremnikom itd. Unutarnja izolacija obično je kombinacija različitih dielektrika (tekućih i krutih, plinovitih i krutih).

Važna karakteristika vanjske izolacije je njezina sposobnost obnavljanja električne čvrstoće nakon uklanjanja uzroka oštećenja. Međutim, dielektrična čvrstoća vanjske izolacije ovisi o atmosferskim uvjetima: tlaku, temperaturi i vlažnosti. Na dielektričnu čvrstoću vanjskih izolatora također utječu površinska kontaminacija i oborine.

Osobitost unutarnje izolacije električne opreme je starenje, tj. pogoršanje električnih karakteristika tijekom rada. Dielektrični gubici zagrijavaju izolaciju. Može doći do prekomjernog zagrijavanja izolacije, što dovodi do toplinskog sloma. Pod utjecajem parcijalnih pražnjenja koja se javljaju u plinskim inkluzijama, izolacija se uništava i kontaminira produktima raspadanja.

Probijanje čvrste i kompozitne izolacije — nepovratna pojava koja dovodi do oštećenja električne opreme. Tekuća i unutarnja plinska izolacija je samozacjeljujuća, ali joj se karakteristike pogoršavaju. Potrebno je stalno pratiti stanje unutarnje izolacije tijekom njenog rada kako bi se identificirali nedostaci koji se u njemu razvijaju i spriječilo hitno oštećenje električne opreme.

Vanjska izolacija elektroinstalacija

U normalnim atmosferskim uvjetima, dielektrična čvrstoća zračnih raspora je relativno niska (u jednoličnom polju s međuelektrodnim udaljenostima od oko 1 cm ≤ 30 kV / cm). U većini izolacijskih konstrukcija, kada se primjenjuje visoki napon, vrlo je nehomogen električno polje… Električna jakost u takvim poljima na udaljenosti između elektroda od 1–2 m iznosi približno 5 kV/cm, a na udaljenostima od 10–20 m smanjuje se na 2,5–1,5 kV/cm.S tim u vezi, veličine nadzemnih dalekovoda i razvodnih uređaja brzo rastu kako se povećava nazivni napon.

Svrhovitost korištenja dielektričnih svojstava zraka u elektranama s različitim razredima napona objašnjava se nižim troškovima i relativnom jednostavnošću izrade izolacije, kao i sposobnošću zračne izolacije da u potpunosti obnovi dielektričnu čvrstoću nakon uklanjanja uzroka pražnjenja. kvar jaza.

Vanjsku izolaciju karakterizira ovisnost dielektrične čvrstoće o vremenskim uvjetima (tlak p, temperatura T, apsolutna vlažnost zraka H, ​​vrsta i intenzitet padalina), kao i o stanju površina izolatora, tj. količina i svojstva nečistoća na njima. U tom smislu, zračni raspori su odabrani tako da imaju potrebnu dielektričnu čvrstoću pri nepovoljnim kombinacijama tlaka, temperature i vlage.

Električna čvrstoća na izolatorima vanjske instalacije mjeri se u uvjetima koji odgovaraju različitim mehanizmima procesa pražnjenja, naime, kada površine izolatori čisto i suho, čisto i mokro od kiše, prljavo i vlažno. Naponi pražnjenja izmjereni pod navedenim uvjetima nazivaju se naponi suhog pražnjenja, mokrog pražnjenja i pražnjenja, odnosno naponi pražnjenja vlage.

Glavni dielektrik vanjske izolacije je atmosferski zrak - nije podložan starenju, tj. bez obzira na napone koji djeluju na izolaciju i načine rada opreme, njegove prosječne karakteristike ostaju nepromijenjene tijekom vremena.

Regulacija električnih polja u vanjskoj izolaciji

Kod vrlo nehomogenih polja u vanjskoj izolaciji moguće je koronsko pražnjenje na elektrodama s malim polumjerom zakrivljenosti. Pojava korone uzrokuje dodatne gubitke energije i intenzivne radio smetnje. U tom smislu, od velike su važnosti mjere za smanjenje stupnja nehomogenosti električnih polja, koje omogućuju ograničavanje mogućnosti stvaranja korone, kao i blago povećanje napona pražnjenja vanjske izolacije.

Regulacija električnih polja u vanjskoj izolaciji provodi se uz pomoć zaslona na armaturi izolatora, koji povećavaju radijus zakrivljenosti elektroda, što povećava napone pražnjenja zračnih raspora. Razdvojeni vodiči koriste se na nadzemnim dalekovodima visokonaponskih razreda.

Unutarnja izolacija elektroinstalacija

Unutarnja izolacija odnosi se na dijelove izolacijske strukture u kojima je izolacijski medij tekući, kruti ili plinoviti dielektrik ili njihova kombinacija, koji nemaju izravan kontakt s atmosferskim zrakom.

Poželjnost ili nužnost korištenja unutarnje izolacije umjesto zraka oko nas je uzrokovana nizom razloga. Prvo, unutarnji izolacijski materijali imaju znatno veću električnu čvrstoću (5-10 puta ili više), što može oštro smanjiti izolacijske udaljenosti između žica i smanjiti veličinu opreme. Ovo je važno s ekonomskog gledišta. Drugo, pojedinačni elementi unutarnje izolacije obavljaju funkciju mehaničkog pričvršćivanja žica; tekući dielektrici u nekim slučajevima značajno poboljšavaju uvjete hlađenja cijele strukture.

Unutarnji izolacijski elementi u visokonaponskim konstrukcijama tijekom rada su izloženi jakim električnim, toplinskim i mehaničkim opterećenjima. Pod utjecajem ovih utjecaja dolazi do pogoršanja dielektričnih svojstava izolacije, izolacija "stari" i gubi dielektričnu čvrstoću.

Mehanička opterećenja su opasna za unutarnju izolaciju, jer se mogu pojaviti mikropukotine u čvrstim dielektricima koji je čine, gdje će tada pod utjecajem jakog električnog polja doći do parcijalnih pražnjenja i ubrzanog starenja izolacije.

Poseban oblik vanjskog utjecaja na unutarnju izolaciju uzrokuju kontakti s okolinom i mogućnost onečišćenja i vlage izolacije u slučaju narušavanja hermetičnosti instalacije. Vlaženje izolacije dovodi do oštrog smanjenja otpora curenja i povećanja dielektričnih gubitaka.

Unutarnja izolacija mora imati veću dielektričnu čvrstoću od vanjske izolacije, tj. razinu na kojoj je proboj potpuno isključen tijekom cijelog radnog vijeka.

Nepovratnost oštećenja unutarnje izolacije uvelike komplicira prikupljanje eksperimentalnih podataka za nove vrste unutarnje izolacije i za novorazvijene velike izolacijske strukture opreme visokog i ultravisokog napona. Uostalom, svaki komad velike, skupe izolacije može se samo jednom testirati na kvar.

Dielektrični materijali također moraju:

• imaju dobra tehnološka svojstva, tj. moraju biti prikladni za procese unutarnje izolacije visoke propusnosti;

• zadovoljiti ekološke zahtjeve, tj.tijekom rada ne smiju sadržavati niti stvarati otrovne produkte, a nakon potrošenog cjelokupnog resursa moraju se preraditi ili uništiti bez onečišćenja okoliša;

• da ne bude deficitarna i da ima takvu cijenu da je izolacijska građevina ekonomski isplativa.

U nekim slučajevima gore navedenim zahtjevima mogu se dodati i drugi zahtjevi zbog specifičnosti pojedine vrste opreme. Na primjer, materijali za energetske kondenzatore moraju imati povećanu dielektričnu konstantu, materijali za sklopne komore - visoku otpornost na toplinske udare i električni luk.

Dugogodišnja praksa u izradi i radu raznih oprema visokog napona pokazuje da je u mnogim slučajevima cijeli niz zahtjeva najbolje zadovoljen kada se u sastavu unutarnje izolacije koristi kombinacija nekoliko materijala koji se međusobno nadopunjuju i obavljaju nešto drugačije funkcije.

Dakle, samo čvrsti dielektrični materijali osiguravaju mehaničku čvrstoću izolacijske strukture. Obično imaju najveću dielektričnu čvrstoću. Dijelovi izrađeni od čvrstog dielektrika visoke mehaničke čvrstoće mogu djelovati kao mehaničko sidro za žice.

Korištenje tekući dielektrici omogućuje u nekim slučajevima značajno poboljšanje uvjeta hlađenja zbog prirodne ili prisilne cirkulacije izolacijske tekućine.