Izolarea instalatiilor electrice

Izolarea instalațiilor electrice este împărțită în exterioară și interioară.

Pentru izolarea exterioară, instalațiile de înaltă tensiune includ goluri izolatoare între electrozi (fire linii electrice (linii electrice), anvelope de sincronizare (RU), piese exterioare sub tensiune electrocasnice etc.), în care rolul principalului dielectric realizează aerul atmosferic. Electrozii izolați sunt amplasați la anumite distanțe unul față de celălalt și față de pământ (sau părți împământate ale instalațiilor electrice) și sunt fixați într-o anumită poziție cu ajutorul izolatoarelor.

Izolarea interioară include izolarea înfășurărilor transformatoarelor și mașinilor electrice, izolarea cablurilor, condensatoarelor, izolarea compactă a bucșelor, izolarea între contactele întrerupătorului în starea oprită, de exemplu. izolație, etanșată ermetic de mediu printr-o carcasă, carcasă, rezervor etc. Izolația internă este, de obicei, o combinație de dielectrici diferite (lichid și solid, gazos și solid).

O caracteristică importantă a izolației externe este capacitatea sa de a-și restabili rezistența electrică după îndepărtarea cauzei deteriorării. Cu toate acestea, rigiditatea dielectrică a izolației exterioare depinde de condițiile atmosferice: presiune, temperatură și umiditate. Rigiditatea dielectrică a izolatorilor externi este, de asemenea, afectată de contaminarea suprafeței și precipitații.

Particularitatea izolației interne a echipamentelor electrice este îmbătrânirea, adică. deteriorarea caracteristicilor electrice în timpul funcționării. Pierderile dielectrice încălzesc izolația. Poate apărea o încălzire excesivă a izolației, ceea ce duce la defecțiuni termice. Sub influența descărcărilor parțiale care apar în incluziunile de gaz, izolația este distrusă și contaminată cu produși de descompunere.

Defalcarea izolației solide și compozite - un fenomen ireversibil care duce la deteriorarea echipamentelor electrice. Izolația lichidă și internă cu gaz se autovindecă, dar caracteristicile sale se deteriorează. Este necesar să se monitorizeze constant starea izolației interne în timpul funcționării acesteia pentru a identifica defectele care se dezvoltă în ea și pentru a preveni deteriorarea de urgență a echipamentului electric.

Izolarea exterioara a instalatiilor electrice

În condiții atmosferice normale, rezistența dielectrică a golurilor de aer este relativ scăzută (într-un câmp uniform cu distanțe între electrozi de aproximativ 1 cm ≤ 30 kV / cm). În majoritatea construcțiilor de izolație, când se aplică tensiune înaltă, foarte neomogene câmp electric… Forța electrică în astfel de câmpuri la o distanță între electrozi de 1–2 m este de aproximativ 5 kV / cm, iar la distanțe de 10–20 m scade la 2,5–1,5 kV / cm.În acest sens, dimensiunile liniilor aeriene de transmisie și ale aparatelor de comutare cresc rapid pe măsură ce tensiunea nominală crește.

Utilitatea utilizării proprietăților dielectrice ale aerului în centralele electrice cu diferite clase de tensiune se explică prin costul mai mic și simplitatea relativă a creării izolației, precum și prin capacitatea izolației aerului de a restabili complet rigiditatea dielectrică după îndepărtarea cauzei descărcării. eșecul decalajului.

Izolația exterioară se caracterizează prin dependența rigidității dielectrice de condițiile meteorologice (presiunea p, temperatura T, umiditatea absolută H a aerului, tipul și intensitatea precipitațiilor), precum și de starea suprafețelor izolatoarelor, adică. cantitatea și proprietățile impurităților de pe acestea. În acest sens, golurile de aer sunt selectate pentru a avea rigiditatea dielectrică necesară în combinații nefavorabile de presiune, temperatură și umiditate.

Rezistenta electrica la izolatoarele instalatiei exterioare se masoara in conditii corespunzatoare diferitelor mecanisme ale proceselor de descarcare, si anume atunci cand suprafetele izolatoare curat și uscat, curat și umed de ploaie, murdar și umed. Tensiunile de descărcare măsurate în condițiile specificate se numesc tensiuni de descărcare uscată, descărcare umedă și murdărie sau, respectiv, tensiuni de descărcare la umiditate.

Principalul dielectric al izolației externe este aerul atmosferic - nu este supus îmbătrânirii, adică. indiferent de tensiunile care acționează asupra izolației și de modurile de funcționare ale echipamentului, caracteristicile medii ale acestuia rămân neschimbate în timp.

Reglarea câmpurilor electrice în izolația exterioară

Cu câmpuri foarte neomogene în izolația externă, descărcarea corona este posibilă la electrozii cu o rază mică de curbură. Apariția coroanei provoacă pierderi suplimentare de energie și interferențe radio intense. În acest sens, sunt de mare importanță măsurile de reducere a gradului de neomogenitate a câmpurilor electrice, care fac posibilă limitarea posibilității de formare a coroanei, precum și creșterea ușoară a tensiunilor de descărcare ale izolației externe.

Reglarea câmpurilor electrice în izolația exterioară se realizează cu ajutorul unor ecrane pe armarea izolatoarelor, care măresc raza de curbură a electrozilor, ceea ce mărește tensiunile de descărcare a golurilor de aer. Conductoarele split sunt utilizate pe liniile aeriene de transmisie de clase de înaltă tensiune.

Izolarea interioara a instalatiilor electrice

Izolația internă se referă la părți ale unei structuri izolatoare în care mediul izolator este un dielectric lichid, solid sau gazos sau combinații ale acestora, care nu au contact direct cu aerul atmosferic.

Dorința sau necesitatea utilizării izolației interne mai degrabă decât a aerului din jurul nostru se datorează mai multor motive. În primul rând, materialele de izolație interioară au o rezistență electrică semnificativ mai mare (de 5-10 ori sau mai mult), ceea ce poate reduce drastic distanțele de izolație dintre fire și poate reduce dimensiunea echipamentului. Acest lucru este important din punct de vedere economic. În al doilea rând, elementele individuale ale izolației interne îndeplinesc funcția de fixare mecanică a firelor; dielectricii lichidi în unele cazuri îmbunătățesc semnificativ condițiile de răcire ale întregii structuri.

Elementele izolatoare interioare din structurile de înaltă tensiune sunt expuse la sarcini electrice, termice și mecanice puternice în timpul funcționării. Sub influența acestor influențe, proprietățile dielectrice ale izolației se deteriorează, izolația „îmbătrânește” și își pierde rezistența dielectrică.

Încărcările mecanice sunt periculoase pentru izolația internă, deoarece pot apărea microfisuri în dielectricii solizi care o alcătuiesc, unde apoi, sub influența unui câmp electric puternic, se vor produce descărcări parțiale și îmbătrânirea izolației se va accelera.

O formă deosebită de influență exterioară asupra izolației interioare este cauzată de contactele cu mediul înconjurător și de posibilitatea de contaminare și umiditate a izolației în cazul ruperii ermeticității instalației. Umezirea izolației duce la o scădere bruscă a rezistenței la scurgere și la o creștere a pierderilor dielectrice.

Izolația interioară trebuie să aibă o rigiditate dielectrică mai mare decât izolația exterioară, adică un nivel la care defecțiunea este complet exclusă pe toată durata de viață.

Ireversibilitatea deteriorării izolației interne complică foarte mult acumularea de date experimentale pentru noile tipuri de izolație internă și pentru structurile de izolație mari nou dezvoltate ale echipamentelor de înaltă și ultraînaltă tensiune. La urma urmei, fiecare bucată de izolație mare și scumpă poate fi testată pentru defecțiune o singură dată.

Materialele dielectrice trebuie, de asemenea:

• au proprietăți tehnologice bune, adică trebuie să fie potrivit pentru procesele de izolare internă cu debit mare;

• respectă cerințele de mediu, de ex.nu trebuie să conțină sau să formeze produse toxice în timpul funcționării, iar după ce întreaga resursă a fost epuizată, trebuie să fie supuse procesării sau distrugerii fără a polua mediul;

• sa nu fie putine si sa aiba un astfel de pret incat structura de izolare sa fie viabila economic.

În unele cazuri, la cerințele de mai sus pot fi adăugate și alte cerințe din cauza specificului unui anumit tip de echipament. De exemplu, materialele pentru condensatoarele de putere trebuie să aibă o constantă dielectrică crescută, materiale pentru camerele de comutare — rezistență ridicată la șocuri termice și arcuri electrice.

Mulți ani de practică în crearea și funcționarea diverselor echipamente de înaltă tensiune arată că, în multe cazuri, întregul set de cerințe este cel mai bine satisfăcut atunci când o combinație de mai multe materiale este utilizată în compoziția izolației interne, completându-se reciproc și îndeplinind funcții ușor diferite.

Astfel, numai materialele dielectrice solide asigură rezistența mecanică a structurii izolatoare. De obicei, au cea mai mare rezistență dielectrică. Piesele realizate dintr-un dielectric solid cu rezistență mecanică ridicată pot acționa ca o ancoră mecanică pentru fire.

Utilizare dielectrice lichide permite in unele cazuri imbunatatirea semnificativa a conditiilor de racire datorita circulatiei naturale sau fortate a lichidului izolator.