Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Изоляция электрооборудования. Классификация изоляции.Содержание книги
Поиск на нашем сайте
Изоляция электрооборудования. Классификация изоляции. В зависимости от условий работы изоляция подразделяется на внешнюю и внутреннюю. К внешней относятся воздушные промежутки а также изоляция соприкасающаяся с воздухом. При этом электрическая прочность изоляции зависит от температуры, давления и влажности. К внутренней относится изоляция не подверженная воздействию внешних условий. По агрегатному состоянию изоляция может быть газообразной, жидкой и твердой. Газообразная и жидкая изоляция обладает самовосстанавливающимися свойствами, т.е. после пробоя электрическая прочность газообразной и жидкой изоляции восстанавливается при снятии напряжения. Изоляция электрооборудования, предназначенного для работы в электрических сетях, подразделяется на классы напряжения. Классом напряжения называется номинальное междуфазное напряжение электрической сети, для работы в которых предназначено оборудование. Для каждого класса напряжения установлено наибольшее рабочее напряжение (на 10–15 % выше номинального), которое изоляция должна выдерживать длительное время. Класс напряжения характеризуется уровнем изоляции, под которым понимают совокупность испытательных напряжений согласно ГОСТ или ТУ. Требования, предъявляемые к изоляции электрооборудования. При изготовлении изоляции необходимо обеспечить: 1) требуемые электрические параметры оборудования: рабочее напряжения, емкость, индуктивность, активное сопротивление, диэлектрические потери; 2) срок службы при рабочем напряжении и допустимой температуре; 3) достаточную электрическую прочность при воздействии перенапряжений; 4) механическую прочность с учетом возможных вибраций, ударных нагрузок при к.з. и других режимах работы; 5) требуемую надежность; 6) минимальную стоимость; 7)допустимые (минимальные) размеры и массу; 8) технологичность изготовления; 9) простоту ремонта и безопасность обслуживания; 10) экологическую безопасность; 11) стойкость к внешним воздействиям окружающей среды. Выполнение всех требований осуществляется на основании технико-экономических расчетов, направленных на минимизацию затрат
где З – ежегодные (приведенные) затраты; К – капитальные затраты; Е – нормативный коэффициент эффективности; И – эксплуатационные издержки; М(У) – математическое ожидание годового ущерба. Основные факторы, воздействующие на изоляцию в процессе эксплуатации. Факторы, воздействующие на изоляцию. В процессе эксплуатации изоляция подвергается следующим воздействиям: 1) электрическому: рабочие напряжения при нормальных условиях эксплуатации, внутренние и внешние перенапряжения; 2) тепловому: при нормальной рабочей температуре и перегреве в аварийных и форсированных режимах; 3) воздействию окружающей среды: влажность, температура, загрязнение; 4) механическим воздействиям всех видов в любых условиях; 5) воздействию агрессивных агентов окружающей среды или компонентов, образующихся в изоляции; 6) воздействию живых организмов. Газ как изолирующая среда Газы, как изолирующая среда, широко применяются на воздушных линиях, в РУ и другой электрической аппаратуре. В качестве изолирующих газов используется воздух, элегаз ( Достоинства газовой изоляции – это относительно низкая стоимость, относительно высокая электрическая прочность, свойство «самовосстановления», хорошая теплопроводность. Воздух. При нормальных атмосферных условиях (давление Электрическое оборудование обычно проектируется для работы на высоте до 1000 м над уровнем моря при темепературе Главным недостатком воздуха является то, что под воздействием на него короны образуется озон и окись азота, что в свою очередь приводит к старению твердой изоляции и коррозии. В настоящее время для изготовления газовой изоляции используются следующие газы: элегаз, азот, смесь элегаза с азотом и некоторые фторуглероды. Многие из этих газов имеют электрическую прочность выше, чем у воздуха. Недостатком многих изоляционных газов является токсичность, высокая температура сжижения, способность выделять углерод, который, оседая на поверхности твердой изоляции, увеличивает ее проводимость. Элегаз. В новых высоковольтных коммутационных аппаратах элегаз применяется в качестве изолирующей и дугогасящей среды. Коммутационная способность и диэлектрические свойства коммутационной аппаратов зависят от плотности элегаза, которая постоянно должна контролироваться. Утечки через уплотнения или корпус должны автоматически определяться приборами. Нормальное рабочее давление (давление заполнения при 20°С) для этих коммутационных аппаратов от 0,45 до 0,7 МПа в минимальном температурном диапазоне от –40°С до –25°С. Элегаз не токсичен, не подвержен загрязнению или увлажнению, не огнеопасен и не имеет озоноразрушающего эффекта. Однако, он сохраняется в атмосфере более 3200 лет и имеет парниковый потенциал в 22000 раз больше, чем потенциал углекислого газа. Несмотря на то, что доля элегаза в образовании парникового эффекта сравнительно мала (около 0,2 %), он включен в список парниковых газов из-за широкого использования в электроэнергетике. Лавина электронов. После появления у катода хотя бы одного свободного электрона, он под действием электрического поля приобретает энергию, достаточную для выбивания другого свободного электрона. В результате появляется новый свободный электрон, который может вызвать следующий акт ионизации. Такой непрерывно нарастающий поток электронов называется лавиной электронов. На участке
где В однородном электрическом поле
Для возникновения самостоятельного разряда (лавины электронов) необходимо, чтобы в результате развившейся первоначальной лавины возник хотя бы один вторичный свободный электрон, способный вызвать новую лавину. В этом случае условие развития разряда в общем виде
где Для однородного поля
Для воздуха при атмосферном и более высоком давлении условием возникновения самостоятельного разряда будет 8. Условие самостоятельного разряда. Если соблюдается условие самостоятельного разряда Значение пробивного напряжения
Тогда из (1.9) при записи
Выражение (1.10) является математическим выражением экспериментального закона Пашена, из которого следует, что пробивные напряжения в однородном поле при
Кривая При Экспериментальная зависимость
, (1.12)
где где Для Дуговой разряд. Дуговой разряд – это самостоятельный разряд в газе, характеризующийся высокой температурой Канал дуги разделяют на 3 участка (рис. 1.9): 1 – катодный; 2 – столб дуги; 3 – анодный. Длина катодного участка 1 около 10-4 см, катодное падение напряжения
Все это обуславливает мощную эмиссию электронов с поверхности катода. Длина анодного участка 3 чуть выше 10-4 см, анодное падение напряжения Напряжение дуги: На переменном токе дуга будет возникать тогда, когда напряжение между электродами больше электрической прочности промежутка. Поэтому при переменном напряжении имеет место бестоковая пауза Пробивное напряжение дугового промежутка определяется в основном прочностью катодного участка и столба дуги: Процесс восстановления электрической прочности дугового промежутка зависит от скорости рекомбинации и диффузии зарядов плазмы, а также от ослабления термической ионизации. Последний процесс в значительной степени зависит от тока дуги. Для ускорения гашения дуги применяют: 1) интенсивное охлаждение (дутье); 2) разбиение дуги на ряд коротких дуг; 3) уменьшение тока дуги до критического значения. Критическая длина дуги Выбор изоляторов. Выбор изоляторов закрытых установок. Условия работы изоляции ЗРУ более благоприятные, т.к. изоляция менее подвержена воздействию различных атмосферных условий. Кроме того, абсолютные значения внутренних и атмосферных перенапряжений в сетях до 20 кВ значительно меньше, чем в сетях 35 кВ и выше. Поэтому запас электрической прочности изоляторов на напряжение до 20 кВ достаточно высок. Однако в диапазоне генераторных напряжений значения токов короткого замыкания могут достигать десятков и сотен тысяч ампер. Поэтому опорные и проходные изоляторы ЗРУ, выбранные по номинальным значениям напряжения и тока, обязательно должны проверяться на динамическую стойкость при коротких замыканиях. Сущность этого расчета сводится к определению изгибающего момента, действующего на изолятор при максимальном значении ударного тока КЗ для принятого расположения шинопроводов. Иногда расчет сводят к определению критического пролета между изоляторами по каталожному значению изгибающего момента для выбранного изолятора. Подробно эти вопросы рассматриваются в курсе «Электрические станции». Выбор изоляторов наружной установки. Для обеспечения надежной работы выбор типа и количества изоляторов в гирлянде необходимо производить с учетом климатических условий и степени загрязнения атмосферы. По степени загрязнения атмосферы районы подразделяются на 6 категорий. К I категории относятся районы, имеющие наименьшую степень загрязнения атмосферы: это сельскохозяйственные районы, луга, леса, болота, тундра Ко II категории относятся районы с сильной ветровой эрозией почвы, сельскохозяйственные районы, где применяются химические удобрения и гербициды, промышленные города. Территория вблизи промышленных предприятий в зависимости от вида и объема производства, а также территории вблизи морей, соленых почв и озер относятся к III-VI зонам загрязнения. Размеры этих зон – минимальный защитный интервал для различных производств определяется руководящими указаниями по выбору изоляции. Если имеет место наложение зон загрязнения от двух источников, то степень загрязнения определяется по источнику, создающему наибольшее загрязнение. Для конкретных климатических условий с учетом степени загрязнения атмосферы электрическая прочность гирлянды будет обеспечена, если
где Количество изоляторов в гирлянде
Значения Таблица 2.1 – Значения
Для обеспечения надежной работы гирлянд под дождем при воздействии внутренних перенапряжений, количество элементов в гирлянде должно удовлетворять условию
где В процессе эксплуатации возможны повреждения отдельных элементов, поэтому правила устройства электроустановок (ПУЭ) рекомендуют увеличить количество изоляторов, определенных расчетным путем, на один – для ВЛ 110–220 кВ и два – для 330 кВ и выше. Рекомендуемое количество элементов наиболее распространенных типов изоляторов в поддерживающих гирляндах ВЛ 110–500 кВ на металлических и железобетонных опорах при высоте до 1000 м над уровнем моря приведено в таблице 2.2. Количество подвесных изоляторов в натяжных гирляндах увеличивается на один по сравнению с рекомендуемым для поддерживающих гирлянд. На переходных опорах высотой более 40 м количество изоляторов в гирлянде следует увеличивать по сравнению с принятыми для всех остальных опор этой ВЛ на один изолятор на каждые 10 м высоты опоры сверх 40 м. Для ВЛ проходящих на высоте более 1000 м над уровнем моря, количество элементов в гирлянде увеличивается на один.
Таблица 2.2 – Количество элементов наиболее распространенных
Количество изоляторов на ВЛ, проходящих в местах с сильным загрязнением атмосферы, должно выбираться с учетом местных условий. При этом для районов IV–VI следует рассматривать возможность использования специальных изоляторов. Выбор типа и числа подвесных и опорных изоляторов для ОРУ производится аналогичным образом, как и для ВЛ. Однако, следует учитывать, что к изоляции ОРУ предъявляются более высокие требования, так как повреждение изоляции ОРУ может привести к тяжелым авариям и повреждению дорогостоящего оборудования. Поэтому для оборудования предназначенного для установки в ОРУ, значение эффективной длины утечки При степени загрязнения III–VI рекомендуют выносить ОРУ из зоны повышенных загрязнений, а размещение ОРУ 500–750 кВ в районах IV–VI вообще не допускается.
Таблица 2.3 – Эффективная длина утечки
Для увеличения разрядных напряжений в условиях загрязненной атмосферы применяют изоляторы с поверхностью, покрытой полупроводниковой глазурью или водоотталкивающей смазкой. В условиях эксплуатации применяется также периодическая обмывка изоляции. Коэффициент запаса механической прочности принятых изоляторов согласно ПУЭ должен составлять: для ВЛ в нормальном режиме – не менее 2,7; при среднегодовой температуре, отсутствии гололеда и ветра – не менее 5,0; в аварийном режиме для ВЛ 500 кВ – не менее 2,0; а на напряжения 330 кВ и ниже – не менее 1,8.
Вакуумная изоляция. К вакуумной относится газовая изоляция, находящаяся под давлением 0,01–0,2 кПа (для сравнения атмосферное давление составляет 100 кПа). Глубокий вакуум возникает при Механизм пробоя вакуума в основном объясняется автоэлектронной и вторичной эмиссией. При локальных нагревах электродов могут образовываться газо- или парообразные выбросы с их поверхности. Пробивные напряжения зависят от чистоты поверхности, формы поля, числа разрядов и др. факторов. В силу этого Недостатки вакуумной изоляции: 1) сложность получения глубокого вакуума; 2) обработки токоведущих частей; 3) осуществления привода подвижных частей электрооборудования. Область применения вакуума: КРУ, электровакуумные приборы, высоковольтные выключатели, конденсаторы, вакуумные разрядники.
Жидкая изоляция. Жидкая изоляция как и газовая обладает самовосстанавливающимися свойствами и хорошими теплопроводящими свойствами. Кроме того, некоторые жидкие диэлектрики обладают и дугогасящими свойствами. В качестве жидких диэлектриков в настоящее время используются различные нефтяные масла, а также синтетические, кремнийорганические и фторорганические жидкости. Электрические разряды в жидких диэлектриках могут иметь электрический, тепловой или электрохимический характер или их сочетание. На электрическую прочность жидких диэлектриков значительное влияние оказывают различные примеси: вода, газы, волокнистые материалы, а также однородность поля и температура. Бумажно-масляная изоляция. Бумажно-масляная изоляция (БМИ) является неоднородным слоистым диэлектриком, представляющим собой слон бумаги, пропитанной минеральным маслом, и масляные прослойки, заполняющие зазоры между слоями бумаги. В конструкциях с бумажно-масляной изоляцией применяется два варианта исполнения изоляционного слоя, накладываемого на изолируемую деталь: 1) листовой, когда слой изоляции выполняется путем намотки сплошных, по длине детали, листов бумаги, и 2) ленточный, когда слой изоляции образуется намоткой на деталь по спирали бумажных лент или полос. Основные показатели БМИ: -электрическая прочность E = 100-250 кВ/см (что выше, чем отдельно бумага и масло), - рабочая температура tраб до 90 °С. Технология производства БМИ включает следующие операции: намотку, сушку под вакуумом для удаления влаги и газов, пропитку дегазированным маслом. Область применения БМИ: изоляция проводов, кабелей, конденсаторов, высоковольтных выводов. Недостатки БМИ: узкий диапазон рабочих температур, пожароопасность, затруднения при выполнении изоляции проводников сложной формы, необходимость защиты от воздействия влаги. Изоляция кабелей. Электрическими кабелями называют изолированные проводники, снабженные защитными оболочками, предохраняющими изоляцию кабеля и токоведущие проводники от механических повреждений и внешних воздействий. Главными преимуществами кабельных линий являются: 1) более безопасные условия обслуживания; 2) возможность прокладки кабелей в земле; 3) не подвержены атмосферным воздействиям; 4) возможность передачи больших мощностей. Для изоляции кабелей используются различные эластичные материалы: - резина, - поливинилхлоридный пластикат (ПВХ), -термопластичный и сшитый полиэтилен (СПЭ), -бумажно-масляная изоляция (БМИ). Кабели с пластмассовой изоляцией (от 1 до 10 кВ) С резиновой изоляцией до 35 кВ Маслонаполненные кабели 110 кВ и выше Газонаполненные кабели 110 кВ и выше Грозовые перенапряжения. - Перенапряжения ПУМ (при ударах в тросы или провода ВЛ): ток молнии, протекая через пораженный объект,создает значительное падение напряжения и оказывает электромагнитное, тепловое механическое воздействие. Под действием таких перенапряжений, будет повреждена изоляция любого класса напряжения. -Индуктированное перенапряжение: при ударе молнии в землю у поверхности земли создается значительная напряженность электрического поля, под действием которого на проводниках образуются индуктированные перенапряжения. Индуктированные перенапряжения могут превышать импульсную прочность изолятора ВЛ напряжением 35кВ (2 раза в год), а импульсную прочность ВЛ 110кВ (1 раз в 5 лет). Особенностью индуктированных перенапряжений является одновременное их возникновение на всех фазах линии электропередачи. -набегающие волны перенапряжения: при ПУМ в ЛЭП(опру или непосредственной близости о нее) так же возникают индуктированные перенапряжения, они накладываются на перенапряжения прямого удара, увеличивают разность потенциалов на изоляции. Волна перенапряжения движется по линии к подстанции, может повредить оборудование на ней. Сопротивление заземлителей. 2 вида: 1.стационарное R 2.импульсное Rи. Rз.у.= (Rиск*Rест)/(Rиск+Rест) Сопротивление заземлителя растеканию тока. Ток, проходящий через заземлитель в землю, преодолевает сопротивление, называемое сопротивлением заземлителя растеканию тока или просто сопротивлением растекания. Оно имеет три слагаемых: сопротивление самого заземлителя; переходное сопротивление между заземлителем и грунтом (т. е. контактное сопротивление между поверхностью заземлителя и прилегающими к ней частицами земли); сопротивление грунта. Два первых слагаемых по сравнению с третьим малы, поэтому под сопротивлением заземлителя растеканию тока понимают сопротивление грунта растеканию тока. Защитные разрядники и ОПН. Виды: 1) трубчатые разрядники (не используются); 2) вентильные (сочетает в себе искровые, промежуточные, нелинейные элементы т.е. п/проводники); 3) ОПН-ограничитель перенапряжений нелинейный (состоит из варистора, характеристики лучше чем в вентильном разряднике); 4) длинно-искровой разрядник (применяется на ЛЭП 6-10кВ).
Изоляция электрооборудования. Классификация изоляции. В зависимости от условий работы изоляция подразделяется на внешнюю и внутреннюю. К внешней относятся воздушные промежутки а также изоляция соприкасающаяся с воздухом. При этом электрическая прочность изоляции зависит от температуры, давления и влажности. К внутренней относится изоляция не подверженная воздействию внешних условий. По агрегатному состоянию изоляция может быть газообразной, жидкой и твердой. Газообразная и жидкая изоляция обладает самовосстанавливающимися свойствами, т.е. после пробоя электрическая прочность газообразной и жидкой изоляции восстанавливается при снятии напряжения. Изоляция электрооборудования, предназначенного для работы в электрических сетях, подразделяется на классы напряжения. Классом напряжения называется номинальное междуфазное напряжение электрической сети, для работы в которых предназначено оборудование. Для каждого класса напряжения установлено наибольшее рабочее напряжение (на 10–15 % выше номинального), которое изоляция должна выдерживать длительное время. Класс напряжения характеризуется уровнем изоляции, под которым понимают совокупность испытательных напряжений согласно ГОСТ или ТУ. Требования, предъявляемые к изоляции электрооборудования. При изготовлении изоляции необходимо обеспечить: 1) требуемые электрические параметры оборудования: рабочее напряжения, емкость, индуктивность, активное сопротивление, диэлектрические потери; 2) срок службы при рабочем напряжении и допустимой температуре; 3) достаточную электрическую прочность при воздействии перенапряжений; 4) механическую прочность с учетом возможных вибраций, ударных нагрузок при к.з. и других режимах работы; 5) требуемую надежность; 6) минимальную стоимость; 7)допустимые (минимальные) размеры и массу; 8) технологичность изготовления; 9) простоту ремонта и безопасность обслуживания; 10) экологическую безопасность; 11) стойкость к внешним воздействиям окружающей среды. Выполнение всех требований осуществляется на основании технико-экономических расчетов, направленных на минимизацию затрат
где З – ежегодные (приведенные) затраты; К – капитальные затраты; Е – нормативный коэффициент эффективности; И – эксплуатационные издержки; М(У) – математическое ожидание годового ущерба.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-05; просмотров: 4679; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 216.73.217.39 (0.018 с.) |