Маслобарьерная изоляция

 

Основу МБИ составляет трансформаторное масло и твердые изолирующие материалы: картон, бумага, слоистые пластики толщиной 2–3 мм. Масло в МБИ играет роль изолирующей и охлаждающей среды. Проникая в поры твердой изоляции и полости конструкции, масло вытесняет газы и тем самым повышает электрическую прочность.

Барьеры препятствуют перемещению твердых, волокнистых примесей и капелек влаги в области высоких напряженностей электрического поля, а также выравнивают напряженность электрического поля и тем самым увеличивают напряжение пробоя U _пр в 2–2,5 раза. При этом наибольший эффект наблюдается, если барьер располагается перпендикулярно силовым линиям электрического поля. В резконеоднородных полях достигается увеличение прочности за счет барьеров на 30–50 %. При импульсных напряжениях в однородных и слабонеоднородных полях применение барьеров менее эффективно.

При импульсных напряжениях в МБИ возможны интенсивные ЧР, которые разлагают масло и целлюлозу барьера и оставляют на поверхности твердой изоляции обугленные каналы, что увеличивает вероятность развития разрядов по поверхности и снижает электрическую прочность. Поэтому пробивные напряжения определяются по прочности одного масляного канала.

МБИ применяется в трансформаторах, реакторах и в другой электрической аппаратуре с большим объемом масла.  Технология изготовления МБИ включает сборку конструкции, сушку под вакуумом с t _с =100-120 ^ͦС и заполнение под вакуумом дегазированным маслом.

Достоинства МБИ: простая технология изготовления, интенсивное охлаждение, возможность восстановления качества изоляции в эксплуатации путем сушки конструкции и замены масла.

Недостатки: невысокая электрическая прочность по сравнению с другими видами изоляции, например, БМИ, пожаро- и взрывоопасность, необходимость специальной защиты конструкции от увлажнения в процессе эксплуатации.

 

Бумажно - масляная изоляции

 

Основой БМИ является тонкая электротехническая бумага толщиной 80–170 мк, различные масла и другие жидкие диэлектрики с добавкой некоторых компонентов. Слои бумаги наматываются на изолируемые проводники с перекрытием или с зазором, вручную или на специальных станках. Используется листовая (3 м шириной) или рулонная (шириной 20–40 мм) бумага. При плотной намотке зазоры между слоями составляют менее 0,01 мм. Однако зазоры и микропоры могут составлять до 50 % общего объема изоляции. Поэтому непропитанная бумажная изоляция обладает низкой электрической прочностью. В последнее время применяют сочетание бумаги и синтетической пленки.

Основные показатели БМИ: электрическая прочность E =100-250 кВ/см, tgδ= 0,003-0,005, рабочая температура t _раб до 90 ^ͦС.

Электрическая прочность БМИ зависит от толщины слоя изоляции и плотности бумаги, однако с увеличением плотности увеличивается ε, что приводит к увеличению напряженности поля в масле, снижению прочности, уменьшению срока службы при длительном воздействии напряжения за счет ЧР и ухудшения теплоотвода. Поэтому максимальная электрическая прочность наблюдается при 6–10 слоях бумаги. Критические ЧР могут привести к тепловыделению и разрушению изоляции вдоль слоев в глубину, появляются следы ветвистых разрядов, что приводит к уменьшению электрической прочности.

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 фор-мы, необходимость защиты от воздействия влаги.

Высоковольтные изоляторы

По назначению изоляторы подразделяется на линейные и станци-онно-аппаратные, которые, в свою очередь, делятся на опорные и проходные.

Линейные изоляторы

Линейные изоляторы применяются для крепления и изолирования проводов и тросов воздушных линий электропередачи. По конструктив-ному исполнению они делятся на штыревые и подвесные.

Штыревые изоляторы изготавливаются из электротехнического фарфора или стекла и монтируются на опорах с помощью штырей или крюков. Они выпускаются различного конструктивного исполнения. Обозначение, например, ШФ10-В – штыревой, фарфоровый, номинальное напряжение 10 кВ, конструктивное исполнение В (всего существует три варианта конструктивного исполнения – А, Б, В). Выпускаются промышленностью на напряжение до 35 кВ.

Подвесные изоляторы применяются для напряжений больше 35 кВ.

Подразделяются на тарельчатые (шарнирные) и стержневые. Изготавливаются из электротехнического фарфора, стекла и полимерных материалов.

 

Рис. 2.1. Подвесной шарнирный изолятор с конусной головкой:

1 – тарелка изолятора; 2 – чугунная шапка; 3 – стальной стержень;

4 – цементная замазка; 5 – головка изолятора; 6 – замок

 

На рис. 2.1 приведена конструкция подвесного тарельчатого изолятора. Шапка (2)и стержень (3)обеспечивают шарнирное соединение од-ного изолятора с другим при сборке изоляторов в гирлянду. Изоляторы испытывают только растягивающие усилия, но, благодаря конструктив-ному исполнению, головка (5)изолятора работает на сжатие и поэтому выдерживает очень большие механические нагрузки (до 300…500 кН). Обозначение изолятора, например ПСГ6-А: подвесной, стеклянный, грязестойкий. Минимальная разрушающая нагрузка – 60 кН.

Подвесные стержневые изоляторы изготавливаются из электротехнического фарфора, стекла, ситалла, стекловолокна с полимерным покрытием. Один изолятор может заменить гирлянду из 7 тарельчатых изоляторов на напряжение 110 кВ. Шарнирно крепится при помощи двух шапок с замками на концах изолятора. Достоинством стержневых изоляторов является непробиваемость. Кроме того, за счет малого диаметра изолятора

повышаются градиенты электрического поля по поверхностному перекрытию. Обозначение изолятора, например СФ-110/2,25: стержневой, фарфоровый, номинальное напряжение 110 кВ, минимальная разрушающая нагрузка – 22,5 кН.