Vysokonapäťová technológia v elektrine, typy izolácie rastlín a koordinácia izolácie

Technika vysokého napätia

Vysokonapäťové inžinierstvo je jednou z hlavných disciplín v mnohých elektrických, elektrických a elektrofyzikálnych špecializáciách.

Je široko používaný v mnohých odvetviach národného hospodárstva. Pokiaľ ide o vysokonapäťové energetické systémy, táto disciplína študuje elektrickú izoláciu a procesy vyskytujúce sa v izolácii pri vystavení menovitému (prevádzkovému) napätiu a prepätiu.

Vysokonapäťové inštalácie na základe charakteristík procesov pri elektrickej izolácii zahŕňajú inštalácie s menovitým napätím nad 1000 V.

Kurz techniky vysokého napätia je zvyčajne rozdelený na dve časti. Prvá časť sa zaoberá problematikou dizajnu, technológie, testovania a prevádzky. izolácia elektrických inštalácií… Druhá časť skúma výskyt prepätí v elektrických sieťach a spôsoby ich obmedzenia.

Obe časti vysokonapäťovej techniky spolu úzko súvisia a celkové riešenie problémov jednej alebo druhej časti musí prebiehať vo vzájomnom vzťahu.

Rozsah problémov riešených vysokonapäťovou technológiou zahŕňa:

• elektrické pole pri vysokom napätí;

• elektrický výboj a surfovanie v dielektrikách;

• elektrická izolácia a izolačné konštrukcie;

• metódy ochrany proti prepätiu a prepätiu;

• problematika týkajúca sa vybavenia vysokonapäťových laboratórií, vysokonapäťových meraní, metód preventívneho skúšania izolačných a izolačných konštrukcií, zemných prúdov a uzemňovacích zariadení.

Každá z týchto otázok má svoje vlastné charakteristiky a nezávislú dôležitosť. Všetky sú však zamerané na riešenie hlavného problému technológie vysokého napätia — vytváranie a zabezpečovanie spoľahlivo fungujúcej elektrickej izolácie vysokonapäťových inštalácií (tvorba izolačných konštrukcií s technicky a ekonomicky racionálnymi úrovňami izolácie).

Napríklad úniky plynu majú veľký nezávislý význam, ale vo vysokonapäťových technológiách sa o nich uvažuje z hľadiska izolačných vlastností, pretože plyny, najmä vzduch, sú prítomné vo všetkých izolačných konštrukciách.

Táto vedná disciplína vznikla súčasne s objavením sa prvých vysokonapäťových inštalácií, keď spoľahlivosť ich prevádzky začala určovať elektrická izolácia.

Ako rastieš menovité napätie inštalácií požiadavky na izoláciu sa zvyšujú.Tieto požiadavky sú do značnej miery určené tými prechodovými javmi, ktoré sa vyskytujú v rôznych častiach elektrických inštalácií pri spínaní obvodov, zemných poruchách atď. (vnútorné prepätia) a výboje blesku (atmosférické prepätia).

V súvislosti s riešením problematiky vysokonapäťovej techniky boli potrebné špeciálne vysokonapäťové laboratóriá na získavanie vysokých napätí rôznych druhov a foriem, ako aj vysokonapäťové meracie prístroje.

Preto vysokonapäťová technika považuje za hlavné vybavenie moderných vysokonapäťových laboratórií a vysokonapäťových meraní.

Okrem toho sa tok prúdov v zemi (priemyselná frekvencia a impulz) zvažuje z hľadiska usporiadania pracovného a ochranného uzemnenia potrebného na zabezpečenie prevádzkových režimov vysokonapäťových zariadení a bezpečnosti ich údržby. .

Vysokonapäťové inžinierstvo je jedinou akademickou disciplínou, ktorá komplexne skúma vlastnosti izolačných konštrukcií v elektrických systémoch, a preto je jednou z nosných disciplín pre všetky elektrotechnické a elektrotechnické odbory.

Typy izolácie pre vysokonapäťové elektrické inštalácie

Moderné energetických systémov, pozostávajúce z množstva elektrární (JE, VE, GRES, TPP), rozvodní, nadzemných a káblových elektrických vedení, obsahujú tri hlavné typy izolácie vysokého napätia: stanica, rozvodňa a izolácia vedenia.

Na plynovú izoláciu zahŕňajú izoláciu elektrických zariadení určených na vnútornú inštaláciu, to znamená izoláciu točivých strojov (generátorov, motorov a kompenzátorov), elektrických zariadení (spínače, obmedzovače, reaktory atď.). výkonové transformátory a autotransformátory, ako aj elektrické izolačné konštrukcie pre vnútornú inštaláciu (zásuvky a podperné izolátory atď.).

Na izoláciu rozvodne zahŕňajú izoláciu elektrických zariadení určených na vonkajšiu inštaláciu (v otvorenej časti rozvodne), t. j. izoláciu výkonových transformátorov a autotransformátorov, vonkajších elektrických zariadení, ako aj elektrických izolačných konštrukcií pre vonkajšiu inštaláciu.

Na izoláciu linky vrátane izolácie nadzemného vedenia a izolácie káblového vedenia.

Elektrická izolácia vysokonapäťových inštalácií sa delí na vonkajšiu a vnútornú. Na vonkajšiu izoláciu zahŕňajú elektrické izolačné zariadenia a konštrukcie vo vzduchu a na vnútornú izoláciu — zariadenia a štruktúry v kvapalnom alebo polotekutom médiu.

Vysokonapäťová izolácia určuje spoľahlivosť prevádzky elektrizačných sústav, a preto sa na ňu vzťahujú požiadavky na elektrickú pevnosť pri pôsobení vysokého napätia a prepätia, mechanickú pevnosť, odolnosť voči vplyvom prostredia atď.

Izolácia musí dlhodobo odolávať prevádzkovému napätiu a tiež nárazom rôzne druhy prepätia.

Vonkajšia izolácia určená na vonkajšiu inštaláciu musí spoľahlivo fungovať pri daždi, snehu, ľade, rôznych škodlivinách a pod. Vnútorná izolácia má oproti vonkajšej izolácii zvyčajne lepšie pracovné podmienky.V horských oblastiach musí vonkajšia izolácia spoľahlivo fungovať pri zníženom tlaku vzduchu.

Mnoho typov elektroizolačných konštrukcií musí mať zvýšenú mechanickú pevnosť. Napríklad nosné a rukávové izolátory, rukávy atď. musí opakovane odolávať pôsobeniu veľkých elektrodynamických síl pri skratoch, izolátoroch vedenia (girlandy) a vysokonosných elektroizolačných konštrukciách — zaťaženiu vetrom, keďže vietor môže vytvárať vysoký tlak.

Obmedzenie prepätí nebezpečných pre izoláciu v rôznych prevádzkových režimoch sa vykonáva pomocou pomocníka špeciálne ochranné zariadenia.

Hlavnými ochrannými zariadeniami sú zvodiče, zvodiče prepätia, ochranné kapacity, tlmiace a reaktívne cievky, bleskoistky (lanové a tyčové), vysokorýchlostné ističe s automatickým zatváraním (AR).

Primerané prevádzkové opatrenia pomáhajú zabezpečiť spoľahlivú prevádzku izolácie pri použití obmedzovačov a iných ochranných zariadení, medzi ktoré patrí koordinácia izolácie, organizovanie periodických preventívnych skúšok izolácie (s cieľom identifikovať a odstrániť oslabenú izoláciu), uzemnenie neutrálov transformátorov atď. .

Koordinácia izolácie

Jedným z hlavných problémov, ktoré vznikajú pri návrhu izolácie vo vysokonapäťových technológiách, je definícia tzv "Úroveň izolácie", teda napätie, ktoré znesie bez poškodenia.

Izolácia elektroinštalácie musí byť vykonaná s takým limitom elektrickej pevnosti, aby nedošlo k prekrytiu (deštrukcii) pri prípadnom prepätí.Táto izolácia je však príliš ťažkopádna a drahá.

Preto sa pri výbere izolácie odporúča neísť po línii vytvorenia limitu jej elektrickej pevnosti, ale po línii uplatňovania takých ochranných opatrení, ktoré na jednej strane zabraňujú vzniku prepäťových vĺn nebezpečných pre izoláciu, a na druhej strane chráni izoláciu pred vznikom rázových vĺn...

Preto sa izolácia volí na určitej úrovni, tzn. špecifikovaná hodnota pre vybíjacie a prierazné napätie, berúc do úvahy ochranné opatrenia.

Úroveň izolácie a ochranné opatrenia musia byť zvolené tak, aby sa izolácia nezrútila vplyvom rôznych foriem prepätia vyskytujúceho sa v danej inštalácii a zároveň mala minimálnu veľkosť a náklady.

Zosúladenie prijatej úrovne izolácie a ochranných opatrení s prepätiami ovplyvňujúcimi izoláciu sa nazýva koordinácia izolácie.

Úrovne izolácie pre inštalácie s napätím 220 kV vrátane sú určené najmä hodnotami atmosférických prepätí, t.j. sú výrazne vyššie ako hodnoty vnútorných prepätí a koordinácia izolácie v nich je založená na impulzných charakteristikách.

Úrovne izolácie inštalácií 330 kV a vyššie sú určené najmä vnútornými prepätiami a koordinácia izolácie v nich je založená na zvážení možných veľkostí týchto prepätí.

Koordinácia izolácie vysoko závisí od neutrálneho bodu inštalácie. Inštalácie s izolovaným neutrálom vyžadujú vyššiu úroveň izolácie ako inštalácie s tvrdo uzemneným neutrálom.