Izolácia elektrických inštalácií

Izolácia elektroinštalácie sa delí na vonkajšiu a vnútornú.

Na vonkajšiu izoláciu zahŕňajú vysokonapäťové inštalácie izolačné medzery medzi elektródami (drôty elektrické vedenie (elektrické vedenie), rozvodové pneumatiky (RU), vonkajšie živé časti elektrické spotrebiče atď.), v ktorom je úloha hlavného dielektrikum vykonáva atmosférický vzduch. Izolované elektródy sú umiestnené v určitých vzdialenostiach od seba a od zeme (alebo uzemnených častí elektrických inštalácií) a sú upevnené v určitej polohe pomocou izolátorov.

K vnútornej izolácii patrí izolácia vinutí transformátorov a elektrických strojov, izolácia káblov, kondenzátorov, zhutnená izolácia priechodiek, izolácia medzi kontaktmi spínača vo vypnutom stave, t.j. izolácia, hermeticky uzavretá od okolia plášťom, plášťom, nádržou a pod. Vnútorná izolácia je zvyčajne kombináciou rôznych dielektrík (kvapalné a tuhé, plynné a tuhé).

Dôležitou charakteristikou vonkajšej izolácie je jej schopnosť obnoviť svoju elektrickú pevnosť po odstránení príčiny poškodenia. Dielektrická pevnosť vonkajšej izolácie však závisí od atmosférických podmienok: tlaku, teploty a vlhkosti. Dielektrickú pevnosť vonkajších izolátorov ovplyvňuje aj povrchová kontaminácia a zrážky.

Zvláštnosťou vnútornej izolácie elektrických zariadení je starnutie, t.j. zhoršenie elektrických charakteristík počas prevádzky. Dielektrické straty zahrievajú izoláciu. Môže dôjsť k nadmernému zahrievaniu izolácie, čo vedie k tepelnému rozpadu. Pod vplyvom čiastočných výbojov vyskytujúcich sa v plynových inklúziách je izolácia zničená a kontaminovaná produktmi rozkladu.

Porušenie pevnej a kompozitnej izolácie — nezvratný jav vedúci k poškodeniu elektrického zariadenia. Kvapalná a vnútorná plynová izolácia je samoliečivá, ale jej vlastnosti sa zhoršujú. Počas prevádzky je potrebné neustále sledovať stav vnútornej izolácie, aby sa identifikovali chyby, ktoré sa v nej vyvinú, a aby sa predišlo havarijnému poškodeniu elektrického zariadenia.

Vonkajšia izolácia elektrických inštalácií

Za normálnych atmosférických podmienok je dielektrická pevnosť vzduchových medzier relatívne nízka (v rovnomernom poli s medzielektródovými vzdialenosťami asi 1 cm ≤ 30 kV / cm). Vo väčšine izolačných konštrukcií pri vysokom napätí vysoko nehomogénne elektrické pole… Elektrická sila v takýchto poliach vo vzdialenosti medzi elektródami 1–2 m je približne 5 kV/cm a vo vzdialenosti 10–20 m klesá na 2,5–1,5 kV/cm.V tomto ohľade sa veľkosť nadzemných prenosových vedení a rozvádzačov rýchlo zvyšuje so zvyšujúcim sa menovitým napätím.

Vhodnosť využitia dielektrických vlastností vzduchu v elektrárňach s rôznymi napäťovými triedami sa vysvetľuje nižšou cenou a relatívnou jednoduchosťou vytvorenia izolácie, ako aj schopnosťou vzduchovej izolácie úplne obnoviť dielektrickú pevnosť po odstránení príčiny výboja. porucha medzery.

Vonkajšia izolácia je charakterizovaná závislosťou dielektrickej pevnosti od poveternostných podmienok (tlak p, teplota T, absolútna vlhkosť vzduchu H, druh a intenzita zrážok), ako aj od stavu povrchov izolantov, t.j. množstvo a vlastnosti nečistôt na nich. V tomto ohľade sú vzduchové medzery zvolené tak, aby mali požadovanú dielektrickú pevnosť pri nepriaznivých kombináciách tlaku, teploty a vlhkosti.

Elektrická pevnosť na izolátoroch vonkajšej inštalácie sa meria za podmienok zodpovedajúcich rôznym mechanizmom výbojových procesov, konkrétne keď povrchy izolantov čisté a suché, čisté a mokré od dažďa, špinavé a vlhké. Výbojové napätia merané za špecifikovaných podmienok sa nazývajú suchý výboj, mokrý výboj a nečistota, resp.

Hlavným dielektrikom vonkajšej izolácie je atmosférický vzduch — nepodlieha starnutiu, t.j. bez ohľadu na napätia pôsobiace na izoláciu a prevádzkové režimy zariadenia zostávajú jeho priemerné charakteristiky v priebehu času nezmenené.

Regulácia elektrických polí vo vonkajšej izolácii

Pri vysoko nehomogénnych poliach vo vonkajšej izolácii je možný korónový výboj na elektródach s malým polomerom zakrivenia. Vzhľad koróny spôsobuje ďalšie straty energie a intenzívne rádiové rušenie. V tomto smere majú veľký význam opatrenia na zníženie stupňa nehomogenity elektrických polí, ktoré umožňujú obmedziť možnosť tvorby koróny, ako aj mierne zvýšiť vybíjacie napätia vonkajšej izolácie.

Regulácia elektrických polí vo vonkajšej izolácii sa vykonáva pomocou clon na výstuži izolátorov, ktoré zväčšujú polomer zakrivenia elektród, čím sa zvyšujú výbojové napätia vzduchových medzier. Delené vodiče sa používajú na nadzemných prenosových vedeniach tried vysokého napätia.

Vnútorná izolácia elektrických inštalácií

Vnútornou izoláciou sa rozumejú časti izolačnej konštrukcie, v ktorých je izolačným médiom kvapalné, pevné alebo plynné dielektrikum alebo ich kombinácie, ktoré nemajú priamy kontakt s atmosférickým vzduchom.

Potreba alebo nevyhnutnosť použitia vnútornej izolácie namiesto vzduchu okolo nás je spôsobená niekoľkými dôvodmi. Po prvé, vnútorné izolačné materiály majú výrazne vyššiu elektrickú pevnosť (5-10 krát alebo viac), čo môže výrazne znížiť izolačné vzdialenosti medzi drôtmi a znížiť veľkosť zariadenia. Je to dôležité z ekonomického hľadiska. Po druhé, jednotlivé prvky vnútornej izolácie vykonávajú funkciu mechanického upevnenia drôtov; kvapalné dielektriká v niektorých prípadoch výrazne zlepšujú podmienky chladenia celej konštrukcie.

Vnútorné izolačné prvky vo vysokonapäťových konštrukciách sú počas prevádzky vystavené silnému elektrickému, tepelnému a mechanickému zaťaženiu. Pod vplyvom týchto vplyvov sa zhoršujú dielektrické vlastnosti izolácie, izolácia "starne" a stráca svoju dielektrickú pevnosť.

Pre vnútornú izoláciu je nebezpečné mechanické zaťaženie, pretože v pevných dielektrikách, ktoré ju tvoria, môžu vzniknúť mikrotrhlinky, kde potom vplyvom silného elektrického poľa dochádza k čiastočným výbojom a urýchľuje sa starnutie izolácie.

Zvláštnu formu vonkajšieho vplyvu na vnútornú izoláciu spôsobujú kontakty s okolím a možnosť kontaminácie a vlhkosti izolácie v prípade porušenia hermetiky inštalácie. Navlhčenie izolácie vedie k prudkému zníženiu zvodového odporu a zvýšeniu dielektrických strát.

Vnútorná izolácia musí mať vyššiu dielektrickú pevnosť ako vonkajšia izolácia, t. j. úroveň, pri ktorej je porucha počas celej životnosti úplne vylúčená.

Nevratnosť poškodenia vnútornej izolácie značne komplikuje hromadenie experimentálnych údajov pre nové typy vnútorných izolácií a pre novo vyvinuté veľké izolačné konštrukcie zariadení vysokého a ultravysokého napätia. Koniec koncov, každý kus veľkej, drahej izolácie môže byť testovaný na poruchu len raz.

Dielektrické materiály musia tiež:

• majú dobré technologické vlastnosti, t.j. musia byť vhodné pre vysokovýkonné procesy vnútornej izolácie;

• spĺňať environmentálne požiadavky, t.j.počas prevádzky nesmú obsahovať ani vytvárať toxické produkty a po vyčerpaní celého zdroja musia prejsť spracovaním alebo zničením bez znečistenia životného prostredia;

• nebyť vzácny a mať takú cenu, aby bola izolačná štruktúra ekonomicky životaschopná.

V niektorých prípadoch môžu byť k vyššie uvedeným požiadavkám pridané ďalšie požiadavky vzhľadom na špecifiká konkrétneho typu zariadenia. Napríklad materiály pre výkonové kondenzátory musia mať zvýšenú dielektrickú konštantu, materiály pre spínacie komory - vysokú odolnosť voči tepelným šokom a elektrickým oblúkom.

Dlhoročná prax pri tvorbe a prevádzke rôznych vysokonapäťové zariadenia ukazuje, že v mnohých prípadoch je celý súbor požiadaviek najlepšie splnený, keď sa v skladbe vnútornej izolácie použije kombinácia viacerých materiálov, ktoré sa navzájom dopĺňajú a plnia mierne odlišné funkcie.

Mechanickú pevnosť izolačnej konštrukcie teda zabezpečujú iba pevné dielektrické materiály. Zvyčajne majú najvyššiu dielektrickú pevnosť. Diely vyrobené z pevného dielektrika s vysokou mechanickou pevnosťou môžu pôsobiť ako mechanická kotva pre drôty.

Použitie kvapalné dielektrikum umožňuje v niektorých prípadoch výrazne zlepšiť podmienky chladenia v dôsledku prirodzeného alebo núteného obehu izolačnej kvapaliny.