31. Высоковольтные вводы. Конструкции и изоляционные материалы.
Диэлектрические муфты (цилиндрический диэлектрик с отверстием, куда помещается токовод, а к корпусу трансформатора цепляется фланец) применяются только при напряжении до 35 кВ. Для ввода высокого напряжения в здания, корпуса трансформаторов, высоковольтных выключателей и т. п. применяются проходные изоляторы или вводы. Особенностями этих устройств применительно к установкам высокого напряжения 110 кВ и выше являются крайне высокие значения рабочих напряжённостей электрического поля в изоляции. Причина этого в габаритных ограничениях изолятора в поперечном размере. Выход из ситуации нашёлся в принудительном распределении напряжённости поля по радиусу. При этом за счёт внесения в конструкцию тонких (фольга) цилиндрических конденсаторных обкладок, располагаемых в толще изоляции, удаётся получить радиальное распределение напряжённости электрического поля близкое к однородному. Очевидно, что образуемые такими обкладками ёмкости можно сделать разными по величине за счёт изменения радиального и аксиального размера обкладки. Поэтому можно подобрать такой закон изменения ёмкости между соседними обкладками, что распределение напряжённости поля в среднем будет близко к однородному. Это иллюстрируется графиками на рисунке справа.
В качестве примера на левом рисунке показан маслонаполненный ввод с конденсаторными обкладками. Причём на поверхности цилиндрических барьеров располагаются описанные здесь конденсаторные обкладки, обеспечивающие благоприятное распределения напряжения по радиусу.
Конструкция внутренней изоляции ввода может быть не только показанной выше маслобарьерной, но и, что встречается чаще всего, бумажно-масляной. При этом конденсаторные обкладки размещаются между слоями бумаги, а весь изоляционный остов после сборки подвергается вакуумной сушке и пропитке трансформаторным маслом, после чего устанавливается в полый изоляционный корпус, выполняемый обычно из электротехнического фарфора. На внешней поверхности изоляционного корпуса укреплён металлический фланец, с помощью которого ввод крепится к стенке бака трансформатора в месте установки. Нижняя часть ввода, размещаемая в баке трансформатора, может иметь также фарфоровую покрышку, как показано на левом рисунке. Однако существуют конструкции вводов без этой внутренне покрышки. Например, ввод с так называемой Rip изоляцией, показанный на среднем рисунке, в своей погружной части не имеет фарфоровой покрышки в отличие от наружной области конструкции.
Rip изоляция представляет собой монолитный полимерный изоляционный остов, выполненный из эпоксидного компаунда с конденсаторными обкладками, внедрёнными в отдельные слои остова. В отличие от бумажно-масляных вводов такая изоляция более компактна и технологична.
Токоведущий стержень в проходных изоляторах располагается на оси конструкции и представляет собой трубу с продетым в неё мягким плетёным медным проводником.
Ограничение условий возникновения скользящего разряда между стенкой бака и высоковольтным фланцам ввода приводит к необходимости увеличивать длину внешней, находящейся на открытом воздухе, изоляционной покрышки. Поэтому вводы на высокие напряжения 330 кВ и выше отличаются большой длиной, как показано на рисунке справа.