Предисловие

За последние 30–40 лет достигнут значительный прогресс, как в области разработки новых изоляционных материалов, так и в области технологии изготовления изоляции высоковольтного электрического оборудования. Однако, в настоящее время в научно-технической библиотеке БНТУ практически отсутствуют новые учебники и учебные пособия по дисциплинам «Техника высоких напряжений» и «Изоляция и перенапряжения». Все учебные издания по данным дисциплинам в основном выпущены в 70–80-х годах прошлого столетия. Поэтому авторы данной работы стремились восполнить этот пробел. Основное внимание уделялось вопросам конструирования изоляции высоковольтного оборудования. Основными источниками информации выступали каталоги и проспекты различных фирм и производителей электрического оборудования.

Введение и главы 2 и 3 написаны А.С. Красько, глава 1 – Е.Г. Пономаренко. Авторы выражают глубокую признательность рецензентам к.т.н., доценту кафедры «Элетроснабжение» БНТУ А.А. Гончару и к.т.н., доценту кафедры «Электротехника и электроника» БНТУ С.В. Домникову.

Введение

Надежная, долговременная и экономичная работа электрической системы в основном определяется изоляцией электрооборудования и других звеньев системы. Разрушение и повреждение изоляции являются главными причинами аварий в электрических установках. Поэтому конструктивное решение изоляции, выбор изоляционных материалов и технологии изготовления определяют надежность, стоимость и конкурентную способность электрического оборудования. Следует отметить, что в общей стоимости высоковольтного оборудования изоляционная составляющая занимает более 60 %.

В данном пособии изложены вопросы электрического разряда в газообразных жидких и твердых диэлектриках. Рассмотрена изоляция распределительных устройств и линий электропередач, а также оборудования высокого напряжения: силовых трансформаторов, электрических машин, кабелей, конденсаторов аппаратов.

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.

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.

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.