3.8.Факторы, влияющие на электрическую прочность внутренней изоляции

1

Рис. 3.5 – Электрическая прочность в зависимости от толщины

. Толщина изоляции. Зависимость имеет нелинейный характер (рис. 3.5). Снижение темпов роста электрической прочности объясняется ростом неоднородности поля при увеличении толщины и влиянием примесей.

2. Форма (поверхность) электрода. С увеличением площади электрода уменьшается. Это объясняется неоднородностью изоляции и влиянием примесей. Изоляция будет повреждаться в более слабом месте. Также на электрическую прочность может влиять неоднородность поля.

Для увеличения электрической прочности производят сушку и пропитку изоляции под вакуумом. На величину оказывает влияние качество процесса намотки и опрессовки.

3.9.Маслобарьерная изоляция (мби)

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 в 2–2,5 раза. При этом наибольший эффект наблюдается, если барьер располагается перпендикулярно силовым линиям электрического поля. В резконеоднородных полях достигается 30–50 % увеличение прочности за счет барьеров. При импульсных напряжениях в однородных и слабонеоднородных полях применение барьеров менее эффективно.

При импульсных напряжениях в МБИ возможны ЧР с зарядом . Такие разряды интенсивно 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 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.

3.10.Бумажно-масляная изоляции (бми)

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 , что выше чем отдельно бумага и масло. , рабочая температура до .

Электрическая прочность БМИ зависит от толщины слоя изоляции и плотности бумаги, однако с увеличением плотности увеличивается , 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. Рост давления незначительно увеличивает напряжение пробоя .

Кратковременная прочность вдоль слоев в 2–3 раза ниже электрической прочности БМИ в нормальном направлении. 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, пропитка дегазированным маслом. Область применения БМИ: изоляция проводов, кабелей, конденсаторов, высоковольтных выводов. Недостатки БМИ: узкий диапазон рабочих температур, пожароопасность, затруднения при выполнении изоляции проводников сложной формы, необходимость защиты от воздействия влаги.