61.Комбинирование диэлектриков

К материалам используемым для внутренней изоляции предъявляют жёсткие требования в отношении их электрических, механических и других характеристик.

1 Электрические характеристики

Материалы должны обеспечивать высокую, кратковременную и длительную электрическую прочности. Они должны обладать определённым комплексом свойств, таких как иметь высокие пробивные напряжённости в области чисто электронного пробоя и малые диэлектрические потери (устойчивость к тепловому пробою), иметь высокую стойкость к частичным разрядам

2. тепловые свойства

теплопроводность, стойкость к тепловому старению. Эти характеристики исключительно важны, так как ограничивают допустимые температуры рабочих частей оборудования и влияют на перепады температуры в изоляции. Эти свойства определяют допустимые рабочие режимы оборудования в целом, кроме того от них зависят степень пожаро - взрывобезопасности ЭУ, и следовательно объём, содержание и стоимость защитных мероприятий.

2. Механические

Высокие требования к механической прочности изоляционных материалов обусловлены не только значит нагрузками на изоляцию , но и нагрузками, возникающими в процессе изготовления самой изоляции и ЭУ в целом. Особенность в том, что необходимо обеспечить не просто механическую целостность изоляции, но и исключить появления в изоляции дефектов, снижающих электрическую прочностью

2. Технологические

Материалы должны быть пригодны для высокопроизводительных процессов изготовления изоляции и ЭУ в целом.

2. Экологические

Изоляционные материалы не должны содержать и образовывать в процессе эксплуатации токсичные продукты. После отработки срока службы легко поддаваться переработке или уничтожению без загрязнения окружающей среды.

2. Экономические

недефицитные, низкая стоимость

2. Специальные

В ряде случаев к указанным 6 группам могут быть добавлены другие, обусловленные спецификой работы ЭУ. Дугостойкость, стойкость к термоударам и т.д.

Все перечисленные свойства относятся к главным и пренебрегать ими нельзя. Как показывает практика и эксплуатация сложных изоляционных конструкций удовлетворить всем требованиям одним материалом невозможно. Этот комплекс лучше удовлетворяется при использовании в составе внутренней изоляции комбинации из нескольких материалов, которые дополняют друг друга и могут выполнять различные функции.

.

62.Бумажно-масляная изоляция и частичные разряды в ней

Бум-масл изоляция состоит из слоёв пропитанной маслом, бумаги и масляных прослоек. Слой БМИ может быть выполнен из сплошных листов бумаги (рулонов) и путём намотки бумажной ленты. Лента может наматываться 2 способами:

положительное перекрытие — рис

отрицательное перекрытие рис

Отрицательное перекрытие используется в кабелях, так как положит перекрытие нельзя перегибать.

намотка с положительным перекрытие ленты применяется для силовых трансформаторов.

Намотка осуществляется не менее чем в полнахлёста с максимально возможным натяжением. ВРФ лента идёт шириной от 16 до 30 мм соответственно зазор от 1,5 — 3,0 мм.

Намотку стараются выполнить так, чтобы избежать наложения зазоров.

Перед пропиткой изделие тщательно просушивается в вакуумных печах при t 130 градусов Цельсия. Пропитка также осуществляется под вакуумом.

БМИ имеет достаточно высокую кратковременную электрическую прочность. При переменном напряжении от 50 до 120 кВ/мм. И при постоянном напряжении от 100 до 250 кВ/мм. Именно поэтому БМИ используется в ЭУ с высокими напряжённостями электрического поля.

Электрическая прочность БМИ зависит от числа слоёв бумаги. Сначала растёт, а затем уменьшается. Максимум лежит в диапазоне от 7 до 10 слоёв. Так как зазоры начинают повторяться.

При переменном напряжении пробой БМИ начинается с частичных разрядов в масляных прослойках. Именно поэтому их стараются сделать как можно тоньше — намотка с макс возможным натяжением. Хорошо высушенная и пропитанная под вакуумом БМИ практически не имеет газовых включений. Однако начальные частичные разряды в БМИ возникают в виде отдельных электронных лавин в масляных прослойках и в местах усиления электрического поля. (микровыступы на жилах)

Начальные частичные разряды неустойчивы, они не приводят к видимому разрушению бумаги, хотя разлагают масло с выделением молекулярного водорода. При начальных частичных разрядах водород не образует пузырьков, а полностью растворяется в масле. Если повышать напряжение или частоту мощность начальных частичных разрядов увеличивается т.е они становятся критическими. Происходит интенсивное выделение газа и бумага обугливается. Возникновение критических частичных разрядов приводит к своеобразной форме ионизационного пробоя, которая получила название ионизационный ветвистый пробой.

Пробой начинается с начальных частичных разрядов в масляных прослойках, происходит непрерывное газовыделение. Если выделяемый газ не может или не успевает раствориться, объём газового включения будет расти. При росте газового включения оно дробится, образуя пену, которая распространяется в толщу изоляции между слоями и в зазоры соседних слоёв. Продукты разложения образовывают полупроводящую эмульсию, которая сильно искажает поле, в особенности осевую. Происходит дальнейшее усиление частичных разрядов. Разрушается целлюлоза бумаги и каналы разряда в виде науглероженных древовидных побегов развиваются вглубь между слоями изоляции захватывая всё большие участки в осевом направлении. При рабочих напряжениях развитие ионизационного ветвистого пробоя происходит крайне медленно. но с ростом напряжения скорость развития быстро возрастает.

У БМИ есть свойство: «отдых». Если на некоторое время снять с БМИ напряжение то электрические характеристики практически полностью восстанавливаются т.к. пузырьки газа растворяются в масле.