
- •Аннотация
- •Содержание
- •Введение
- •Глава I. Изоляционные конструкции
- •Вводы высокого напряжения
- •Электрический расчет ввода 132кВ с бми конденсаторного типа
- •Тепловой расчет ввода
- •Кабели высокого напряжения. Общие сведения.
- •1.2.1. Силовые кабели с поясной изоляцией
- •1.2.2. Электрический расчет кабеля.
- •Исходные данные:
- •1.2.3.Тепловой расчет кабеля.
- •1.3. Подвесные высоковольтные изоляторы
- •Стеклянные изоляторы
- •Фарфоровые изоляторы
- •Распределение напряжения вдоль гирлянды изоляторов
- •Расчет гирлянды напряжением 220кВ
- •Глава II. Потенциал ветроэнергетики в намибии
- •2.1. Демография Намибии
- •2.2. Ситуация энергетики в Намибии
- •2.4. Ветровая аккумулирующая электростанция
- •2.4.1. Описание изобретения
- •2.4.2.Принцип работы
- •2.4.3.Формула изобретения
- •Глава III. Меры безопасности при выполнении работ на электродвигателе
- •Заключение
- •Список используемой литературы
Глава I. Изоляционные конструкции
Вводы высокого напряжения
Проходные изоляторы высокого напряжения, называемые иначе вводами, имеют неблагоприятное расположение электродов с большой напряженностью электрического поля. Проходные изоляторы и вводы используются там, где токоведущие части проходят через стены, перекрытия зданий, ограждения электроустановок или вводятся внутрь металлических корпусов оборудования. Вводы имеют более сложную конструкцию изоляции и выполняются с маслобарьерной изоляцией (до 750 кВ) или с бумажно-масляной изоляцией (110 кВ и выше).
Наибольшая
напряженность электрического поля
наблюдается у края фланца изолятора
(рис. 1.1), где велики и нормальная к
поверхности изолятора составляющая
напряженности электрического поля, и
тангенциальная составляющая. В этом
месте возможно возникновение короны,
скользящих разрядов, приводящих к
перекрытию и к радиальным пробоям.
Довольно часто при эксплуатации
появляются наиболее опасные механические
нагрузки на изгиб изолятора.
Кроме того, на изолятор воздействуют
тепловые
нагрузки за
счет нагрева токоведущих частей и
диэлектрических потерь в изоляционном
теле.
Рис.1.1.Схематическое изображение проходного изолятора.
Для увеличения напряжения перекрытия Uпер на наружной поверхности изолятора делают ребра, а также увеличивают диаметр изолятора у заземленного фланца. И для создания более равномерного электрического поля используются конструкции конденсаторного типа, в которых требуемое распределение напряжения по изоляционной конструкции принудительно осуществляется при помощи металлических обкладок, закладываемых в изоляцию в процессе ее намотки. Такая конструкция уменьшает требуемые размеры ввода, особенно его диаметр, что улучшает условия отвода тепла. Чаще всего изоляторы конденсаторного типа выполняются так, чтобы обеспечить постоянство аксиальной (продольной) составляющей напряженности электрического поля. Для этого толщину слоя изоляции выбирают так, чтобы обеспечить одинаковые емкости между обкладками и одинаковые напряжения на каждом слое; уступы также принимаются одинаковыми. Иногда, однако, выполняют одинаковую толщину слоев.
Вводы содержат внешнюю и внутреннюю изоляцию сложной конструкции. Внешней изоляцией является фарфоровая покрышка. Внутренняя — участки изоляции в теле ввода.
Самым распространенным видом внутренней изоляции для вводов в настоящее время является бумажно-масляная изоляция, основу которой представляет бумажный остов, намотанный на токоведущую трубку и пропитанный изоляционным маслом. В бумажном остове располагаются уравнительные обкладки, регулирующие электрическое поле. Благодаря высокой кратковременной и длительной электрической прочности бумажно-масляная изоляция с успехом эксплуатируется в высоковольтных вводах уже десятки лет.
Для внутренней установки на напряжение до 35 кВ используются фарфоровые армированные проходные изоляторы, внутри которых проходит токоведущий стержень, или бумажно-бакелитовые проходные изоляторы конденсаторного типа. Бумажно-бакелитовые изоляторы изготавливаются путем намотки бумаги, пропитанной бакелитовой смолой, с обкладками из металлической фольги, обжимаются и выдерживаются при температуре 160оС, при которой происходит полимеризация смолы. Недостатками бумажно-бакелитовых вводов являются малая влагостойкость и наличие газовых включений, поэтому на напряжения выше 35 кВ их не применяют.
На напряжении 110 кВ и выше используются конденсаторные вводы с маслобарьерной или бумажно-масляной изоляцией. В связи с более простой технологией изготовления наиболее распространены последние. В этой конструкции на токоведущий стержень наматывается изоляция из кабельной бумаги, а между слоями бумаги закладываются металлические обкладки из алюминиевой фольги. Бумага высушивается под вакуумом и пропитывается трансформаторным маслом. Сверху конструкция закрывается фарфоровыми покрышками, укрепленными на металлическом фланце. Пространство внутри покрышек заполняется трансформаторным маслом. Для повышения тепловой устойчивости ввода увеличивают площадь сечения стержня и улучшают качество изоляции снижением тангенса угла диэлектрических потерь. [14]
Рис. 1.2. Трансформаторный ввод с бумажномасляной изоляцией: а — конструкция ввода, б — общий вид ввода
Регулирование электрического поля в конструкциях вводов с бумажно-масляной изоляцией конденсаторного типа осуществляется с помощью, так называемых конденсаторных обкладок, представляющих собой дополнительные электроды из металлической фольги, которые располагаются в толще изоляции между главными электродами. В результате образуется цепочка последовательно включенных конденсаторов, емкости которых при переменном напряжении (или сопротивления изоляции между обкладками при постоянном напряжении) определяют распределение напряженностей в изоляции.
П
утем
изменения размеров, числа и взаимного
расположения конденсаторных обкладок
можно изменять емкости последовательно
включенных конденсаторов, регулируя
тем самым характер распределения
напряженностей.
Рис. 1.3. Варианты расположения конденсаторных обкладок в изоляции:
а — между электродами для регулирования в области основной изоляции; б — между дополнительными электродами для регулирования поля между их краями; 1 — электроды; 2 — диэлектрик; 3 — конденсаторные обкладки
Конденсаторные обкладки могут располагаться: в области основной изоляции между электродами для регулирования поля как в радиальном, так и в осевом направлении (рис. 1.3, a), a также в области между краями электродов для выравнивания электрического поля между ними (рис. 1.3, б).
Выбор размеров и расположение обкладок в изоляции с осевой симметрией производятся па основании предположения о постоянстве потока смещения через все обкладки, расположенные между главными электродами (искажением поля на краях конденсаторных обкладок пренебрегаем) :
где
Er—напряженность
поля у конденсаторной обкладки;
—
радиус обкладки;
— длина обкладки.
Если принять, что максимальные напряженности поля в пределах каждого слоя между двумя соседними обкладками должны быть одинаковыми, то размеры обкладок могут выбираться из условия
Rl= const.
При достаточно большом количестве обкладок расстояние между обкладками ∆r = rn+l— rп мало (2—4 мм), поэтому в пределах каждого слоя разница между максимальной и минимальной напряженностями поля незначительна и, таким образом, напряженность поля в радиальном направлении практически постоянна (рис. 1.4.). Это позволяет существенно уменьшить диаметр изоляционной конструкции.
Рис. 1.4. Регулирование электрического поля с помощью конденсаторных обкладок в радиальном направлении.
Из технологических соображений обычно принимают значение ∆r постоянным. При этом, как следует из Rl, ∆r = rn+l— rп оказывается обратно пропорциональной r2, т. е. при увеличении радиуса обкладок существенно уменьшается значение Δl. Это означает, что вблизи краев короткого электрода возникают значительные по величине составляющие напряженности поля, направленные вдоль оси конструкции. Вместе с тем в этом направлении (вдоль слоев бумаги) электрическая прочность бумажно-масляной изоляции значительно меньше, чем в радиальном направлении. Поэтому при проектировании вводов часто исходят из постоянства напряженности поля в осевом направлении (между краями обкладок). При этом некоторое повышение радиальных напряженностей поля у электродов (рис. 1.4.) не оказывает существенного влияния на габариты ввода.
Отметим, что с помощью конденсаторных обкладок можно также регулировать электрическое поле и во вводах с маслобарьерной изоляцией. В этом случае обкладки располагают на барьерах цилиндрической формы. Поскольку число барьеров во вводах невелико, регулирование получается более грубым, чем во вводах с бумажно-масляной изоляцией.
На краях тонких обкладок из фольги напряженности электрического поля велики, и в этих местах возникают частичные разряды. Для того чтобы исключить их или по крайней мере уменьшить размеры области, в которой они возникают, увеличивают радиус закругления края обкладки, например путем наворачивания его, а также располагают между краями обкладок дополнительные электроды, помощью этих электродов удается более равномерно распределить напряжение между краями соседних обкладок и уменьшить напряженность поля у краев основных обкладок. .[11]