2Электрический расчет

2.1Выбор расчетных напряжений

Расчетные напряжения выбираются на основании испытательных напряжений и длительно воздействующего рабочего напряжения в со­ответствии с ГОСТ 1516.3–96. Проектируемый ввод должен быть подвергнут испытанию одно­минутным напряжением промышленной частоты

U_исп=265 кВ и выдерживать в сухом состоянии плавно поднимаемое на­пряжение U_сух=295 кВ (ГОСТ 10693–81 Вводы конденсаторные герметичные на номинальные напряжения 110 кВ и выше. Общие технические условия).

Номинальное напряжение: U_н=110 кВ. Расчетное напряжение для радиальных размеров будет определяться по формуле:

где K_п=1.15 – кратность перенапряжений.

Выбор расчетных напряжений для аксиальных напряжений внешней и внутренней изоляции производится в соответствии с ГОСТ 1516.3-96. По таблице 2.1 [1], для изолятора 110 кВ эти напряжения равны:

U_{расч_h}=U_исп=265 кВ – расчетное напряжение для аксиальных размеров внутренней изоляции;

U_{расч_H}=U_сух=295 кВ – расчетное напряжение для аксиальных размеров внешней изоляции.

2.2Выбор размеров остова и фарфоровых покрышек ввода

Эскиз изолятора конденсаторного типа с бумажно-масляной изоляцией.

Рис. 2.

Продольные размеры фарфоровых покрышек H_в и h_н (рис. 2.1) выбираются на основании зависимостей разрядного напряжения от размеров разрядных расстояний по воздуху [2, рис. 11.5] и в масле [2, рис. 11.6] с учётом коэффициента запаса, который составляет 1.1 – 1.15.

Высота верхней части изолятора определяется по кривой приведенной на рис. 11.5 [2]: H_в=1.1 м, с учетом коэффициента запаса k_з=1.15

H_в=H_в k_з=1.1 1.15=1.265 м. Длина внутренней части изоляции определяется как: h_в=H_в 0.75=1.265 0.75=0.949 м.

Длина нижней части остова (внутри фарфоровой крышки) выбирается по кривым разрядных напряжений рис. 11.6 [2, кривая 1]: h_н=0.6 м, с учетом коэффициента запаса: h_н = h_н k_з=0.6 1.15=0.69 м. Для обеспечения экранирования фланца и нижней головки изоля­тора длина фарфоровой покрышки в нижней части ввода выбирается так:

H_н = H_н 0.75=0.69/0.75=0.92 м.

2.3Выбор допустимых радиальных напряженностей

По установленным значениям h_в и h_н можно определить допус­тимые продольные напряжённости в верхней и нижней части ввода, а также среднюю аксиальную напряжённость по формулам:

Аксиальная напряжённость в нижней части ввода

Приведённая аксиальная напряжённость

.

2.4Выбор расчетного напряжения для определения радиальных размеров и допустимых радиальных напряженностей

Так как заданием определено, что используется конусная разделка краев, то допустимая рабочая напряженность: E_{раб_r}=5 кВ/мм, и допустимая испытательная напряженность: E_{исп_r}=18 кВ/мм.

Расчётное напряжение определяем исходя из соотношения:

.

, .

Так как , то за расчётное напряжение при выборе радиаль­ных размеров следует принимать U_исп, тогда U_расч = U_исп, а Е_расч = Е_исп.

2.5Определение длин стержня и фланцев

Эскиз остова проходного изолятора

Рис. 3.

Длина обкладок у фланца определяется выражением:

где z=3.6 определяется по рис. 11.8 [2] при α<1.

Длина обкладок у стержня или расчетная длина стержня будет равна:

2.6Выбор конструкции разделки края обкладки и толщины основного слоя изоляции

Для данного ввода применяется конусная разделка края обкладки. При этом толщина основного слоя изоляции будет равна: Δr = 6 мм.

2.7Определение радиуса стержня и радиуса фланца

При определении радиусов стержня и фланца необходимо выполнять следующее условие: E_r = const. Для обеспечения этого условия необходимо, чтобы длины обкладок удовлетворяли соотношению r  h = const.

Радиус стержня можно определить из выражения:

Диаметр стержня соответственно будет равен: d_c=2·r_c=2·0.0065=0.013 м

Производим проверку диаметра стержня по допустимому току:

плотность тока в стандартной трубе с внешним диаметром 30 мм будет определяться из следующих выражений:

следовательно, расчетный стержень должен иметь сечение:

В действительности наша токоведущая труба имеет сечение:

Принимаем по табл. 2.2 [1] стандартную медную трубу с внешним диаметром 30 мм и внутренним диаметром 15 мм, так как только при таких диаметрах выполняется условие допустимости по току. Радиус стержня равен 15 мм.

Радиус фланца рассчитывается как:

. Диаметр, соответственно, равен: d_ф=2·r_ф=2·0.054=108 мм.