26. Внутренняя изоляция установок высокого напряжения. Маслобарьерная изоляция.

Внутренняя изоляция – изоляция токоведущих и заземлённых элементов конструкций внутри корпусов различных установок и оборудования высокого напряжения – трансформаторов, силовых конденсаторов, реакторов, электрических машин, токопроводов и т.п.

Влияние положения барьера (S’) на увеличение электрической прочности масляного промежутка (S) в однородном электрическом поле f=50 Гц.

Главный эффект при f=50 Гц – барьер препятствует образованию цепочек из примесей, содержащемся в изоляционном масле. При импульсном напряжении эффект барьера незначителен.

Внутренняя изоляция установок высокого напряжения обеспечивает электрическую прочность промежутков образованных токоведущими элементами, располагаемыми внутри корпусов оборудования высокого напряжения (трансформаторы, выключатели, вводы и т.п.). Для повышения электрической прочности внутренних изоляционных конструкций чаще применяют комбинированную изоляцию, в состав которой входят жидкие, например трансформаторное масло, и твёрдые диэлектрики, такие как электрокартон, специальные виды бумаги, полимерные плёнки, эпоксидные компаунды, вязкие канифольные пропитки, полимерные изоляционные композиции и т.п.

МБИ – изоляционная конструкция в которой масляные изоляционные промежутки чередуются твёрдыми диэлектрическими перегородками – барьерами из электрокартона. Применяется в силовых трансформаторах, маслонаполненных вводах и других аппаратах. При этом размеры и положении барьеров выбирается таким образом, чтобы вектор напряжённости электрического поля преимущественно был направлен перпендикулярно поверхности барьера.

Основной эффект применения барьеров состоит в предотвращении сквозных проводящих цепочек примесей и загрязнений при приложении электрического поля. Применение маслобарьерной изоляции позволят до 50% повышать электрическую прочность одинаковых по длине промежутков.

Пробой масляного промежутка q = 10^-6 – 10^-5 Кл - Внешне проявляется как частичный разряд с критическим уровнем кажущегося заряда

Таблица с видами воздействия (1 столбец) и их эффектом (2 столбец).

Малоинтенсивные частичные разряды (ЧР) возникают в месте контакта твёрдых диэлектрических элементов в масляных прослойках  q = 10-12 – 10-10 Кл	Не приводит к быстрому разрушению изоляции, выделяющийся газ успевает растворяться в масле.
Кратковременное действие ЧР c q = 10-9 Кл	Приводит к нерастворимому газу, адсорбируемому на поверхности твёрдого диэлектрика - «белый след» - исчезает при прекращении ЧР
Единичный пробой масляного канала q = 10-7 – 10-5 Кл	Даёт старт ползущему разряду, т.к. создаёт науглероженную проводящую область на поверхности картона. Каналы повышенной проводимости прорастают вдоль барьера.
В процессе развития ползущего разряда регистрируются ЧР q = 10-8 – 10-6 Кл

Коэффициент импульса маслобарьерной изоляции Kи = 1.35 – 2.05

Влияние диэлектрического барьера на электрическую прочность масляного промежутка с сильно неоднородным электрическим полем.

Электрическая прочность бумажно-масляной изоляции при напряжении промышленной частоты при направлении вектора электрического поперёк (а) и вдоль (б) слоев твёрдого диэлектрика.

В случае частичных разрядом малой интенсивности меньших 100 пКл газовыделение в масле незначительно и газообразные продукты успевают растворяться в масле, так что концентрация и размер пузырьков в масле не возрастают. Поэтому частичные разряды малой интенсивности не вызывают ускоренного старения маслобарьерной изоляции.

Скользящие разряды наряду с коронным разрядом вызывают обугливание картона с образование науглероженных дорожек ползущего по поверхности разряда. Кроме того указанные виды разряда вызывают химическое разложение масла и его загрязнение продуктами такого разложения. В результате масло мутнеет вследствие появления взвешенных в нем частиц, которые постепенно выпадают в осадок на дне бака трансформатора. В составе масла также появляются некоторые характерные химические элементы. Все эти физические и химические изменения, происходящие в масле при воздействии разрядов используются в различных системах диагностики состояния маслонаполненного электрооборудования. В частности используются оптические методы, хромотографический анализ и т.д.