1.24. Внутренняя изоляция. Общие представления и свойства

Внутренней изоляцией называют те элементы или уча­стки электроизоляционной конструкции, в пределах которых изоля­ционные промежутки между проводниками заполнены га­зообразными, жидкими или твердыми диэлектрическими материалами или их комбинацией, но не атмосферным воз­духом. Изоляционные промежутки в атмосферном воздухе составляют внешнюю изоляцию.

Чтобы пояснить смысл приведенного выше определения, рассмотрим типовую для многих видов оборудования кон­струкцию, схематически показанную на рис.1.23, — ввод высокого напряжения внутрь ме­таллического заземленного кор­пуса, заполненного жидким ди­электриком или газом.

Рис. 1.23. Ввод высокого

напряжения

1 – стенка корпуса,

2 – фланец,

3 – токоведущий стержень,

4 – изоляционное тело,

5 – шина высокого

напряжения,

6 - проводник

На заземленной стенке корпуса 1 установлен ввод (проходной изо­лятор), состоящий из заземлен­ного фланца 2, токоведущего стержня 3, находящегося под высоким напряжением, и изоляционного тела 4, выполненного из диэлектрических материалов. Конструкция последнего может быть сложной и включать ряд элементов из различных материалов, например фарфоровые покрышки, бумажный остов с системой дополнительных электродов, пропитанный маслом, и т. д.

Верхняя часть ввода находится в воздухе, нижняя — внутри корпуса, заполненного, например, трансформаторным маслом. В воздухе к токоведущему стержню присоединена шина 5 высокого напряжения; в масле присоединен проводник 6, идущий к основной функциональной части устройства (в трансформаторе, например, к обмотке).

В состав внутренней изоляции здесь входят: изоляционное тело 4, промежуток в масле между проводником 6 и стенкой 1. К внешней изоляции этой конструкции относится проме­жуток в атмосферном воздухе между шиной 5 и стенкой 1.

В рассмотренном примере структура внутренней изоляции достаточно проста. В реальных установках высокого напряжения она может быть значительно сложнее и включать в себя ряд различных по конструкции, условиям работы и характеристикам участков изоляции.

Применение в установках высокого напряжения твердых, жидких или специальных газообразных диэлектрических материалов, а не окружающего воздуха обусловлена рядом причин:

1. эти материалы обладают значительно более высокой электрической прочностью (в 5—10 раз и более), что позволяет резко сократить изоляционные расстояния между проводниками, а значит и снизить габариты;

2. внутренняя изоляция выполняет функцию механического крепления проводников, находящихся под напряжением, то есть она должна обладать необходимой механической прочностью.

3) через внутреннюю изоляцию осуществляется отвод тепла, выделяющегося при прохождении рабочих токов (это относится в первую очередь к трансформаторному маслу).

Внутренняя изоляция (твердая, жидкая или газообразная) обладает следующими свойствами:

1) сложный характер зависимости электрической прочности от длительности воздействия напряжения;

2) в большинстве случаев необратимость разрушения при пробое;

3) влияние на нее механических, тепловых и других внешних воздействий.