1.35. Применение полупроводниковых покрытий

Схема конструкции, в кото­рой полупроводящее покрытие используется для ослабления поля у острого края одного их электродов, показана на рис.1.29. В этой конструкции покрытие создает участок длиной с удельным поверхностным сопротивлением , где — удельное поверхностное сопротивление изоляции без покрытий.

Рис.1.29. Использование полупроводящего покрытия

Вследствие того что , составляющая на­пряженности вдоль поверхности изоляции в точке А снижается. Но у конца покрытия (в точке В) образуется новая область с резконеоднородным полем. Однако емкост­ные токи, протекающие по полупроводящему покрытию, вызывают падения напряжения вдоль покрытия. Поэтому на­пряженность в точке В получается ниже, чем напряжен­ность в точке А при отсутствии полупроводящего покрытия. Подбором значений и можно добиться сни­жения напряженностей и до допустимых уровней.

Полупроводящие покрытия используются для ослабле­ния краевого эффекта главным образом в статорных обмот­ках крупных вращающихся машин (в местах выхода стерж­ней из пазов статора). Значительно реже этот метод при­меняется в проходных изоляторах.

Недостаток этого метода регулирования электрических полей состоит в том, что эффект регулирования зависит от частоты. Поэтому он будет разным при воздействии рабоче­го напряжения и кратковременных перенапряжений.

1.36. Изоляция открытых и закрытых распределительных устройств

1.36.1. Изоляция вводов высокого напряжения

Проходные изоляторы высокого напряжения, называемые иначе вводами, имеют неблагоприятное расположение электродов с большой напряженностью электрического поля. Наибольшая напряженность электрического поля наблюдается у края фланца изолятора (рис.1.30), 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 воздействую тепловые нагрузки за счет нагрева токоведущих частей и диэлектрических потерь в изоляционном теле.

Рис.1.30. Схематическое изображение проходного

изолятора

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 (см. ранее в регулировании электрического поля). Такая конструкция уменьшает требуемые размеры ввода, особенно его диаметр, что улучшает условия отвода тепла.

По типу выполнения изоляции проходные изоляторы делятся на сплошные фарфоровые, бумажно-бакелитовые, маслобарьерные и бумажно-масляные (конденсаторного типа).

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 160^оС, 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.