- •Д. П. Гиберт
- •Оглавление
- •1. Общая теория надежности
- •1.1. Возникновение и сущность проблемы надежности
- •1.1.1. Основные определения теории надежности
- •1.1.2. Виды надежности
- •1.1.3. Отказы
- •1.1.4. Эффективность
- •1.1.5. Восстановление
- •1.2. Основные понятия и характеристики надежности
- •1.2.1. Понятие случайных событий и случайных величин
- •1.2.2. Невосстанавливаемые элементы и системы
- •1.2.3. Законы распределения случайных величин, используемые в теории надежности
- •1.2.4. Надежность систем при основном и параллельном соединении элементов
- •1.3. Надежность нерезервированных систем без восстановления
- •1.3.1. Использование λ и λ-характеристик для решения практических задач.
- •1.4. Расчет надежности невосстанавливаемых систем с резервированием
- •1.4.1. Пути повышения надежности
- •1.4.2. Методы резервирования
- •1.4.3. Расчет надежности систем при постоянно включенном резерве
- •1.4.4. Надежность системы при резервировании замещением
- •1.4.5. Резервирование замещением в случае нагруженного резерва
- •1.4.6. Резервирование замещением в случае облегченного резерва
- •1.4.7. Резервирование замещением в случае ненагруженного резерва
- •1.5. Надежность систем в период эксплуатации
- •1.5.1. Планирование и расчет периодов профилактик
- •2. Надежность электрической изоляции
- •2.1. Характеристики надежности электрической изоляции
- •2.2. Вывод уравнения "кривой жизни" электрической изоляции
- •2.3. Частичные разряды в твердой изоляции
- •2.4. Функция распределения местной напряженности поля
- •2.5. Уравнение надежности электрической твердой изоляции
- •2.6. Расчет времени до отказа твердой изоляции
- •2.7. Функция безотказной работы жидкой и газообразной изоляции
- •3. Условия работы электрической изоляции
- •3.1. Классификация действующих на электрическую изоляцию нагрузок
- •3.2. Электрические напряжения
- •3.3. Температурные условия работы
- •3.4. Механические напряжения
- •3.5. Прочие воздействия. Выбор расчетных условий эксплуатации
- •Список литературы
3.2. Электрические напряжения
Электрические напряжения, действующие на изоляцию в процессе эксплуатации можно разделить на две группы: рабочие напряжения и перенапряжения. Рабочее напряжение относится к постоянным нагрузкам. Перенапряжения являются нагрузками случайными и в зависимости от причин, их вызывающих, делятся на внутренние и внешние.
Внутренние перенапряжения вызываются колебаниями электромагнитной энергии, запасенной в элементах электрической цепи или поступающей в нее от генераторов.
Внутренние перенапряжения можно подразделить на резонансные и коммутационные. При резонансных перенапряжениях повышение напряжения на изоляции возникает в результате резонанса на основной или повышенной частоте в линии электропередачи. Коммутационные перенапряжения появляются в результате внезапных изменений схемы или параметров сети. Типичными коммутациями являются отключения и включения линий, трансформаторов и других элементов сети, а также замыкания на землю и между фазами.
Внешние перенапряжения возникают в результате воздействия на линию электропередачи или другие объекты системы внешних ЭДС. Внешние перенапряжения возникают либо за счет атмосферного электричества ,либо из-за влияния близко расположенных электрических объектов более высокого напряжения. Первые получили название грозовых перенапряжений и оказывают наиболее существенное воздействие на работоспособность изоляции линий электропередачи и подстанций. Вторые при правильном проектировании системы могут быть либо полностью устранены, либо значительно уменьшены. Причиной грозовых перенапряжений является разряд молнии.
3.3. Температурные условия работы
Температура электрической изоляции определяется температурой окружающей среды, тепловыделениями в электроизоляционной конструкции и условиями теплоотдачи, нагревом от внешних источников тепловой энергии.
Для определенной климатической зоны и в зависимости от места размещения оборудования температура окружающей среды зависит от времени года и суток. Поэтому при правильном подходе к расчету электрической изоляции необходимо иметь данные не только о предельных температурах, но и о продолжительности действия температур.
Тепловыделения в электроизоляционных конструкциях складывается из потерь энергии в токопроводящих частях и в электрической изоляции.
Температура электрической изоляции повышается при наличии внешних источников тепловой энергии. К таким источникам относятся близко расположенные нагревательные приборы, работающее электрооборудование, солнечное излучение и другие.
3.4. Механические напряжения
По своей природе механические напряжения, действующие на изоляцию, можно подразделить на внешние и внутренние.
Внешние механические напряжения возникают в изоляции от действия приложенных к электроизоляционным конструкциям сил: натяжения проводов линий электропередачи, силы ветрового напора, нагрузки от гололеда ,веса закрепленных на изоляции конструкций и собственно изоляции, нагрузки от избыточного внутреннего или внешнего давления среды и др.
Внутренние механические напряжения – это напряжения, развивающиеся в изоляции за счет внутренних процессов, которые происходят при ее изготовлении и эксплуатации. Примером могут служить температурные механические напряжения, возникающие из-за неравномерного охлаждения или нагрева отдельных участков изоляции. При быстром нагреве или охлаждении внутренние механические напряжения могут возникать из-за значительного градиента температур.
При больших механических нагрузках в изоляции может возникать ее растрескивание, приводящее к отказу электроизоляционной конструкции.