2.5. Ізоляція електричних машин

До обертових машин високої напруги відносяться турбо- і гідрогенератори, синхронні компенсатори й двигуни великої потужності з номінальною напругою 3 кВ і вище. Вони виконують важливі функції в енергосистемах і на промислових підприємствах. До їхньої ізоляції пред'являються дуже високі вимоги.

Гідрогенератори розробляються й виготовляються на напругу до 220 кВ. Будова ізоляції обертової машини високої напруги визначається конструкцією її статорної обмотки. Ізоляція статорних обмоток підрозділяється на головну (корпусну) і поздовжню. Головна - ізоляція між провідниками обмотки й корпусом, а повздовжня - між витками однієї котушки й котушками в одному пазу.

Велике значення має регулювання електричного поля в ізоляції статорної обмотки. Основне завдання регулювання електричних полів - усунення часткових розрядів у повітряних зазорах між поверхнею ізоляції й стінками пазів і усунення ковзних розрядів по поверхні ізоляції в місцях виходу обмоток з паза статора, де поле виходить різконеоднорідним. Для цього використовуються напівпровідні покриття із залізистої азбестової стрічки й різні лаки. На мал. 2.9 наведена будова високовольтної ізоляції в пазу електричної машини.

Ізоляційні матеріали, які використовуються в електричних машинах, виготовляють на основі слюди (міканіт, мікастрічки, микафорий), широко використовуються компаунди (термопластичні), у якості сполучних застосовують термореактивні лаки й смоли.

Рис. 2.9. Схема будови високовольтної ізоляції електричної машини: 1 — статор, 2 — провідник суцільний, 3 — провідник порожній, 4 — виткова (поздовжня) ізоляція, 5 — головна корпусна ізоляція, 6 — напівпровідне покриття, 7 — прокладки, 8 — клин

2.6. Профілактика ізоляції

2.6.1. Завдання й мета профілактики

Профілактика - система заходів, за допомогою яких забезпечується надійна робота ізоляції в процесі експлуатації.

Профілактика проводиться з метою виявлення дефектів, що виникають в ізоляції при експлуатації. Ослаблення електроізоляційних властивостей відбувається за рахунок:

а) загального старіння;

б) появи місцевих дефектів.

Загальне старіння охоплює великий об'єм ізоляції.

Місцеві дефекти з'являються у вигляді зосереджених тріщин, повітряних включень, часткових зволожень.

У більшості випадків ці дефекти не можуть бути виявлені в результаті простого огляду ізоляції, тому для їхнього виявлення необхідна певна система профілактичних випробувань.

Профілактичні випробування ізоляції різко знижують ймовірність виникнення аварій в енергетичних системах через своєчасне виявлення дефектної ізоляції.

Для кожного виду ізоляції характерні певні види дефектів; вивчення їх фізичних особливостей і причин появи також входить у завдання профілактики ізоляції. Це дозволяє більш правильно організувати експлуатацію устаткування й розробляти найбільш ефективні методи профілактичних випробувань.

Таким чином, у завдання профілактики ізоляції входить:

1) створення нормальних умов роботи ізоляції;

2) виявлення дефектів і їхнє усунення;

3) вивчення фізичних особливостей і причин появи дефектів;

4) розробка ефективних методів профілактики.

У табл. 2.1 наведені основні методи профілактичних випробувань ізоляції і їхня коротка характеристика.

№ п/п	Метод випробування ізоляції	Дефекти, що виявляють цим методом	Загальна характеристика методу
1	Вимірювання Опору ізоляції	Наскрізні провідні шляхи або пробій	Один з основних методів
2	Вимірювання tgδ	Процеси іонізації й старіння ізоляції в цілому	Один з основних методів
3	Вимірювання ємності	Загальне зволоження ізоляції	В основному для контролю вологості трансформаторів і електричних машин
4	Визначення наявності част­кових розрядів	Процеси іонізації в повітряних порожнинах	Додатковий метод (одержує все більше поширення)
5	Вимір розподілу напруги	Частковий пробій, некрізні шляхи витоку	Основний метод для гірлянд ізоляторів
6	Прикладення підвищеної напруги	Місцеві дефекти при зниженні електричної міцності	Контроль мінімального запасу електричної міцності