Что такое вводы с элегазовой изоляцией
Назначение и конструктивные особенности КРУ с элегазовой изоляцией
ВВЕДЕНИЕ
Комплектные распределительные устройства (КРУ) напряжением 6, 10 и 35 кВ являются важнейшими элементами систем электроснабжения и во многом определяют надежность электроснабжения потребителей. Основным направлением при дальнейшем развитии и совершенствовании КРУ является создание новых конструкций и обеспечение следующих основных требований:
ü Высокой степени надежности и безопасности эксплуатации в аварийных режимах.
ü Высокой степени готовности конструкции, которая обеспечит:
минимальные трудовые и денежные затраты на монтаж, минимальные эксплуатационные расходы, сокращение срока ввода в эксплуатацию энергетических мощностей.
ü Минимальных габаритов и веса КРУ.
ü Удобства проведения ремонтных работ и ревизий.
ü Создание новых серий КРУ с более высокими электрическими параметрами по напряжению, току и мощности отключения.
Накопленный опыт монтажа, наладки и эксплуатации КРУ позволяет модернизировать изготовляемые конструкции с целью улучшения условий производства ремонтных работ и ревизий. Применение конструкций с выкатными тележками, позволяет свести до минимума перебои в электроснабжении потребителей, особенно в том случае, когда у энергорайона имеется резервная тележка, которая вкатывается вместо выкаченной для производства ремонтных работ и ревизии. Установка вторичных аппаратов на поворотно-съемных блоках также значительно облегчает удобство ремонтных работ и ревизий. Поставка со шкафами КРУ специальных приспособлений и специнструмента также рассчитана на сокращение времени, отводимого на производство ремонтных работ.
Создание новых серий КРУ на более высокие электрические параметры по напряжению, току, отключающей мощности и другим электрическим параметрам резко повышает производительность труда, сокращает сроки ввода энергетических мощностей, снижает себестоимость строительства при одновременном повышении качества и индустриализации электромонтажных работ.
Все вышеперечисленное говорит об актуальности темы моего курсового проекта, целью которого является изучение и анализ организации действующей системы ремонта и обслуживания КРУ.
Для достижения данной цели мною были поставлены следующие задачи:
— изучить конструктивные особенности и принцип работы КРУ;
— изучить особенности эксплуатации и методы выполнения их технического обслуживания и ремонта;
— разработать график выполнения и ремонта электрооборудования КРУ;
— выполнить расчет годового объема обслуживания и ремонта;
— составить спецификацию и технологическую карту на ремонт высоковольтного выключателя КРУ;
— рассмотреть вопросы техники безопасности;
— сделать вывод по итогам выполнения курсового проекта.
РАЗДЕЛ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Назначение и конструктивные особенности КРУ с элегазовой изоляцией
КРУ с элегазовой изоляцией (КРУЭ) – это устанавливаемые в закрытых помещениях распределительные устройства, ставшие новым этапом развития энергетики в сфере работ по запуску электроподстанций. Именно компактное оборудование с высокими показателями изоляции сделало возможным создание закрытых распределительных устройств (ЗРУ) на высокие напряжения. Одной из основных задач при проектировании было уменьшить КРУ в размерах. Исследования показали, что есть два основных факта, позволяющих сделать это:
· использование новейших разработок по гашению дуги,
· проведение анализа газов, которые находятся под давлением, на предмет их изоляционных характеристик, чтобы использовать для наполнения установок.
По результатом испытаний самым востребованным и подходящим газом стал элегаз:
· не проявляет химической активности до 225 °С.
Востребованность элегаза для КРУ объясняется следующими причинами:
· более высокая диэлектрическая прочность, чем у воздуха,
· возможность быстрой рекомбинации после диссоциации под влиянием температуры дуги.
Как происходит гашение дуги:
· дуга гаснет, когда ток проходит через ноль,
· плазма забирает на вся всю температуру элегаза между электродами. Теплоемкость у плазмы (при t=1700 °С) отличается необходимыми для этого показателями.
В итоге: элегаз в расстоянии возвращает свои способности диэлектрика.
Модульное строение – отличительная особенность КРУ с элегазом. Один модуль – один тип оборудования, их соединение между собой происходит через фланцы. Устройства обязательно работают под избыточным давлением и располагаются в трубах из алюминия.
Элегазовая изоляция позволяет охлаждать рабочую среду всех элементов КРУ и изолировать от попадания внутрь воздуха:
· нивелирует условия для горения электрической дуги,
· обеспечивает надежную герметизацию.
Общий вид КРУЭ представлен на рисунке 1.1.
Элегазовые ячейки КРУ имеют техническое оснащение:
· Полюс выключателя: необходим для соединения цепей, находящихся под нагрузкой, при работе в любом режиме.
· Разъединитель: производит заметный разрыв для вывода в ремонт.
· Заземляющие ножи: применяются для выполнения вывода аппаратуры в ремонт.
· Патрубки для соединений.
· Сильфоны: компенсируют увеличение размеров под воздействием температуры всех элементов ячейки КРУ, сделанных из металла.
Кроме этого в состав КРУ обязательно входят шкафы для слежения за показателями давления в оборудовании, распределительные шкафы, секции сборных шин и трансформаторы.
Ячейки КРУ производятся 4 видов:
Линейная
Служит для соединения секции шин и отходящих линий. Если имеются 2 шинных разъединителя, тогда можно снабжать энергией объект от нескольких секций шин, что актуально при ремонтной схеме.
Секционная
Когда выполняется вывод в ремонт шин, ячейка производит видимый разрыв. Этот тип КРУ не имеет в своем составе выключателя. В ситуации, когда секция шин работает под питающим напряжением, т.е. когда нет тока нагрузки в цепи, может быть выполнено выключение разъединителей.
Ячейка КРУ снабжена трансформаторами напряжения, чтобы следить за показателями напряжения в сети, слаженной работы секции шин при их включении, а также для снабжения электричеством цепей учета.
Элегаз и его свойства
Элегаз не стареет, т. е. не меняет своих свойств с течением времени, при электрическом разряде распадается, но быстро рекомбинирует, восстанавливая первоначальную диэлектрическую прочность.
При температурах до 1000 К элегаз инертен и нагревостоек, до температур порядка 500 К химически не активен и не агрессивен по отношению к металлам, применяемым в конструкции элегазовых распределительных устройств.
В электрическом поле элегаз обладает способностью захватывать электроны, что обусловливает высокую электрическую прочность элегаза. Захватывая электроны, элегаз образует малоподвижные ионы, которые медленно разгоняются в электрическом поле.
Эксплуатационная способность элегаза улучшается в равномерном поле, поэтому для эксплуатационной надежности конструкция отдельных элементов распределительных устройств должна обеспечивать наибольшую равномерность и однородность электрического поля.
Во избежание разрядов все поверхности отдельных элементов металлических деталей и экранов ячеек выполняются чистыми и гладкими и не должны иметь шероховатостей и заусенцев. Обязательность выполнения этих требований диктуется тем, что грязь, пыль, металлические частицы также создают местные напряженности электрического поля, а при этом ухудшается электрическая прочность элегазовой изоляции.
Высокая электрическая прочность элегаза позволяет сократить изоляционные расстояния при небольшом рабочем давлении газа, в результате этого уменьшается масса и габариты электротехнического оборудования. Это, в свою очередь, дает возможность уменьшить габариты ячеек КРУЭ, что очень важно, например, для условий севера, где каждый кубический метр помещения стоит очень дорого.
Высокая диэлектрическая прочность элегаза обеспечивает высокую степень изоляции при минимальных размерах и расстояниях, а хорошие способность гашения дуги и охлаждаемость элегаза увеличивают отключающую способность коммутационных аппаратов и уменьшают нагрев токоведущих частей.
Применение элегаза позволяет при прочих равных условиях увеличить токовую нагрузку на 25% и допустимую температуру медных контактов до 90°С (в воздушной среде 75°С) благодаря химической стойкости, негорючести, пожаробезопасности и большей охлаждающей способности элегаза.
Недостатком элегаза является переход его в жидкое состояние при сравнительно высоких температурах, что определяет дополнительные требования к температурному режиму элегазового оборудования в эксплуатации. На рисунке приведена зависимость состояния элегаза от температуры.
Диаграмма состояния элегаза в зависимости от температуры
Для работы элегазового оборудования при отрицательной температуре минус 40 гр. С необходимо, чтобы давление элегаза в аппаратах не превышало 0,4 МПа при плотности не более 0,03 г/см3.
При повышении давления элегаз будет сжижаться при более высокой температуре. поэтому для повышения надежности работы электрооборудования при температурах примерно минус 40°С его следует подогревать (например, бак элегазового выключателя во избежание перехода элегаза в жидкое состояние нагревают до плюс 12°С).
Дугогасительная способность элегаза при прочих равных условиях в несколько раз больше, чем воздуха. Это объясняется составом плазмы и температурной зависимостью теплоемкости, тепло- и электропроводности.
При температурах 6000 К сильно уменьшается степень ионизации атомарной серы, усиливается механизм захвата электронов свободным фтором, низшими фторидами и молекулами элегаза.
При температурах порядка 4000 К диссоциация молекул заканчивается и начинается рекомбинация молекул, плотность электронов еще больше уменьшается, так как атомарная сера химически соединяется с фтором. В этой области температур теплопроводность плазмы еще значительная, идет охлаждение дуги, этому способствует также удаление свободных электронов из плазмы за счет захвата их молекулами элегаза и атомарным фтором. Электрическая прочность промежутка постепенно увеличивается и в конечном счете восстанавливается.
Особенность гашения дуги в элегазе заключается в том, что при токе, близком к нулевому значению, тонкий стержень дуги еще поддерживается и обрывается в последний момент перехода тока через нуль. К тому же после прохода тока через нуль остаточный столб дуги в элегазе интенсивно охлаждается, в том числе за счет еще большего увеличения теплоемкости плазмы при температурах порядка 2000 К, и электрическая прочность быстро увеличивается.
Нарастание электрической прочности элегаза (1) и воздуха (2)
Такая стабильность горения дуги в элегазе до минимальных значений тока при относительно низких температурах приводит к отсутствию срезов тока и больших перенапряжений при гашении дуги.
В воздухе электрическая прочность промежутка в момент прохождения тока дуги через нуль больше, но из-за большой постоянной времени дуги у воздуха скорость нарастания электрической прочности после прохождения значения тока через нуль меньше.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Лекция 8. Элегазовая изоляция электрооборудования электрических станций и подстанций
Элегаз – электроотрицательный газ, т.е. при взаимодействии его молекулы с электроном он способен образовать устойчивый отрицательный ион. Молекула элегаза представляет собой высококомпактное и высокосимметричное образование сильно электроотрицательных атомов с большой молекулярной массой. При этом образуются малоподвижные, тяжелые отрицательные ионы, которые медленно разгоняются электрическим полем. В центре молекулы расположен атом серы, и на равном расстоянии от него в вершинах правильного октаэдра располагаются шесть атомов фтора. Это определяет высокую эффективность захвата электронов молекулами, их относительно большую длину свободного пробега и слабую реакционную способность.
Чистый газообразный элегаз безвреден, химически неактивен, обладает повышенной теплоотводящей способностью и является очень хорошей дугогасящей средой; он не горит и не поддерживает горение. Электрическая прочность элегаза в нормальных условиях примерно в 2,5 раза выше прочности воздуха.
Высокая электрическая прочность элегаза объясняется тем, что его молекулы легко присоединяют электроны, образуя устойчивые отрицательные ионы. Из-за этого затрудняется процесс размножения электронов в сильном электрическом поле, который составляет основу развития электрического разряда.
Поведение элегаза отвечает в пределах широкого диапазона давлений закону Пашена. При более высоких давлениях однако наблюдаются отклонения при некоторых условиях. Напряжение пробоя элегаза не зависит от частоты. Следовательно элегаз является идеальным изолирующим газом для ультракороткого волнового электрооборудования.
Напряжение возникновения короны при использовании элегаза в неоднородных полях также значительно больше, чем при использовании воздуха.
Высокая электрическая прочность элегаза позволяет сократить изоляционные расстояния, уменьшить давления, что дает значительный выигрыш в габаритах, размерах и массе аппаратов и распредустройств.
Хотя удельная теплоемкость элегаза немного ниже, чем воздуха, удельная объемная теплоемкость (энергия, необходимая для подъема температуры 1см 3 элегаза на 1 о С) почти в 4 раза больше воздуха. Благодаря этому охлаждающая способность элегаза выше, чем воздуха. При естественной конвекции теплопередача в элегазе в 1,9 раза выше, чем в воздухе. Это позволяет повысить токовую нагрузку на 15-20% и при этом уменьшить сечение токоведущей цепи аппарата.
Благодаря химической инертности элегаза допустимая температура медных контактов может быть увеличена с 75 о С (для воздуха) до 90 о С. Это позволяет дополнительно повысить токовую нагрузку аппарата. Положительные свойства позволили широко использовать элегаз в силовых трансформаторах, кабелях высокого напряжения и герметизированных комплектных распределительных устройствах (КРУЭ).
Элегаз не стареет, то есть не меняет своих свойств с течением времени, при электрическом разряде распадается, но быстро рекомбинирует, восстанавливая первоначальную электрическую прочность.
Дугогасительная способность элегаза в 4,5-5 раз больше, чем при воздушном дутье при одинаковых условиях. Указанное преимущество объясняется главным образом составом плазмы и температурной зависимостью теплоемкости, теплопроводности, электропроводности от температуры. Скорость восстановления электрической прочности промежутка после угасания электрической дуги в элегазе примерно на порядок выше, чем в воздухе.
Для крепления токоведущих частей в комбинации с элегазом используются опорные изоляционные конструкции из литой эпоксидной изоляции. Основным материалом в ней является эпоксидная или эпоксидно-диановая смола.
При температурах выше 3000 °С может начаться разложение элегаза с выделением свободных атомов фтора. Образуются газообразные отравляющие вещества. Вероятность их появления существует для некоторых типов выключателей, предназначенных для отключения больших токов КЗ. Поскольку выключатели герметически закрыты, появление ядовитых газов не опасно для эксплуатационного персонала и окружающей среды, но при ремонте и вскрытии выключателя необходимо принимать специальные защитные меры.
Элегаз является весьма перспективным изоляционным материалом.
В ряде случаев в качестве изоляции применяют не чистый элегаз, а его смесь с азотом или с фтористым углеродом.
Для элегазового оборудования просматривается тенденция выпуска коммутационной аппаратуры на параметры, соответствующие наиболее широким областям применения оборудования распределительных устройств для классов среднего напряжения.
Элегазовым выключателям следует отдать предпочтение в области применения на напряжения 110-550 кВ, токи отключения до 50 кА, времена отключения 0,04-0,06 с, апериодическая составляющая менее 60 %, в климатических районах с минимальными минусовыми температурами выше минус 30 о С. Поскольку число дней с температурами ниже минус 30 о С в Татарстане невелико, то применение элегазовых выключателей в нашей республике имеет явные перспективы.
В отечественной практике принята установка КРУЭ в закрытых и подогреваемых (для поддержания температуры не ниже минус 5 о С) помещениях для защиты от атмосферных осадков и предотвращения коррозии, круглогодичном удобстве монтажа и эксплуатации, необходимости устройств для подогрева элегаза, что является экономически вполне оправданным с учетом небольших габаритов КРУЭ.
Фундаментальные исследования в области высоковольтного оборудования, с использованием элегазовой изоляции, предшествующего современному поколению комплектных распределительных устройств с элегазовой изоляцией были начаты в Европе в конце пятидесятых годов и завершились в 1967 году получением фирмой АВВ первого коммерческого заказа на изготовление пробной установки (170 кВ, смонтирована в Цюрихе и до настоящего времени находится в повседневной эксплуатации). Ранние серии производились в сравнительно малых количествах. Современное поколение КРУЭ пущено в эксплуатацию в 1975-1976 годах за рубежом и в начале 80-х годов в нашей стране (в Москве и Ленинграде).
Преимущества КРУЭ перед ОРУ и ЗРУ заключаются в следующем.
Во-первых, все элементы, находящиеся под напряжением, расположены внутри заземленного корпуса, что повышает безопасность работы обслуживающего персонала и существенно уменьшает размеры распределительного устройства.
Во-вторых, КРУЭ могут быть установлены в подвалах зданий или специальных помещениях под землей, что особенно важно при строительстве или расширении РУ в черте города, поскольку в крупных городах очень трудно отыскать свободную площадь под открытую подстанцию. Кроме того, ОРУ нарушают архитектурный облик города, создают повышенные радио- и акустические помехи, в то время как КРУЭ работают практически бесшумно и не создают радиопомех.
В-третьих, изоляция КРУЭ непосредственно не контактирует с атмосферой и потому надежность ее работы не зависит от погодных условий и загрязненности атмосферы. В- четвертых, КРУЭ пожаробезопасны.
КРУЭ собираются из отдельных однофазных или трехфазных ячеек. Крепление и перемещение токоведущих частей обеспечивается изоляционными элементами из твердых материалов. Для повышения надежности, облегчения монтажа и упрощения эксплуатации ячейки КРУЭ выполняют состоящими из отсеков, отделенных друг от друга с помощью герметизирующих проходных втулок-изоляторов.
Для обеспечения требуемой электрической прочности КРУЭ конструкция элементов КРУЭ должна быть такой, чтобы электрическое поле между электродами было близким к однородному. Для этой цели соединительные шины выполняются в виде коаксиальных соосных цилиндров.
В КРУЭ положение внутреннего электрода фиксируется внутри заземленного цилиндра с помощью изоляторов-распорок, обычно изготавливаемых из эпоксидного компаунда. Разрядные напряжения вдоль поверхности изолятора, как правило, ниже, чем для чисто газового промежутка, и зависят от качества контакта с внутренним электродом, от наличия адсорбированных боковой поверхностью изолятора при его изготовлении паров металлов, от формы изолятора. Важно снизить напряженность электрического поля в месте контакта изолятора с внутренним электродом, что достигается приданием изолятору специальной формы или установки кольцевых экранов.
В условиях эксплуатации в КРУЭ чистота и давление элегаза должны поддерживаться в заданных пределах, а появление пыли, грязи и влаги должно предотвращаться. Особое внимание уделяется ограничению содержания в элегазе влаги, поскольку наличие влаги приводит к появлению в техническом элегазе кислотообразующих соединений. Влага проникает из атмосферы через поры в металлических кожухах и уплотнениях.
Согласно рекомендациям Мировой энергетической комиссии максимально допустимая концентрация воды в 1 кг элегаза составляет 0,015 г. Для ее удаления используются фильтры и поглотители. Для поддержания требуемого давления элегаза КРУЭ имеют автоматические системы подпитки и циркуляции газа. Рабочее давление элегаза 200 кПа. Необходимы периодическое добавление элегаза и проверка регуляторов плотности элегаза.
Модульная конструкция КРУЭ обеспечивает высокую степень гибкости, отвечая требованиям размещения как на подстанциях, так и на электростанциях, и давая возможность эффективно использовать имеющееся пространство.
Достоинства КРУЭ особенно очевидны в тех случаях, когда во внимание принимаются факторы экономии, например, сокращение занимаемой площади, затрат на строительные работы, уменьшение экологического воздействия, снижение затрат на рабочую силу и эксплуатацию оборудования.
Экономический анализ показывает, что при учете всех дополнительных затрат, суммарные капиталовложения в случае КРУЭ примерно на 10 % выше по сравнению с обычным оборудование при данном уровне напряжения (по данным фирмы АВВ). Однако при анализе эксплуатационных издержек в расчете на тридцатилетний срок службы станции, суммарная расчетная стоимость КРУЭ получается даже несколько ниже. Преимущества КРУЭ становятся еще более очевидными, если учитывать плату за пользование земельным участком.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Линейные и трансформаторные элегазовые вводы
Изоляция электрооборудования высокого напряжения и вентильные разрядники. Труды ВЭИ, 1982, выл. 91, с. 116—128.
Приведены габаритно-массовые характеристики вводов с элегазовой, бумажно-масляной, твердой и полипропилено-элегазовой изоляцией для освоенных классов напряжения 110—220 кВ, показана практическая независимость радиального размера вводов от рода основной изоляции.
Изложены результаты исследования и оптимизации электрического поля вводов конденсаторного типа, а также с системой электродов цилиндр — диск и цилиндр — цилиндр. Показана возможность дальнейшего совершенствования этих вводов на высокие классы напряжения.
Библиогр.: 5.
М. И. Сысоев, А. В. Акимов, Л. В. Игнатьева, С. И. Роганкова, А. А. Филиппов
ЛИНЕЙНЫЕ И ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ЭЛЕГАЗОВЫЕ ВВОДЫ
ВВЕДЕНИЕ
Рабочее напряжение, кВ
Диаметр фарфоровой покрышки, мм
С элегазовой изоляцией
0,25 МПа, 200 А (СССР)
С бумажно-масляной изоляцией 1250 А (СССР)
С твердой изоляцией
1250 А (Швейцария)
С элегазовой изоляцией
0,25 МПа, 2000 А (СССР)
С элегазовой изоляцией 0,25 МПа, 1600 А (Швейцария)
С бумажно-масляной изоляцией 1600 А (СССР)
С твердой изоляцией
1600 А (Швейцария)
С элегазовой изоляцией 0,25 МПа, 2000 А (проект СССР)
С полипропилено-элегазовой изоляцией (ФРГ)
Малые аксиальные размеры элегазовых вводов позволят устанавливать их перпендикулярно оси обмотки трансформатора, т. е. в горизонтальном положении, что удобно для сочленения их с элегазовым шинопроводом, который обычно также располагается горизонтально. Кроме того, прорабатываются варианты решений, позволяющие устанавливать и заменять элегазовые вводы без слива масла из трансформатора.
Одна из главных проблем создания элегазовых трансформаторных вводов — разработка конструкции, исключающей попадание в трансформаторное масло элегаза, пузырьки которого могут резко снизить прочность трансформаторной изоляции. И здесь наметилось определенное преимущество элегазовых вводов перед вводами с бумажно-масляной изоляцией. Однако в связи с необходимостью разработки новой маслобарьерной изоляции между обмоткой трансформатора, его баком и экраном ввода, что потребует значительного времени, разрабатываются оба типа вводов.
Как показали исследования и опыт эксплуатации, линейные вводы на напряжения 110 и 220 кВ целесообразно делать без конденсаторных обкладок. По-видимому такая конструкция будет распространена на более высокое напряжение. Однако для трансформаторных вводов, где получение минимальных радиальных и аксиальных размеров является доминирующим над всеми остальными требованиями, вводы конденсаторного типа в некоторых случаях могут оказаться предпочтительными.
Рис. 3. Изменение относительной напряженности поля на токоведущем электроде при отклонении его радиуса от оптимального соответственно для систем электродов цилиндр — диск (1) и цилиндр — цилиндр (2)
Если учесть снижение допустимой напряженности поля в связи с увеличением площади электродов при увеличении числа обкладок, то рассматриваемый эффект будет еще меньше. Все это позволяет сделать вывод о нецелесообразности применения в элегазовых вводах более одной (максимум двух) промежуточной обкладки.
РАСЧЕТ АКСИАЛЬНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
При расчете аксиального поля части ввода, находящейся в среде атмосферного воздуха, в общем случае необходимо решить три задачи: выбранное разрядное расстояние между верхним наружным экраном и заземленным фланцем (рис. 1,б), а также форма экрана должны обеспечить необходимую электрическую прочность воздушного промежутка между экраном и заземленным фланцем и окружающими заземленными предметами (пол или стенка);
высота ввода должна быть достаточной для обеспечения необходимой длины пути утечки, если ввод подвергается атмосферным воздействиям;
максимальная напряженность на поверхности изоляционной покрышки не должна превосходить определенного допустимого значения, выше которого возникает без электродный разряд по поверхности в месте нахождения этой напряженности.
Первые две задачи решаются традиционными методами. Отметим, что при выборе воздушного промежутка и формы верхнего наружного экрана следует учитывать некоторое влияние токоведущего проводника и конденсаторных обкладок на улучшение распределения поля
в воздушном промежутке. Обычно это влияние приводит к увеличению разрядного напряжения примерно на 10%. Для начальной оценки формы экрана и разрядного расстояния можно воспользоваться соответствующими данными, имеющимися для уже разработанных и испытанных вводов с бумажно-масляной изоляцией.
Третья задача является наиболее сложной и трудной. Она еще находится на начальной стадии решения, и имеются только ориентировочные данные, полученные на основе разработки и испытания вводов 110— 500 кВ. При наблюдении за развитием разряда вдоль поверхности изоляционной покрышки без ребер были отмечены следующие явления. Разряд возникает в месте максимальной напряженности поля, которое расположено несколько выше края внутреннего заземленного экрана. Поле в этом месте направлено вдоль поверхности, а нормальная составляющая практически равна нулю [3]. При хорошо обработанной поверхности (проточенной, а затем лакированной) и влажности окружающего воздуха меньше 50% разряд возникает при напряженности, зависящей от вида напряжения и равной примерно 30 кВ/см при грозовом и коммутационном импульсах независимо от общей длины разрядного промежутка и 15—23 кВ/см (амплитудное значение) при напряжении промышленной частоты в зависимости от длины промежутка. При 60, 80, 120 и 200 см амплитудные значения напряженности при напряжении частотой 50 Гц равны 23; 20,3; 16 и 15,6 кВ/см соответственно, а при напряжении грозового импульса 29,5; 29,2; 29,5 и 26,4.
Существенно более низкая, чем у воздуха, разрядная напряженность длинных промежутков при напряжении промышленной частоты и отсутствие этого несоответствия при импульсных напряжениях делают правдоподобной гипотезу о существенном влиянии объемных зарядов на поверхности изоляционной покрышки. По-видимому, здесь имеет место явление, аналогичное явлению при высокочастотном разряде в воздушном промежутке. При этом следует иметь в виду, что подвижность зарядов на поверхности диэлектрика может быть существенно ниже, чем непосредственно в воздухе.
Испытание вводов с ребрами, а также с покрышкой, имеющей гладкую поверхность, показало, что при длинах промежутков, характерных для вводов 220 и 500 кВ, оребрение повышает разрядные градиенты на 20—30%, а повышенная влажность снижает эти градиенты на 20%. Ребра, по-видимому, служат барьерами для распространения без электродного разрядного канала вдоль поверхности изоляционной покрышки. Таким образом, при расчете вводов 220 кВ и выше необходимо брать в качестве расчетной допустимой напряженности по поверхности гладких изоляционных покрышек при напряжении промышленной частоты 8 кВ/см (действующее значение), а при наличии ребер — 10 кВ/см. Отметим, что необходимы дальнейшие исследования для уточнения приведенных значений напряженности и раскрытия физических явлений, происходящих при этом процессе разряда.
Как показывает опыт, длина изоляционной конусной покрышки отечественных вводов определяется из условия необходимой механической прочности.
Таблица 3
Короткие покрышки в виде полусферы и близкие к ней по форме имеют значительные механические напряжения растяжения. В то же время как фарфор, так и эпоксидный компаунд имеют низкую прочность при растяжении. Обычно угол между осью и образующей должен быть около 20°. В этом случае аксиальные напряженности поля достаточно малы и весь расчет по сути дела сводится к выбору формы экрана с помощью ЭВМ.