Sähköasennusten eristys

Sähköasennusten eristys on jaettu ulko- ja sisäpuolelle.

Ulkoiseen eristykseen korkeajänniteasennukset sisältävät eristysraot elektrodien (johtimien) välillä voimalinjat (voimalinjat), ajoitusrenkaat (RU), ulkoiset jännitteiset osat sähkölaitteet jne.), jossa päärooli dielektrinen suorittaa ilmakehän ilmaa. Eristetyt elektrodit sijaitsevat tietyillä etäisyyksillä toisistaan ​​ja maasta (tai sähköasennusten maadoitetuista osista) ja kiinnitetään tiettyyn asentoon eristeiden avulla.

Sisäiseen eristykseen sisältyy muuntajien ja sähkökoneiden käämien eristys, kaapelien eristys, kondensaattorit, holkkien tiivistetty eristys, kytkimen koskettimien välinen eristys pois päältä, ts. eristys, joka on hermeettisesti suljettu ympäristöstä kotelolla, kotelolla, säiliöllä jne. Sisäinen eristys on yleensä yhdistelmä erilaisia ​​eristeitä (nestemäinen ja kiinteä, kaasumainen ja kiinteä).

Ulkoisen eristyksen tärkeä ominaisuus on sen kyky palauttaa sähköinen lujuus vaurion syyn poistamisen jälkeen. Ulkoeristeen dielektrinen lujuus riippuu kuitenkin ilmakehän olosuhteista: paineesta, lämpötilasta ja kosteudesta. Ulkoisten eristeiden dielektriseen lujuuteen vaikuttavat myös pinnan kontaminaatio ja sade.

Sähkölaitteiden sisäisen eristyksen erikoisuus on ikääntyminen, ts. sähköisten ominaisuuksien heikkeneminen käytön aikana. Dielektriset häviöt lämmittävät eristystä. Eristys voi kuumeta liikaa, mikä johtaa lämpövaurioihin. Kaasusulkeutumissa tapahtuvien osittaisten purkausten vaikutuksesta eristys tuhoutuu ja saastuu hajoamistuotteista.

Kiinteän ja komposiittieristeen rikkoutuminen – peruuttamaton ilmiö, joka johtaa sähkölaitteiden vaurioitumiseen. Neste- ja sisäkaasueristys paranee itsestään, mutta sen ominaisuudet heikkenevät. Sisäeristeen kuntoa on seurattava jatkuvasti sen käytön aikana, jotta voidaan tunnistaa siinä kehittyvät viat ja estää sähkölaitteiden hätävauriot.

Sähköasennusten ulkoinen eristys

Normaaleissa ilmakehän olosuhteissa ilmarakojen dielektrinen lujuus on suhteellisen pieni (tasaisessa kentässä, jossa elektrodien väliset etäisyydet ovat noin 1 cm ≤ 30 kV / cm). Useimmissa eristysrakenteissa, kun käytetään korkeaa jännitettä, erittäin epähomogeeninen sähkökenttä… Sähkövoimakkuus tällaisissa kentissä 1–2 m elektrodien välisellä etäisyydellä on noin 5 kV/cm, ja 10–20 m etäisyydellä se laskee arvoon 2,5–1,5 kV/cm.Tässä suhteessa ilmajohtojen ja kytkinlaitteiden koot kasvavat nopeasti nimellisjännitteen kasvaessa.

Ilman dielektristen ominaisuuksien käytön tarkoituksenmukaisuus eri jänniteluokissa olevissa voimalaitoksissa selittyy eristyksen luomisen alhaisemmilla kustannuksilla ja suhteellisella yksinkertaisuudella sekä ilman eristyksen kyvyllä palauttaa dielektrinen lujuus täysin purkautumisen syyn poistamisen jälkeen. aukon epäonnistuminen.

Ulkoiselle eristykselle on tunnusomaista dielektrisen lujuuden riippuvuus sääolosuhteista (paine p, lämpötila T, ilman absoluuttinen kosteus H, sateen tyyppi ja voimakkuus) sekä eristeiden pintojen kunnosta, ts. niissä olevien epäpuhtauksien määrä ja ominaisuudet. Tässä suhteessa ilmaraot valitaan siten, että niillä on vaadittu dielektrinen lujuus paineen, lämpötilan ja kosteuden epäsuotuisissa yhdistelmissä.

Ulkoasennuksen eristimien sähkölujuutta mitataan olosuhteissa, jotka vastaavat purkausprosessien eri mekanismeja, eli kun pinnat eristimet puhdas ja kuiva, puhdas ja sateinen, likainen ja kostea. Määritetyissä olosuhteissa mitattuja purkausjännitteitä kutsutaan vastaavasti kuivapurkaus-, märkäpurkaus- ja likapurkausjännitteeksi tai kosteuspurkausjännitteeksi.

Ulkoisen eristeen pääeriste on ilmakehän ilma - se ei ole alttiina ikääntymiselle, ts. riippumatta eristykseen vaikuttavista jännitteistä ja laitteiden toimintatavoista sen keskimääräiset ominaisuudet pysyvät muuttumattomina ajan myötä.

Sähkökenttien säätö ulkoisessa eristyksessä

Ulkoisen eristeen erittäin epähomogeenisten kenttien vuoksi koronapurkaus on mahdollista elektrodeissa, joilla on pieni kaarevuussäde. Koronan ilmaantuminen aiheuttaa ylimääräisiä energiahäviöitä ja voimakkaita radiohäiriöitä. Tässä suhteessa toimenpiteet sähkökenttien epähomogeenisuuden vähentämiseksi ovat erittäin tärkeitä, mikä mahdollistaa koronan muodostumisen mahdollisuuden rajoittamisen sekä ulkoisen eristeen purkausjännitteiden hieman lisäämisen.

Ulkoeristeen sähkökenttien säätö suoritetaan eristeiden vahvistuksissa olevien seulojen avulla, jotka lisäävät elektrodien kaarevuussädettä, mikä lisää ilmarakojen purkausjännitteitä. Split-johtimia käytetään suurjänniteluokissa olevissa ilmajohdoissa.

Sähköasennusten sisäinen eristys

Sisäeristeellä tarkoitetaan eristävän rakenteen osia, joissa eristävänä väliaineena on nestemäinen, kiinteä tai kaasumainen dielektrinen aine tai niiden yhdistelmiä, jotka eivät ole suorassa kosketuksessa ilmakehän ilman kanssa.

Sisäisen eristyksen suosio tai tarve käyttää ympärillämme olevan ilman sijaan johtuu useista syistä. Ensinnäkin sisäisillä eristysmateriaaleilla on huomattavasti korkeampi sähkölujuus (5-10 kertaa tai enemmän), mikä voi vähentää jyrkästi johtimien välisiä eristysetäisyyksiä ja pienentää laitteiston kokoa. Tämä on tärkeää taloudellisesta näkökulmasta. Toiseksi sisäisen eristyksen yksittäiset elementit suorittavat johtojen mekaanisen kiinnityksen; nestemäiset dielektriset aineet parantavat joissain tapauksissa merkittävästi koko rakenteen jäähdytysolosuhteita.

Korkeajänniterakenteiden sisäiset eristyselementit altistuvat käytön aikana voimakkaille sähköisille, termisille ja mekaanisille kuormituksille. Näiden vaikutusten vaikutuksesta eristeen dielektriset ominaisuudet heikkenevät, eriste "ikääntyy" ja menettää dielektrisen lujuutensa.

Mekaaniset kuormitukset ovat vaarallisia sisäiselle eristeelle, koska sen muodostaviin kiinteisiin eristeisiin voi ilmaantua mikrohalkeamia, joissa sitten voimakkaan sähkökentän vaikutuksesta tapahtuu osittaisia ​​purkauksia ja eristeen ikääntyminen kiihtyy.

Erityinen ulkoinen vaikutus sisäiseen eristeeseen aiheutuu kosketuksista ympäristöön sekä eristeen saastumisen ja kosteuden mahdollisuudesta, jos asennuksen hermeettisyys rikkoutuu. Eristeen kostuttaminen johtaa jyrkästi vuotovastuksen laskuun ja dielektristen häviöiden lisääntymiseen.

Sisäeristeellä tulee olla korkeampi dielektrinen lujuus kuin ulkoeristeellä, eli taso, jolla rikkoutuminen on täysin poissuljettua koko käyttöiän ajan.

Sisäisten eristysvaurioiden peruuttamattomuus vaikeuttaa suuresti kokeellisen tiedon keräämistä uudentyyppisistä sisäeristyksistä ja äskettäin kehitetyistä suur- ja ultrakorkeajännitelaitteiden suurista eristerakenteista. Loppujen lopuksi jokaisen suuren ja kalliin eristeen pala voidaan testata epäonnistumisen varalta vain kerran.

Dielektristen materiaalien tulee myös:

• niillä on hyvät teknologiset ominaisuudet, ts. on sovelluttava suuritehoisiin sisäisiin eristysprosesseihin;

• täyttää ympäristövaatimukset, ts.ne eivät saa sisältää tai muodostaa myrkyllisiä aineita käytön aikana, ja kun koko resurssi on käytetty, ne on prosessoitava tai tuhottava ympäristöä saastuttamatta;

• olla niukka ja hinta on sellainen, että eristysrakenne on taloudellisesti kannattava.

Joissakin tapauksissa yllä oleviin vaatimuksiin voidaan lisätä muita vaatimuksia tietyntyyppisten laitteiden erityispiirteiden vuoksi. Esimerkiksi tehokondensaattorien materiaaleilla on oltava suurempi dielektrisyysvakio, kytkentäkammioiden materiaaleilla - korkea lämpöiskujen ja sähkökaarien kestävyys.

Useiden vuosien käytäntö erilaisten luomisessa ja toiminnassa korkeajännitelaitteet osoittaa, että monissa tapauksissa koko vaatimuskokonaisuus täyttyy parhaiten, kun sisäeristeen koostumuksessa käytetään useiden materiaalien yhdistelmää, jotka täydentävät toisiaan ja suorittavat hieman erilaisia ​​tehtäviä.

Siten vain kiinteät dielektriset materiaalit antavat eristävän rakenteen mekaanisen lujuuden. Niillä on yleensä suurin dielektrinen lujuus. Osat, jotka on valmistettu kiinteästä eristeestä, jolla on korkea mekaaninen lujuus, voivat toimia johtojen mekaanisena ankkurina.

Käyttö nestemäiset dielektriset aineet mahdollistaa joissakin tapauksissa merkittävästi parantaa jäähdytysolosuhteita eristysnesteen luonnollisen tai pakotetun kierron vuoksi.