Внутренняя изоляция

Бумажно-масляная изоляция

Бумажно-масляная изоляция состоит из ряда последовательных слоев пропитанной маслом бумаги и масляных прослоек между слоями бумаги. Технологически эта изоляция выполняется путем намотки бумажного остова и последующей пропитки изоляции маслом. Поэтому бумажно-масляная изоляция называется также бумажно-пропитанной изоляцией. В настоящее время бумажно-масляная изоляция по праву считается изоляцией высшего качества, используемой в конструкциях с наиболее высокими напряжениями электрического поля.

Бумажно-масляная изоляция обеспечивает наибольшую электрическую прочность при данных габаритах аппарата или наименьшие габариты при данной прочности, по сравнению с другими распространенными видами изоляции.

Бумажно-масляная изоляция, состоящая из бумаги, пропитанной маслом.

Бумажно-масляная изоляция требует значительного повышения технологической культуры производства, разработки и внедрения ряда новых технологических процессов.

Принципиальная схема циркуляции масла в турбогенераторе типа.

Бумажно-масляная изоляция позволяет применять более высокие номинальные напряжения для генераторов без значительного увеличения затрат.

Влияние тонкого барьера на пробивное напряжение ( 50 Гц трансформаторного масла в резконеоднородном поле.

Бумажно-масляная изоляция изготовляется из слоев пропитанной маслом бумаги, причем промежутки между слоями бумаги тоже заполнены маслом. Бумажно-масляная изоляция является самой надежной и поэтому применяется в изоляционных конструкциях с наиболее высокими напряженностями электрического поля. Пробивное напряжение масляных промежутков определяет пробивное напряжение всей бумажно-масляной изоляции, так как электрическая прочность масла ниже, чем бумаги. Несмотря на большое разнообразие изоляционных конструкций отношение бм / бб остается примерно равным 1 — 1 7, где бм — толщина масляного промежутка, 66 — толщина бумаги.

Бумажно-масляная изоляция широко применяется для изолировки обмоток трансформаторов тока для наружной устано вки.

Бумажно-масляная изоляция в трансформаторах тока серии ТФН разделена поровну между первичной и вторичной обмотками, следовательно, каждая из них изолирована лишь на половинное напряжение, что облегчает отвод тепла и улучшает условия работы изоляции.

Структура бумажно-масляной изоляции кабеля при намотке ленты с отрицательным перекрытием.

Бумажно-масляная изоляция является неоднородным слоистым диэлектриком. Ее макроскопическую структуру составляют слои пропитанной минеральным маслом бумаги и масляные прослойки, заполняющие зазоры между слоями бумаги.

Конструктивное выполнение перемычки СН-ВН и отвода от обмотки СН в автотрансформаторе 500 / 220 ка.
READ  Диэлектрические потери

Бумажно-масляная изоляция в силовых трансформаторах применяется многими зарубежными фирмами. На рис. 15.31 приведена конструкция такой изоляции, выполненной в виде сплошного массива Основное достоинство бумажно-масляной изоляции по сравнению с маслобарьерной заключается в большей электрической прочности ( примерно на 40 — 60 %), что дает возможность при том же напряжен, значительно уменьшить изоляционные промежутки. Эго достоинство полностью реализуется при сплошной изоляции Если сделать в изо ляции каналы для охлаждения, то электрическая прочность все-промежутка определяется масляным каналом, а не бумагой В последнем случае изоляция, выполненная из кабельной бумаги, по существу является маслобарьерной, с той лишь разницей, что барьером служит ulrl cl Т И3 ТВеРД Г элхек фокаРтона, а из мягкой кабельной бумаги.

Бумажно-масляная изоляция позволяет применять более высокие номинальные напряжения для генераторов без значительного увеличения затрат.

Ионизационный пробой изоляции.

В пузырьках газа, которые могут быть в технической изоляции, напряженность поля возрастает, причем электрическая прочность газа ниже прочности твердых диэлектриков и трансформаторного масла. В газовом включении возникает ионизация, которая оказывает на окружающий диэлектрик электрическое, химическое и механическое воздействие. В изоляции может развиться дефект, который в конечном итоге приведет к пробою изоляции. Такая форма пробоя называется ионизированным пробоем
В твердой синтетической изоляции (полиэтилен, полистирол) происходит микроскопическое разрушение материала, что приводит к увеличению объема, занимаемого газом. Возникает канал. Удлинение канала приводит к возрастанию энергии, которая рассеивается в диэлектрике и ускоряет процесс разрушения материала. Повышенная температура в канале вызывает образование веществ типа смол, в результате чего канал становится электропроводящим. В этом случае происходит электрическая или тепловая форма пробоя. Для бумажно-масляной и маслобарьерной изоляции характерен ионизационный пробой.
Газовые включения могут остаться в изоляции при ее изготовлении или образоваться в результате нагрева имеющейся в изоляции влаги или других примесей. При разряде в газовых пузырьках выделяется тепло, под действием которого масло разлагается, выделяя новые пузырьки зо газа. Этот процесс похож на кипение масла. Ионизация в газовых включениях продолжается до тех пор, пока продукты разложения изоляции, как твердой, так и жидкой, не заполнят весь объем газовых включений. В твердой изоляции образуются каналы, наполненные смолистыми веществами с низкими изоляционными свойствами, или обуглероженные каналы высокой проводимости. На концах этих каналов поля высокой напряженности ведут к образованию новых пузырьков газа и дальнейшему развитию разряда. По форме такой разряд похож на ствол дерева с ветвями, поэтому носит название ветвистого разряда. По времени ионизационный пробой развивается довольно медленно, поэтому импульсное воздействие практически не снижает изоляционной прочности. Но каждый импульс оставляет необратимый след, и при большом числе импульсов электрическая прочность изоляции значительно снижается. Ионизационные процессы в изоляции характеризуются следующими величинами: критическим напряжением изоляции i/Kри— напряжением, при котором возникают разряды значительной интенсивности, способные вызвать ионизационный пробой изоляции за относительно короткий срок; начальным напряжением ионизации UH>и — напряжением, при котором возникают слабые разряды, вызывающие ионизационное старение изоляции.
Испытательное напряжение не должно быть выше Uкр,и. а рабочее напряжение не должно превышать UH и. Значительно повысить допустимое рабочее напряжение бумажно-масляной и маслобарьерной изоляции можно тщательной обработкой трансформаторного масла (очисткой от механических примесей, глубокой осушкой цеолитами и дегазацией); вакуумной сушкой твердой изоляции и пропиткой ее дегазированным трансформаторным маслом под вакуумом; применением высококачественных волокнистых материалов (бумаги, картона и пр.); применением литых изделий из целлюлозы и пластмасс. Ионизационные процессы при постоянном напряжении протекают не так, как при переменном. При постоянном напряжении редко происходят повторные пробои газовых включений, поэтому для развития ионизационного процесса требуется значительно большая напряженность электрического поля, чем при переменном напряжении.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Электрооборудование переменного тока на напряжение от 1 до 750 кВ. Требования
    к электрической прочности изоляции. — Межгосударственный стандарт ГОСТ 1516.3
    — 96.
  2. Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение 3
    кВ и выше. Общие методы испытаний электрической прочности изоляции. — Межгосударственный
    стандарт ГОСТ 1516.2 — 97.
  3. Трансформаторы силовые. Методы измерения характеристик частичных разрядов
    при испытаниях напряжением промышленной частоты. — ГОСТ 21023-75.
  4. Измерительные трансформаторы. Часть 1: Трансформаторы тока. — Международный
    стандарт МЭК44-1, 1 издание 1996-12.
  5. Измерительные трансформаторы. Часть 2: Индуктивные трансформаторы напряжения.
    — Международный стандарт МЭК 60044 — 2, 1 издание 1997-02.
  6. Insulated bushings for alternating voltages above 1000 V.— International
    standard IEC 137, 4 edition 1995-12.
    High-voltage test techniques — Partial discharge measurements. — International
    standard IEC 60270, 3 edition 2000-12.
  7. Электрооборудование и электроустановки. Метод измерения характеристик частичных
    разрядов. — ГОСТ 20074 — 83.
  8. Трансформаторы силовые. Методы измерения характеристик частичных разрядов
    при испытаниях напряжением
  9. промышленной частоты. — ГОСТ 21023-75.
  10. Объем и нормы испытаний электрооборудования. РД 34.45-51.300-97. Изд. 6-е.
    — М.: ЭНАС 1998.
  11. Трансформаторы силовые. Измерения частичных разрядов при испытаниях напряжением
    промышленной частоты. Руководящие технические материалы. Главтрансформатор.
    РТМ ОАА.688.015 -71.
  12. Грейсух М.А. и др. Бумажно-масляная изоляция в высоковольтных конструкциях.
    — М.-Л.: ГЭИ, 1963.
  13. Кучинский Г.С. Частичные разряды в высоковольтных конструкциях. — М.: Энергия,
    Ленинградское отд., 1979.
  14. Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. — Екатеринбург
    — Санкт-Петербург, Петербургский ЭИПК Министерства энергетики РФ, Региональный
    Совет по диагностике электрооборудования при Уралэнерго, выпуск 11, 2000.
  15. ВдовикоВ.П. и др. Диагностика электрической изоляции трансформаторов тока
    220 — 500 кВ под рабочим напряжением с использованием характеристик частичных
    разрядов. — В мат. Междунар. Симп. «Состояние, основные направления развития
    производства, повышение технического уровня и надежности обслуживания трансформаторного
    оборудования», 28 — 30 сентября 1998, Запорожье, Украина.
  16. James R. and others. Challenges for advanced diagnostic techniques faults
    undetectable by existing electrical methods. Session CIGRE, rep. 15-306, Paris,
    August, 2000.
  17. Сканави Г.И. Физика диэлектриков (область сильных полей).-М.: ГИФМЛ, 1958.
  18. Бенинг П. Электрическая прочность изоляционных материалов и конструкций.
    — М.-Л.: ГЭИ, 1960.
  19. Вайда Д. Исследование повреждений изоляции. — М.: Энергия, 1968.
  20. Яманов С.А. Химия и радиоматериалы — М.: Изд-во «Высшая школа», 1979.
  21. Lundgaard L. on behalf TF 15.01.04. Partial discharges intransformer insulation.
    — Session CIGRE, rep. 15-302, Paris, August, 2000.
  22. Банщиков А.И. и др. Диагностика электрической изоляции трансформаторов сверхвысокого
    и ультравысокого напряжений в эксплуатации на основе электрического метода измерения
    частичных разрядов. — В сб. докл. на V симп.
  23. «Электротехника 2010 год», том 1, — М.: ВЭИ-ТРАВЭК, 19 —22 октября 1999.
READ  Диэлектрические потери
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: