Файл: Техника высоких напряжений учеб. пособие.pdf

где nDA— площадь поперечного сечения слоя загрязнения; р— удель*

усредненной величины удельной поверхностной проводимости по из­

где уп—усредненная по всей поверхности изолятора удельная поверхностная проводимость; /Сф—так называемый коэффи­ циент формы, равный отношению длины пути утечки изо­ лятора к усредненной окружности его поверхности:

90

Dg—эквивалентный диаметр изолятора, равный диаметру такого гладкого стержневого изолятора, который имеет такой же путь утечки и такое же сопротивление:

Ч

Полный ток по поверхности изолятора при напряжении на нем U

Классификация районов по величине удельной поверхностной проводимости у„ приведена в табл. 5.1.

§ 5.2. МЕХАНИЗМ РАЗВИТИЯ РАЗРЯДА

Ток по загрязненной и увлажненной поверхности изолятора может достигать десятков и сотен миллиампер. При протекании таких токов проводящий слой разогревается, но неравномерно по длине пути утеч­ ки даже при однородном слое загрязнения. Поверхностная плот­ ность тока на окружности изолятора с координатой I

т. е. тем больше, чем меньше диаметр D(/). Влага испаряется, причем поверхность изолятора с минимальным диаметром окруж ности высы­ хает быстрее. Это приводит к местному увеличению сопротивления слоя загрязнения. Подсушивание отдельных участков по окружности ма­ лого диаметра вызывает увеличение плотности тока на оставшихся уча­ стках этой окружности, ускоренному их нагреву и образованию под­ сушенной кольцевой зоны с повышенным сопротивлением. В резуль­ тате падение напряжения на этом участке увеличивается до тех пор, пока не происходит пробой воздушного промежутка, примыкающего к подсушенной поверхности, что приводит к образованию частичной дуги, шунтирующей часть пути утечки. Образование частичных дуг при длительном воздействии напряжения неизбежно, поскольку под­ сушка слоя загрязнения имеет место в процессе выпадения влаги или после окончания процесса увлажнения, а приложенного к изо­

91

лятору напряжения всегда достаточно для перекрытия маленького воздушного промежутка длиной в несколько миллиметров (в пределе при обрыве тока вследствие подсушки кольцевой зоны все напряжение оказывается приложенным к подсушенной зоне).

Сопротивление слоя загрязнения изолятора, частично шунтиро­ ванного дугой,

где гп—сопротивление единицы длины увлажненного слоя; /-д—

при возникновении дуги уменьшится по сравнению с током по увлаж­

нала дуги согласно (5.11), что вызывает дальнейшее увеличение тока. При случайном увеличении длины дуги на величину А/я суммарное сопротивление поверхности изолятора уменьшится и ток еще увели­ чится, Что приведет к дальнейшему продвижению канала дуги вдоль проводящей поверхности вплоть до перекрытия всей поверхности изо­ лятора (рис. 5.2). Скорость скольжения кончика души по проводящей поверхности достигает 50 м/сек и более.

Исходя из вышеизложенного, имеем условие перекрытия изолятора

92

При знаке равенства в (5.14) получаем предельный ток по поверх­ ности изолятора, при котором уже может произойти разряд,

чем больше диаметр окружности, тем больший ток необходим для раз­ вития разряда. Наблюдения показывают, что первоначально возни­ кают устойчиво горящие дуги на участках поверхности с минимальным диаметром, но их дальнейшее распространение тормозится на поверх­ ностях с большим диаметром. Поэтому вместо минимального диаметра в (5.15) можно подставить эквивалентный диаметр изолятора по (5.7), определяющий усредненные по поверхности условия развития разряда.

(ЛУпОа)п/і1+п)

Формулы (5.18) и (5.19) показывают, что влагоразрядная напряжен­ ность по длине пути утечки зависит только от удельной поверхност­ ной проводимости и эквивалентного диаметра, а влагоразрядная на­ пряженность по строительной высоте, кроме того,— от отношениядлины пути утечки к строительной высоте изолятора. Поэтому увеличе­ ние удельной разрядной характеристики по строительной высоте ЕвѵН может быть достигнуто либо путем увеличения отношения ЫН изо­ лятора, либо путем существенного уменьшения Оэ. Первый путь ис­ пользуется для повышения влагоразрядных напряжений гирлянд тарелочных изоляторов.

Повышение ЕпѵС и ЕвѵН при уменьшении Оэ используется при создании так называемых палочных изоляторов (гладких стержне­ вых изоляторов малого диаметра s»l-f-3 см) 1 . При отсутствии ребер

1 Эквивалентный диаметр тарелочных изоляторов составляет 12ч-16 см.

93