Файл: Техника высоких напряжений учеб. пособие.pdf

эти изоляторы имеют такую же величину ЕпрН, как и гирлянды таре­ лочных изоляторов. Достаточная механическая прочность «палочных» изоляторов при таком малом их диаметре обеспечивается в результате использования новых изоляционных материалов, например стекло­ пластиков.

Величина £ вр£ мало зависит от формы изолятора. Поэтому длина пути утечки Ly в первом приближении может характеризовать спо­ собность изолятора длительно противостоять воздействию рабочего напряжения с учетом загрязнения и увлажнения его поверхности.

Из изложенного следует, что развитие разряда вдоль проводящей поверхности изолятора происходит при: 1) подсушке части поверхно­ сти изолятора за счет тепла, выделяющегося в проводящем слое при протекании тока утечки; 2) ток утечки должен быть достаточно боль­ шим (/ ^ / пр) для того, чтобы частичное'перекрытие поверхности изо­ лятора перешло в полное.

§ 5.3. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ ИЗОЛЯТОРОВ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НАПРЯ ЖЕІІІІЯ

Испытания изоляторов при длительном воздействии напряжения проводятся в условиях, соответствующих увлажнению росой (тума­ ном) и дождем.

П-4,5 при различных степенях загрязнения (различной проводимости

кривые эффекта в результате многократных повторных испытаний загрязненных изоляторов. Как видно из рисунка, 50%-ное разрядное

A4

напряжение изоляторов при увлажнении росой имеет минимум при интенсивности увлажения Укр = 10ч-12 мм/ч, которую далее будем называть критической. Этой же интенсивности соответствует максимум разброса (ст) разрядных напряжений.

При малой интенсивности увлажнения росой J условие подсушки поверхности изолятора выполняется. Поэтому величина разрядного

затрудняются подсушка поверхности и образование частичных дужек. При интенсивности увлажнения ( / > / , . р) условие подсушки поверх­ ности оказывается определяющим: протекающий по поверхности изоля­ тора ток превышает критический при отсутствии частичных дужек. При таких условиях образование частичной дужки немедленно приводит к перекрытию изоляторов. Поэтому при увеличении интенсивности увлажнения наблюдается рост разрядных напряжений и уменьшение их разброса. При увеличении степени загрязнения поверхности изолятора величина критической интенсивности увлажнения несколько возрастает, что определяется большим влагопоглощением слоя загряз­ нения.

Разрядные напряжения изоляторов при одностороннем увлажнении дождем даже очень большой интенсивности значительно больше, чем при критической интенсивности увлажнения росой (туманом). По­ этому характеристики изоляторов под дождем не являются определя­ ющими при выборе изоляции по условию надежной работы при рабочем напряжении. Определяющими являются характеристики при равномерном увлажнении поверхности изоляторов с интенсивностью, соответствующей критической при возможной в условиях эксплуата­ ции степени загрязнения.

Статистические испытания изоляторов при длительном приложении напряжения промышленной частоты в условиях непрерывного увлаж­ нения с постоянной интенсивностью чрезвычайно трудоемки. Для объ­

величины приложенного напряжения приходится производить десятки опытов. При этом требуется весьма большое время для получения ста­ тистических характеристик.

Более целесообразной оказалась ускоренная методика испытаний. По этой методике напряжение на испытуемый изолятор с предварительно увлажненным до насыщения слоем загрязнения прикладывается толчком и поддерживается неизменным вплоть до перекрытия или высы­ хания слоя. При таком способе увлажнения слой высыхает за 3-М мин,.

мент, когда условия развития разряда наиболее благоприятны. Раз­ рядные напряжения по этой методике и по методике длительных испы­ таний при критической интенсивности увлажнения оказываются близ­ кими.

95

Результаты испытаний подвесных тарелочных изоляторов по ус­ коренной методике приведены на рис. 5.4 в виде усредненной кривой зависимости 50%-ной разрядной напряженности EüpL вдоль пути

утечки от удельной поверхностной проводимости уп. Это оказалось возможным из-за близких величин D3 у тарелочных изоляторов раз­ ных типов и соответственно малых

изменений Евр1 [см. (5.18)1. Измерения 50%-ных разрядных

напряженностей для гирлянд из раз­

виях напряжения типа коммутацион­ ных и грозовых перенапряжений первое условие развития разряда по поверхности изолятора (см. § 5.2) не выполняется. Если время воз­ действия напряжения порядка 10~- сек и менее, то тепла, выделяемого в увлажненном слое загрязнения на поверхности изолятора, недоста­ точно для подсушки слоя и образования частичных дужек. Разряд на поверхности изолятора не может развиться до тех пор, пока вследствие повышения напряжения на изоляторе не перекроется либо полностью, либо частично воздушный промежуток, параллельный его поверхно­ сти. При полном перекрытии изолятора по воздуху механизм разряда не отличается от изложенного в § 2.7. Разряд происходит на фронте воздействующего импульса при длительности фронта свыше сотен микросекунд.

Если возникает частичное перекрытие увлажненной поверхности изолятора, то образовавшийся канал лидера не распадается, а пре­ образуется в дугу, ток через которую замыкается далее через сопро­ тивление уТечки по неперекрытой части изолятора. Далее, в зависи­ мости от выполнения второго условия (см. § 5.2) это частичное пере­ крытие может развиться в полное или канал дуги распадется.

Если ток дуги больше критического, то кончик дуги проскальзы­ вает по неперекрытой части поверхности вплоть до полного перекрытия изолятора. Скорость продвижения кончика дуги по увлажненной по­ верхности изолятора (50 м/сек) значительно меньше, чем скорость раз­ вития лидера в воздухе (ІО5 м/сек). Время развития перекрытия по поверхности значительно больше, чем в воздухе, и завершение пере­ крытия изолятора по поверхности при перенапряжениях, как правило, происходит далеко за максимумом напряжения.

В качестве примера на рис. 5.5 приведены функции распределения

Ж

предразрядных времен чистой гирлянды изоляторов при одинаковой

^р^Тф, в то время как при увлажненной поверхности гирлянды об­ ласть разброса предразрядных времен tp выходит далеко за пределы длины фронта импульса тф.

Возможность развития перекрытия по поверхности увлажненного изолятора из частичного перекрытия поверхности по воздуху приводит к снижению электрической прочности увлажненного изолятора по сравнению с электрической прочностью сухого изолятора. На рис. 5.6

жительной (1) и отрицательной (2) полярностях колебательного импуль­ са 800/1400мксек. При интенсивности дождя 3 мм/мин 50%-ные влаго­ разрядные напряжения значительно ниже, чем сухоразрядные. В слу­ чае увлажненной гирлянды они практически одинаковы при обеих полярностях напряжения. При сухой поверхности гирлянды напря­ жение распределяется по частичным емкостям и распределение напря­ жения по изоляторам оказывается резко неравномерным. На первом от провода изоляторе падение напряжения наибольшее. Разряд разви­ вается, как правило, с провода. Условия развития разряда при по­ ложительной полярности напряжения значительно легче, и разряд­ ные напряжения соответственно ниже, чем при отрицательной (см. §2.7 и 2.8).

При интенсивном увлажнении чистой поверхности изоляторов или при увлажнении загрязненной поверхности, когда токи утечки зна­ чительно превышают емкостные токи, напряжение по изоляторам в гирлянде распределяется практически равномерно. Напряженность поля у поверхности провода и траверсы практически одинакова. Если заряд на проводе положительный, то разряд первоначально развнвает-