Файл: Техника высоких напряжений учеб. пособие.pdf

Значительно большую опасность при длительном воздействии рабочего напряжения представляют ч. р., возникающие у поверхности изоля­ ции провода в щелях между проводом и прокладками, между проводом

и рейками. В этих щелях застревают пузырьки газа, образующиеся в масле по различным причинам. Появление и рост размеров пузырьков зависят от многих случайных фак­ торов, и это, в частности, опреде­ ляет значительный разброс в вели­ чинах напряжения начальных ч. р.

Образование пузырьков в масле

в середину. Конфигурация электрического поля в этой области такова, что у поверхности угловых шайб существует значительная касатель­ ная составляющая напряженности поля.

149

Расчет электростатического поля у емкостного кольца произво­ дится обычно методом физического моделирования с помощью электро­ литической ванны или полупроводящей бумаги. В трансформаторах высших классов напряжения с целью уменьшения максимальной: напряженности поля поверхность емкостных колец выполняется с закруглением радиусом до 40-1-50 мм. При этом наибольшая напря­

при которой у края обмотки начнутся ч. р., от размеров 5 и г имеет вид

В масляных «клиньях», образующихся в тех местах, где изолиро­ ванные токоведущие части (провод обмотки, емкостное кольцо, отвод и др.) в местах изгибов опираются на картонные изоляционные детали, напряженность электрического поля имеет значительную касательную' составляющую к поверхности картона. Пробой масла (ч. р.) в таком месте может возникнуть при небольшом напряжении и далее разви­ ваться по поверхности изоляции в виде скользящего разряда.

150

Зависимости напряжения критических ч. р. от расстояния между электродами а при различной толщине изоляции катушек и различ­ ном расстоянии b между катуш­

ками одного потенциала приве­ дены на рис. -8.5. Обследование поля у края электрода при раз­ личных толщинах изоляции на модели в электролитической ван­ не показало, что напряженность в масляной прослойке проходит через максимум на некотором удалении от начала масляного зазора.

Характерное распределение напряженности по поверхности изоляции у масляного клина при­ ведено на рис. 8.6. Обследова­ ние поля при различных расстоя­ ниях между обмотками а и раз­ личных расстояниях между ка­

75кв/см.

б.Разрушение маслобарьериой изоляции частичными

разрядами. Ползущий разряд

Электрическое старение маслобарьерной изоляции заключается в том, что в результате начальных ч. р. малой интенсивности происходит разложение масла, сопровождающееся выделением газа (главным «образом водорода) и образованием тяжелых смолистых веществ, ча­ стично выпадающих из масла и оседающих на поверхности изоляци­ онных деталей или на дне бака в виде черного шлама. Образование газа опасно тем, что возможно скопление этого газа в таких узлах изоляции, откуда выход пузырей затруднен. С течением времени газо­ вый пузырь может достичь таких размеров, что в нем самом начнутся ч. р. высокой интенсивности, которые будут способствовать дальней­ шему газовыделению и могут разрушить твердую изоляцию. Образо­ вание шлама, частично растворяющегося в масле и частично оседаю­ щего на поверхности изоляции, опасно тем, что увеличивается tg б изоляции в целом и ухудшается отвод тепла с поверхности изоляции.

Напряженность возникновения начальных ч. р. в маслобарьерной изоляции сильно зависит от технологии изготовления. Если изоляция

151

хорошо высушена, пропитана маслом под вакуумом (остаточное дав­ ление рост< \мм pm. cm.) и не соприкасалась с воздухом после про­ питки, то средняя напряженность начальных ч. р. в масляном канале на уровне ІО-11 к составляет Еп = 60-!-80 кв/см. Такая же изоляция* находившаяся после пропитки несколько часов на воздухе и после этого снова залитая маслом при остаточном давлении рост=10 мм рт. cm., имеет Еп =40-!-45 кв/см.. При заливке маслом без вакуума £ н = 2 5 -і-30 кв/см. Некачественная сушка, приводящая к увеличению влагосодержания в изоляции, также приводит к снижению напряже­ ния частичных разрядов.

Интенсивность слабых начальных ч. р. в маслобарьерной изоля­ ции лежит в пределах от 10-12 до 10“ 10 к. Если эти разряды происхо­ дят даже вблизи поверхности бумаги и картона, то с их воздействием на твердую изоляцию можно не считаться. Весьма длительное (в те­ чение нескольких лет) воздействие начальных ч. р. на бумагу и картон приводит только к отложению на поверхности нерастворимого шлама (Х-воска). Шлам с поверхности легко смывается, и изоляция остается вполне работоспособной.

Более интенсивные ч. р. на уровне 10- "-2- ІО-8 к чаще всего воз­ никают при пробоях масляной прослойки, узкого масляного клина

Рис. 8.7. Фотография прокладки со следами ползущего разряда

или больших газовых пузырьков с диаметром более 1 мм. Такие пов­ торяющиеся пробои вызывают обильное газовыделение и развитие разрядов вдоль поверхностей картона или в его толще. При этом воз­ можно появление сильно разветвленного обугленного канала по по­ верхности или в толще электрокартона, захватывающего большие поверхности (десятки квадратных дециметров) и получившего назва­ ние «ползущего разряда». На рис. 8.7 приведена фотография изоля­ ционной прокладки, находившейся в зоне развития такого разряда. Ползущий разряд имеет очень малую скорость продвижения. Путь длиной в 5 -МО см такой разряд проходит за время от нескольких минут до нескольких десятков часов. Он развивается, как правило, в узкой щели между двумя прижатыми друг к другу поверхностями изоляционных деталей или в толще электрокартона между его слоями.

Физическая природа ползущего разряда заключается в следующем. Конец разрядного канала закорачивает узкий масляный зазор, напри­ мер между выступающим переходом обмотанного изоляцией провода и картонным цилиндром. Этот разрядный канал имеет высокую тем­ пературу, при которой может возникнуть обугливание картона вдоль

152