Файл: Техника высоких напряжений учеб. пособие.pdf

§ 8.8. ВЫБОР ДОПУСТИМЫХ РАБОЧИХ НАПРЯЖЕННОСТЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Допустимые рабочие напряженности определяются по условию до­ пустимой интенсивности или мощности ч. р. при заданном сроке службы. Следует учитывать, что допустимая напряженность опреде­ ляется характеристиками ч. р. только в том случае, когда отсутствуют электрохимические (электролиз и др.) процессы разрушения изоля­ ции. Эти процессы сильно сказываются, например, в изоляции с хло­ рированными пропитками при постоянном напряжении.

Для маслобарьерной изоляции силовых трансформаторов чаще всего допустимая рабочая напряженность определяется допустимой энергией единичного ч. р. или допустимым кажущимся зарядом ч. р. В настоящее время для силовых трансформаторов при рабочем напря­ жении можно принимать допустимую энергию единичного ч. р. ори­ ентировочно равной ІО-6 дж, а допустимый кажущийся заряд <7= 10-1Q к. Этим значениям соответствуют допустимые рабочие на­ пряженности от 20 до 40 кв/см в зависимости от ряда коструктивных и технологических характеристик изоляции.

Для бумажно-масляной изоляции допустимые рабочие напряжен­ ности определяются мощностью ч. р., при которой за заданный срок службы изоляции исключено возникновение сосредоточенных газовых включений, т. е. выполняется условие /гч, р ■< hz. Тогда для заданного срока службы тсл из (8.24) можно найти допустимую мощность ч. р .

и, учитывая (8.11), допустимую напряженность электрического поля

Для бумажно-масляной изоляции конденсаторов с толщиной ди­ электрика 80 мкм для среднего срока службы около 30 лет при напря­ жении промышленной частоты допустимая мощность ч. р. на единицу длины края электрода равна приблизительно 2 -ІО-8 ern/м, что соот­ ветствует напряженности около 130 кв!си.

Для конденсаторной изоляции из бумаги КОН-І (10-4-12 мкм) с толщиной диэлектрика 60-4-80 мкм допустимая рабочая напряженность

может быть принята : при пропитке минеральным маслом 100-4-140 кв/см; при пропитке более стойкими в электрическом поле хлорирован­ ными диэлектриками (трихлордифенил) 150-М80 кв/см.

Для постоянного напряжения мощность ч. р. более рационально относить к единице площади (1 м2) электродов. В этом случае для бумажно-масляной изоляции конденсаторов допустимая мощность ч. р. равна около 5• 10—8 вт/м2, что соответствует допустимой напря­ женности при /=60-4-80° С около 500 кв/см.

Для аппаратной ленточной изоляции конденсаторного типа с элект­ родами из перфорированной фольги при толщине слоя около 1 мм допустимая мощность ч. р. равна приблизительно 3-10-0 вт/м2, что при переменном напряжении соответствует напряженности около

176

40 кв!см. При изменении толщины слоя допустимая рабочая напряжен­ ность (в кв!см)

полем допустимая рабочая напряженность, вычисленная по аналогич­ ным условиям, равна 50-4-60 кв!см. Подобный расчет для постоянного напряжения приводит к величине допустимой рабочей напряженности около 400-К600 кв!см для изоляции из конденсаторной бумаги КОН-II (100 мкм) и около 150-^300 кв/см для ленточной изоляции из кабель­ ной бумаги.

тоты

177

При применении избыточного давления пропитывающего состава величина допустимой рабочей напряженности при переменном напря­ жении возрастает.

Для композиционной изоляции трудно выделить какой-либо фак­ тор, который мог бы служить критерием для выбора рабочих напря­

надежность (см. рис. 8.24). Подобный метод выбора рабочих напряжен­ ностей применяется уже в течение нескольких десятилетий. Недоста­ точное теоретическое обоснование метода компенсируется богатым эксплуатационным опытом. Применяемые рабочие напряженности для композиционной изоляции бли зки к оптимальным.

На основании многолетнего опыта толщина изоляции электричес­

машины, кв, что обеспечивает надежную работу в течение базового срока службы (20-5-30 лет).

На рис. 8.25 представлены зависимости толщин изоляции и рабо­ чих напряженностей от номинального напряжения машины.

В последние годы в связи с прогрессом в электроизоляционной технике наметилась тенденция к увеличению рабочих напряженностей изоляции (см. пунктирные кривые на рис. 8.25). Так, в СССР изготов­ лены опытные партии электрических машин 6,6 кв с микалентной изоляцией толщиной 2,1 мм вместо ранее применяемой 3,0 мм. Опыт эксплуатации показал, что машины с повышенными напряженностями работают удовлетворительно. В СССР и за рубежом для некоторых

178

При выборе допустимых рабочих напряженностей-в сложных изоля­ ционных конструкциях необходимо учитывать неравномерность рас­ пределения напряжения по отдельным элементам. В табл. 8.2 приве­ дены значения рабочих напряженностей для различных изоляционных конструкций, которые широко применяются многими заводами-изго- товителями как в СССР, так и за границей.

ГЛАВА IX. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ ВНУТРЕННЕЙ ИЗОЛЯЦИИ ПРИ КРАТКОВРЕМЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ НАПРЯЖЕНИЯ

§ 9.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Электрическая прочность при кратковременных воздействиях на­ пряжения характеризует способность изоляции противостоять этим воздействиям и определяется пробивным напряжением (пробивной напряженностью электрического поля) при соответствующих норми­ рованных воздействиях.

При определении электрической прочности необходимо учитывать статистический характер явления пробоя. Чаще всего определяются среднее значение пробивного напряжения (напряженности) и средне­ квадратичное его отклонение. Однако если для внешней изоляции, которая является самовосстанавливающейся (т. е. восстанавливает свою электрическую прочность после пробоя), возможно накопление большого статистического материала по электрической прочности, то для внутренней изоляции, в большинстве случаев не восстанавли­ вающей электрическую прочность после пробоя, получение большого количества экспериментальных данных по пробивным напряжениям наталкивается на значительные экспериментальные трудности и свя­ зано с большими затратами. Поэтому в ряде случаев приходится ориен­ тироваться только на средние значения пробивных напряжений (на­ пряженностей) и грубую оценку среднеквадратичных отклонений или даже на нижние значения пробивных напряжений (напряженностей)' в рассматриваемой совокупности опытов.

Кратковременная электрическая прочность обычно рассматрива­ ется применительно к нижеследующим воздействиям:

а) электрическая прочность при кратковременном приложении напряжения промышленной частоты .(плавный подъем напряжения- с определенной скоростью или одноминутное приложение напряже­ ния). Последнее имеет особое значение при определении требуемых, габаритов изоляции применительно к заданным испытательным нап­ ряжениям промышленной частоты, при определении допустимых ис­ пытательных напряженностей электрического поля при этих испыта­ ниях, а также при определении размеров (допустимых напряженно­ стей) при длительных (квазистационарных) перенапряжениях;

б) электрическая прочность при импульсных напряжениях с дли­ тельностью порядка десятков микросекунд. Сведения об электриче­ ской прочности изоляции при этих импульсах используются при опре-

179