Аналіз конструктивних та структурних особливостей матеріалів зовнішньої ізоляції високовольтних апаратів

Анотація

В статті авторами було проведено аналіз конструктивних та структурних особливостей різних матеріалів зовнішньої ізоляції високовольтних апаратів, а саме високовольтного обладнання станцій та підстанцій. Експлуатаційна надійність зовнішньої ізоляції визначається переважно електричним навантаженням, яке характеризується місцевими значеннями напруженості поля. Напруженість поля вздовж ізоляційної покришки розподіляється дуже нерівномірно і має максимальне значення біля електроду з високою напругою. Електричні ізолятори використовуються в усіх високовольтних апаратах електричних кіл передачі та розподілу для відокремлення напруги від землі. Матеріали, які використовуються при розробці та виробництві електричних ізоляторів, мають певні унікальні характеристики. Ці матеріали перешкоджають вільному проходженню внутрішніх електричних зарядів у матеріалі, що робить практично неможливим проведення електричного струму. Здатність матеріалу запобігати електропровідності характеризується його діелектричною міцністю. Полімерні ізолятори дозволяють поєднувати високу механічну міцність з задовільними електричними характеристиками. У таких комбінованих конструкціях в якості елемента, що витримує механічне навантаження, використовуються склопластикові стрижні або циліндри. Також конструкція внутрішньої ізоляції конденсаторного типу, що просочена і наповнена затверділою епоксидною смолою, дозволяє особливо точно намотувати синтетичний матеріал і розміщувати алюмінієві фольги, які забезпечують ємнісні вирівнювання градуювання і необхідні для контролю та формування електричного поля. Таке поле контролюється таким чином, щоб оптимізувати розміри, масу та електричні характеристики високовольтного апарату залежно від класу напруги та інших параметрів. Захисне полімерне покриття забезпечує високі електричні характеристики ізоляторів за умов експлуатації. Відомо, що в процесі експлуатації високовольтного апарату швидкість старіння зовнішньої ізоляції додатково підсилюється через складну та неоднорідну структуру самої ізоляційної покришки, а також впливу оточуючого середовища та погодних умов. Головним елементом зовнішньої ізоляції є опорна ізоляційна покришка, в середині якої розміщуються елементи активної частини певного електричного апарату. Її основою є зазвичай скло-епоксидний циліндр (це забезпечує механічну стійкість конструкції), на якому розміщуються ребра з кремнійорганічної гуми, що в свою чергу забезпечує електричну міцність зовнішньої ізоляції.