Аналіз конструктивних та структурних особливостей матеріалів зовнішньої ізоляції високовольтних апаратів

Автор(и)

  • Людмила Жорняк Національний університет «Запорізька політехніка», Ukraine https://orcid.org/0000-0002-1417-4859
  • Олексій Афанасьєв Національний університет «Запорізька політехніка», Ukraine
  • Віталій Щусь ТОВ Науковий інноваційно-технологічний трансформаційний завод, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-3944.2022.2.01

Ключові слова:

ізоляційна конструкція, зовнішня ізоляція, високовольтне обладнання, трансформатор струму, напруженість поля, ізоляційна покришка, кремнійорганічна гума, опорна ізоляційна покришка, роботоспроможність, довговічність, експлуатаційна надійність

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.

Посилання

Aleksandrov, G. N. Izolyatsiya elektricheskikh 1. Aleksandrov, H. N. Izolyatsiya elektrychnykh aparativ vysokoho zv'yazku: navchalʹnyy posibnyk dlya vuziv [Tekst] / H. N. Aleksandrov, V. L. Ivanov. – L .: Enerhoatomizdat, Leninhr. vidd-nye, 1984. – 208 s.

Afanasʹyev, V. V. Dovidnyk z vysokovolʹtnykh elektrychnykh pryladiv [Tekst] / Za red. V. V. Afanasʹyev. - L .: Enerhoatomizdat, Leninhr. vidd-nye, 1987. – 544 s.

Bazutkin, V. V. Tekhnika vysokykh napruh vuziv [Tekst] / V. V. Bazutkin, V. P. Larionov, U. S. Pintalʹ. – M.: Enerhoatomizdat, 1986. – 446 s.

GOST R 56737-2015 (IEC/TS 60815-3:2008) Izolyatory vysokogo napryazheniya dlya raboty v zagryaznennykh usloviyakh. Vybor i opredeleniye razmerov. Chast' 3. – 19 v.

Dmytrevsʹkyy V. S. Rozrakhunok i proektuvannya elektrychnoyi izolyatsiyi : navch. [Tekst] / V. S. Dmytrevsʹkyy. - M .: Enerhoyzdat, 1981. – 392 s.

Zhornyak, L.B. Osoblyvosti rehulyuvannya napruhy elektrychnoho polya vzdovzh zovnishnʹoyi izolyatsiyi hazonapovnenykh transformatoriv napruhy [Tekst] / L. B. Zhornyak, O. I. Afanasʹyev, V. M. Shchus // Visnyk Natsionalʹnoho tekhnichnoho universytetu «KHPI». Seriya: Problemy vdoskonalennya elektrychnykh mashyn i pryladiv. Teoriya i praktyka. – KH.: NTU “KHPI”, 2019. – №2ʺ2019 – S. 13–17. - ISSN 2079-3944.

TOV «ELIZ» Zaporizʹkyy transformatornyy zavod [Elektronnyy resurs] – Rezhym dostupu: http://ua.eliz.zp.ua.

Trifonov, V. S. Izolyatsiya elektrooborudovaniya vysokogo napryazheniya i ventil'nykh razryadnikov [Tekst]/V. S. Trifonov – M.: Trudy VEI, 1982, vyp. 91. – S. 80-83.

Ushakov V.YA. Izolyatsiya vysokovolʹtnykh ustanovok [Tekst] V.YA. Ushakov. – M.: Enerhoatomizdat, 1994. – 496 s.

https://abb.com/electricalcomponents

https://www.hitachienergy.com/ru/ru/offering/product-and-system/transformer-insulation-and-components/bushings/ vysokovoltnye-vvody/

New diagnostic tools for high voltage bushings. Proceedings of the 16th International Symposium on High Voltage Engineering, 2009 SAIEE, Innes House, Johannesburg.

Optical/Electronic GDGL Series Current Transformers https://rhmintl.com › products 2

http://www.hivoltinsulators.com/detaile.php?id=45

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-12-27

Як цитувати

Жорняк, Л., Афанасьєв, О., & Щусь, В. (2022). Аналіз конструктивних та структурних особливостей матеріалів зовнішньої ізоляції високовольтних апаратів. Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Проблеми удосконалювання електричних машин I апаратiв. Теорiя I практика, (2 (8), 3–10. https://doi.org/10.20998/2079-3944.2022.2.01

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають