11. Применяемые типы изоляции для гидрогенераторов

Изоляция электрических машин непрерывно испытывает электрические, тепловые, механические, вибрационные нагрузки, поэтому к такой изоляции предъявляют требования достаточной механической прочности. Удлинение срока службы достигается за счет использования систем форсированного охлаждения.

При поверхностном воздушном, водородном охлаждении изоляция должна иметь хорошую теплопроводность и повышенную нагревостойкость.

Для изоляции статорных обмоток применяют высокопрочные изолирующие материалы на основе слюды микалента, микафолии, слюдиниты.

Миколента- слой изипанной слюды оклеяной с 2-х сторон с помощью клеющих лаков бумагой, ширина ленты 12-35 мм, толщина d=0,08-0,17 мм. В холодном состоянии обладает хорошей гибкостью.

Микафолий – содержит 2-3 слоя слюды с одной стороны оклеянной бумагой, d слоя=0,2-0,3 мм – менее гибок, изолирование выполняется в подогретом состоянии.

Слюдиниты – ленты, листы из измельченной слюды, для предания монолитности и прочности, изоляцию высушивают при атмосферном давлении, затем под вакуумом опресовывают, пропитывают.

При пропитке масляно - битумными компаундами - процесс компаундирования, изоляция относится к классу нагревостойкости В-120º. При использовании стеклоленты и эпоксидных термореактивных смол класс F-155º.

При пропитке кремнеорганическими лаками класс будет H-180º.

В низковольтных электрических машинах используются волокнистые материалы, пропитанные лаками.

Изоляцию разделяют:

• Главная– корпусная, межфазовая.

• Продольная– межвитковая, межкатушечная.

П о конструкции главная – гильзовая, непрерывная. Особенность гильзовой – выполняется в фазной части из микофолия, а на выходе из фазы заменяется миколентой, следовательно в месте перехода низкая электрическая прочность. Толщина непрерывной миколентной изоляции зависит от рабочего напряжения установки. Полупроводниковое покрытие используется для защиты от механических повреждений. Для мощных электрических машин применяют стекломикаленты, стекло слюдянистое, ленты с пропиткой термореактивными связующими на основе эпоксидных и полеэфирных смол, а также кремниеорганических лаков.

1-фаза

2- непрерывная миколентная изоляция.

3- полупроводниковое покрытие.

4-прокладка. Стержневая обмотка:

1. э лементарные проводники

2. Собственная изоляция обмоток проводов.

3. Изоляция стержня

4. Полупроводниковое покрытие

5. Прокладка из миколента

Катушечная обмотка

1. Элементарные проводники; 2- витковая изоляция; 3- изоляция катушки; 4- полупроводниковое покрытие.

12. Силовые трансформаторы. Конструктивные особенности. Современные материалы. Системы охлаждения и системы безопасности, применяемые на трансформаторах.

Классификация изоляции трансформаторов

Внутренняя

Внешняя

Внутренняя изоляция вводов

Внутренняя изоляция обмоток

Изоляция отводов

Продольная

Главная

На устройство изоляции и конструкции обмоток большое влияние оказывает внутренние и атмосферные перенапряжения. Главная изоляция состоит из масляных каналов и барьеров в виде изолирующих цилиндров, барьеры затрудняют образование проводящих мостиков в масле, повышая электрическую прочность. Изолирующие цилиндры выпускают за край обмотки.

Схема главной изоляции для класса напряжения 3-35 кВ с вводом в конце обмотки:

1 -изолирующий цилиндр

2-плоская шайба отделяет обмотку от стержня

3-масляный канал

С хема главной изоляции 2-х обмоточного трансформатора для класса напряжения 110кВ.

1-междуфазная изоляция

2-изолирующий цилиндр

3-емкостное кольцо

4- угловые шайбы

Для покрытия проводов и катушек применяется кабельная бумага, изолирующие цилиндры выполняют из материала прессшпана и электрокартона. Угловые шайбы выполняют из бумажноцеллюлозной массы. Рабочие напряженности для маслобарьерной изоляции 1-2 кВ/ мм.

Для бумажно-маслянной изоляции E_раб больше E_{маслобар.}

Емкостное кольцо улучшает распределение напряжения вдоль обмотки при перенапряжениях. Выполнение надежной изоляции у края обмотки затруднено, поэтому применяют обмотки с выводом высокого напряжения от средней точки.

Для работы во взрывоопасных помещениях применяют воздушную и элегазовую изоляцию, обмоточные провода имеют бумажную или хлопчатобумажную обвертку.

Обмотки ТН 6-35 кВ выполняют цилиндрическими и многослойными.

Обмотка спирально наматывается из провода круглого сечения на бумажно бакиритовый цилиндр между слоями изоляция из кабельной бумаги, для трансформаторов с U>110 кВ выполняют непрерывные катушечные обмотки, катушка состоит из группы витков. Между катушками изоляция состоит из прокладки из электрокартона и масляного канала – это улучшает охлаждение обмотки. В расширителе пространство над маслом заполняют энертным газом – азотом.

Для контроля изоляции производят измерения R₁₅, R₆₀, tg δ, К_абс и химический анализ масла.

1-провода круглого сечения

2-кабельная бумага

3-бумажнобакеритовый цилиндр 15. (50) Изоляция кабельных линий.

Кабельная линия – линия для передачи ЭЭ в состав которой входят кабель, соединитель, концевые муфты, элементы крепления, строительные конструкции.

Плюсы: Неподверженность атмосферным воздействиям, меньшая повреждаемость, скрытность трассы.

Способы прокладки – коллекторы, туннели, каналы, эстакады, блоки.

Кабель – изделия состоящее из изолированных жил круглого, сегментного, секторного сечения.

1. ж ила

2. Фазная изоляция

3. Поясная изоляция

4. Оболочка

5. Подушка

6. Броня

7. Наружный покров

1. Жила

2. Экран из фальги

3. Фазная изоляция

4. Оболочка

5. Броня

6. Наружный покров

1- Жила

2- слой бумаги

3- экран

4- масло

5- стальная труба

6. Наружный покров

Защитный покров – это подушка, броня, наружный покров.

Наружный покров выполняется из стеклопряжи или пвх

Подушка – это битум, бумага, или 2 слоя пластмассовых лент, либо полиэтилен для повышения стойкости коррозии.

Оболочка – выполняется для защиты жил от воздействия света, влаги, химических веществ, от механических повреждений, изготавливается из алюминия и свинца. Применение пластмассовых и резиновых оболочек ограничено из-за их влагопроницаемости.

Броня – выполняется из стальных лент ацинкованных проволок с кабельной пряжей, пропитанная битумом. Для повышения электрической прочности между жилами и оболочкой прокладывают поясной слой изоляции. Для создания радиального поля и местного поля вокруг жилы поверхностной фазной изоляции накладывают экраны.

Кабели отдельно освинцованными жилами допускают увеличение токовой нагрузги на 10-20%. По сравнению с поясной изоляцией улучшается отвод тепла, при этом пропитка бумаги выполняется масляным конифольным компаундом. Добавка в масло конифоли в V 10-30% обеспечивает повышенную вязкость. Ленты бумаги плотно наматываются на жилу для предотвращения разрыва ленты при изгибании.

Пропитанная масса при △H=15 м (разности уровней) стекает, поэтому используют кабели с объединенной пропиткой на большей тощине.

Маслонаполненные кабели бывают:

• Низкого давления < 0,2 МПа

• Среднего давления 0,4-0,6 МПа

• Высокого давления 1-1,6 МПа

Для повышения рабочей напряженности изоляцию выполняют фазированной, уменьшается толщина изоляции, ближе к жиле наматывается более тонкая бумага с большей ε .