- •Изоляция и перенапряжение
- •Введение
- •Раздел 1. Разряд в газах и общие характеристики внешней изоляции
- •Глава 1. Общая характеристика внешней изоляции электроустановок. Основные виды электрического разряда в газах
- •Глава 2. Физические процессы при ионизации в газе §2.1. Возбуждение и ионизация атомов и молекул. Лавина электронов. Несамостоятельный и самостоятельный разряды. Плазма
- •§2.2. Переход от лавинной формы самостоятельного разряда к искровому разряду в малых искровых промежутках с равномерным полем. Образование стримеров
- •§2.3. Самостоятельный разряд в неравномерном поле. Лавинная корона
- •§2.4. Стримерная корона
- •§2.5. Переход стримера в искровой разряд в промежутках с неравномерным полем
- •§2.6. Переход стримера в искровой разряд в длинных воздушных промежутках. Лидерная стадия разряда
- •§2.7. Главный разряд в длинных промежутках
- •§2.8. Искра
- •§2.9. Длинная дуга в воздухе
- •§2.10. Последовательность стадий газового разряда
- •Глава 3. Коронный разряд на линиях электропередач. Корона на проводах при постоянном напряжении. Корона на проводах при переменном напряжении. Потери на корону. Методы уменьшения потерь на корону
- •§3.1. Коронный разряд на линиях электропередач
- •§3.2. Корона на проводах при постоянном напряжении
- •§3.3. Корона на проводах при переменном напряжении
- •Раздел 2. Разряды в жидких и твердых диэлектриках. Электрические характеристики внутренней изоляции электроустановок
- •Глава 1. Основные особенности изоляционных жидкостей.
- •Механизм пробоя жидких диэлектриков
- •§1.1. Основные особенности минерального масла как диэлектрика
- •§1.2. Синтетические изоляционные жидкости. Чистые углеводороды
- •§1.3. Подготовка изоляционных жидкостей
- •§1.4. Механизм пробоя в жидких диэлектриках
- •Глава 2. Маслобарьерная изоляция. Примеры применения маслобарьерной изоляции: силовые трансформаторы, вводы
- •Глава 3. Твердая изоляция. Тепловой, электрический и ионизационный пробой твердой изоляции
- •§3.1. Твердая изоляция
- •§3.2. Виды твердых изоляционных материалов
- •3.2.1. Керамические изоляционные материалы
- •3.2.2. Стекла
- •3.2.3. Слюда
- •3.2.4. Высокомолекулярные полимерные изоляционные материалы
- •3.2.5. Эластомеры
- •§3.3. Тепловой, электрический и ионизационный пробой твердой изоляции
- •3.3.1. Тепловое старение твердой изоляции
- •3.3.2. Тепловой пробой твердой изоляции
- •3.3.3. Электрический пробой твердой изоляции
- •3.3.4. Ионизационный пробой твердой изоляции
- •Глава 4. Газовая и вакуумная изоляция
- •Раздел 3. Испытательные установки и измерения высоких напряжений
- •Глава 1. Испытательные установки высокого напряжения
- •§1.1. Испытательные трансформаторы
- •§1.2. Генераторы импульсных напряжений и токов
- •1.2.1. Генераторы импульсных напряжений
- •1.2.2. Генераторы импульсных токов
- •Глава 2. Измерения на высоком напряжении. Электростатические
- •Киловольтметры. Измерение максимальных значений напряжения
- •С помощью шаровых разрядников. Измерение напряжения
- •С помощью делителей
- •§2.1. Электростатические вольтметры
- •§2.2. Измерительные разрядники
- •§2.3. Делители для измерений высоких постоянных, переменных и импульсных напряжений
- •Раздел 4. Линейная и станционная изоляция. Профилактика изоляции установок высокого напряжения
- •Глава 1. Изоляторы высокого напряжения. Линейные изоляторы,
- •§1.1. Изоляторы высокого напряжения
- •§1.2. Линейные изоляторы
- •§1.3. Станционно-аппаратные изоляторы
- •Глава 2. Изоляция силовых электроустановок напряжением выше 1000 в
- •§2.1.Общие положения
- •§2.2. Изоляция вращающихся электрических машин
- •§2.3. Изоляция силовых трансформаторов
- •§2.4. Изоляция кабелей
- •Глава 3. Профилактика изоляции. Основные методы профилактики изоляции. Профилактика изоляции силовых трансформаторов, линейной изоляции, вращающихся машин, кабелей
- •§3.1. Профилактика изоляции. Основные методы профилактики изоляции
- •3.1.1. Контроль изоляции по tgδ
- •3.1.2. Методы контроля с использованием явления абсорбции
- •3.1.3. Испытание повышенным напряжением
- •3.1.4. Контроль изоляции по распределению напряжения
- •3.1.5. Обнаружение ионизационных процессов в изоляции
- •§3.2. Профилактика изоляции силовых трансформаторов
- •§3.3. Профилактика линейной изоляции
- •§3.4. Профилактика изоляции вращающихся машин
- •§3.5. Профилактика изоляции кабелей
- •Раздел 5. Грозовые перенапряжения и защита от них
- •Глава 1. Молния как источник грозовых перенапряжений. Параметры молнии. Воздействие тока молнии
- •§1.1. Молния как источник грозовых перенапряжений
- •§1.2. Основные параметры молнии
- •§1.3. Воздействие молнии
- •Глава 2. Защита от прямых ударов молнии. Зоны защиты стержневых молниеотводов
- •§2.1. Защита от прямых ударов молнии
- •§2.2. Зоны защиты молниеотводов
- •§2.3. Конструктивное выполнение молниеотводов
- •§3.1. Защита линии электропередачи от молнии
- •§3.2. Применение тросов для защиты линии электропередачи
- •§3.3. Зоны защиты тросовых молниеотводов
- •§3.4. Трубчатые разрядники и их применение для защиты линий
- •§3.5. Рекомендуемые способы грозозащиты линий
- •Защита вл от прямых ударов молнии на подходах к ру и пс
- •Глава 4. Защита оборудования подстанций от набегающих с линии
- •Импульсов грозовых перенапряжений. Вентильный разрядник
- •Как основной аппарат защиты подстанционного оборудования
- •От набегающих импульсов. Нелинейные ограничители перенапряжений
- •§4.1. Защита оборудования подстанций от набегающих с линии
- •Импульсов грозовых перенапряжений
- •§4.2. Вентильный разрядник как основной аппарат защиты подстанционного оборудования от набегающих импульсов
- •§4.3. Нелинейные ограничители перенапряжений
- •Глава 5. Молниезащита зданий и сооружений. Молниезащита зданий и сооружений I категории, II категории, III категории
- •§5.1. Молниезащита зданий и сооружений
- •§5.2. Молниезащита зданий и сооружений I категории,
- •II категории, III категории
- •5.2.1. Молниезащита зданий и сооружений I категории
- •5.2.2. Молниезащита II категории
- •5.2.3. Молниезащита III категории
- •Раздел 6 Контрольные вопросы и задачи
- •9. Методика получения вольт-секундных характеристик изоляции и их практическое значение. Минимальное импульсное и 50%-ное разрядное напряжение.
- •Заданные параметры линии
- •Вид испытания электрооборудования
3.1.3. Испытание повышенным напряжением
Испытание на переменном токе. Испытания повышенным напряжением производятся для проверки наличия необходимого запаса электрической прочности изоляции. Так как понижение электрической прочности вызывается, как правило, местными дефектами в изоляции, то испытание повышенным напряжением есть также способ обнаружения в изоляции местных дефектов. Испытание повышенным напряжением гарантирует также, что изоляция оборудования имеет нужный уровень прочности по отношению к перенапряжениям, возникающим в эксплуатации.
При выпуске изделий с завода испытание повышенным напряжением является основным видом испытания изоляции. Испытательные напряжения для разных типов оборудования определены действующими ГОСТ.
Испытательное напряжение должно прикладываться к изоляции в течение времени, достаточного для развития частичных разрядов или даже развития разряда до пробоя. Практика показала, что для этого достаточно приложение испытательного напряжения в течение 1 мин. Чрезмерно длительное приложение напряжения нежелательно, так как ведет к порче органической изоляции ионизационными процессами.
Изоляция считается выдержавшей испытание повышенным напряжением переменного тока, если в изоляции отсутствуют разряды, отмечаемые на слух или по колебаниям стрелки вольтметра, измеряющего напряжение в первичной цепи. После испытания повышенным напряжением изоляция не должна иметь местных нагревов. Для наиболее ответственного оборудования современная техника требует контроля с помощью индикатора частичных разрядов (ИЧР), причем испытательное напряжение должно быть ниже критического напряжения ионизации.
Испытание на постоянном напряжении. Испытание повышенным напряжением постоянного тока применяется для объектов большой емкости (например, кабелей), требующих при переменном токе слишком большой мощности испытательных трансформаторов.
При приложении выпрямленного напряжения в изоляции не протекают поляризационные токи, следовательно, потери в изоляции малы. Отсутствие емкостного тока препятствует значительному развитию частичных разрядов в изоляции. Поэтому пробивное напряжение изоляции на выпрямленном токе существенно выше, чем на переменном. Коэффициент упрочнения изоляции достигает 3—4. В силу этого испытательные напряжения выпрямленного тока повышаются по сравнению с испытательными напряжениями переменного тока.
Коэффициент упрочнения для доброкачественной изоляции выше, чем для дефектной. Это обстоятельство делает испытание на выпрямленном напряжении избирательным к выявлению ряда возникающих в изоляции дефектов. В этом заключается существенное преимущество испытания изоляции выпрямленным напряжением. Кроме того, в этом испытании можно вести контроль за состоянием изоляции путем измерения токов проводимости.
3.1.4. Контроль изоляции по распределению напряжения
на элементах конструкции
В изоляционных конструкциях, состоящих из ряда элементов (например, в гирляндах изоляторов или колонках опорных изоляторов и др.) рабочее напряжение распределяется по емкостям элементов конструкции, а также частичным емкостям относительно земли и токоведущих частей.
При резком понижении сопротивления изоляции отдельных элементов распределение напряжения по всей конструкции будет искажено по сравнению с нормальным. Следовательно, измерение распределения напряжения по конструкции может быть использовано для выявления дефектных элементов. Для практического применения метода необходимо знать нормальное распределение напряжения по изоляционной конструкции в рабочем состоянии. Метод измерения распределения напряжения позволяет производить контроль за состоянием изоляции под рабочим напряжением. Измерение производится под рабочим напряжением с помощью измерительной штанги.
На электроды изолятора накладываются щупы, к которым подсоединен измерительный прибор или регулируемый «искровой» промежуток. Перенося щупы штанги с одного изолятора на другой, поочередно измеряют напряжения на изоляторах. Сравнение с нормальным распределением указывает на дефектные изоляторы.