Элегаз - Элегазовая изоляция
Изоляторы для элегазовых аппаратов могут быть разделены на два типа: герметичные, отделяющие друг от друга отдельные секции элегазового аппарата, и негерметичные.
Основная часть поверхности герметичных изоляторов обычно имеет форму тел вращения (сферы, конуса), что позволяет увеличить напряжение поверхностного перекрытия и уменьшить напряженность поля в толще диэлектрика для таких изоляторов.
Рис. 1. Характерные формы изоляторов для элегазовых аппаратов и способы экранирования мест контакта изоляторов с электродами
Для них легко решается и проблема механической прочности при токах короткого замыкания.
Применение негерметичных изоляторов в виде опорных конструкций позволяет резко сократить расход изоляционного материала и облегчить процесс производства изоляторов. Но для этого типа изоляторов наиболее трудно удовлетворить комплекс требований по высокой механической и электрической прочности (по толще и по поверхности изолятора).
Основная проблема при создании поддерживающего изолятора с высокой электрической прочностью но поверхности является традиционной для высоковольтных конструкций — предотвращение частичных разрядов в месте контакта изолятора с поверхностью электрода. Традиционно и решение этой проблемы — внутреннее или внешнее экранирование места контакта (рис. 1). Главный недостаток внешнего экранирования — неизбежное увеличение напряженности электрического поля на поверхности электрода.
Основной принцип при конструировании изолятора — выбор такого сочетания формы и глубины заделки экранирующих электродов с формой изолятора, при котором напряженность поля Еа в любой точке на поверхности изолятора, по крайней мере, не превосходит максимальной напряженности поля на поверхности электродов Епо, т.е. Ек >Епо. Для практически полного исключения вероятности перекрытия по поверхности изолятора Ея должно быть на несколько процентов больше Епо.
Но даже и без исключения развития разряда по поверхности изолятора зависимость напряжения перекрытия от давления элегаза при различных воздействиях оказывается в «чистых» условиях близкой к аналогичным зависимостям для разряда элегазового промежутка, а вольт-секундная характеристика имеет тот же характер, что и для чисто элегазового промежутка. Распределение напряжений поверхностного перекрытия подчиняется тем же статистическим закономерностям, что и для чисто элегазового промежутка.
Ребра на поверхности изоляторов в элегазовой аппаратуре не позволяют эффективно бороться со снижением напряжения перекрытия под влиянием свободных проводящих частиц.
Повышение электрической прочности элегазового оборудования сводится к нахождению путей устранения из промежутка проводящих частиц и микровыступов недопустимых размеров на поверхности электродов. Уменьшение выступов на поверхности электродов достигается полировкой поверхности или обработкой ее методами, обеспечивающими повышенную однородность поверхности и снижение механических напряжений в поверхностном слое.
Эффективным средством повышения надежности элегазовой изоляции является ее испытание после монтажа аппаратов на подстанции. Правильно выбранный метод испытаний позволяет не только обнаружить дефекты изоляции, но и устранить из напряженных в электрическом отношении узлов аппарата свободные проводящие частицы, попавшие туда в процессе транспортировки и монтажа аппарата.
Конкретный выбор видов воздействий и методов, выявления дефектов зависит от типа аппарата, его номинального напряжения и т. д. Отметим здесь лишь некоторые, вытекающие из вышеизложенного, основные подходы к выбору метода испытаний.
Приложенного к аппарату напряжения переменного тока, близкого к номинальному, всегда достаточно для приведенных свободных проводящих частиц в движение. Достаточно длительная выдержка (примерно час) аппарата под напряжением и наличие в нем ловушек для частиц приведет к удалению последних в ловушки.
Окончательным подтверждением достаточно высокой электрической прочности аппарата перед включением в эксплуатацию является испытание его переменным напряжением или импульсом напряжения с длительностью фронта около 50 мкс при максимальном значении напряжения, равном 0,9—1 максимального значения соответствующего нормированного испытательного напряжения.