Характеристика уровней изоляции сетей 6-35 кВ

В соответствии с условиями эксплуатации изоляция конструкций подразделяется на внешнюю и внутреннюю. Внешней изоляцией называется внешняя часть изоляционной конструкции, где изолирующей средой является атмосферный воздух или сочетание поверхности диэлектрика с атмосферным воздухом.

Внутренней изоляцией называется внутренняя часть изоляционной конструкции, где изолирующей средой является жидкий, твердый или газообразный диэлектрик или их комбинация, не подвергающаяся непосредственному воздействию внешних условий.

Отличительной особенностью внешней изоляции является ее свойство восстанавливать свои параметры после разряда или пробоя, что дает возможность достаточно достоверно определить ее электрическую прочность.

Достоверных сведений о характеристиках электрической прочности внутренней изоляции получить невозможно. Поэтому они косвенно характеризуются нормированными (ГОСТ 1516.3) испытательными напряжениями грозовых импульсов и нормированным испытательным напряжением промышленной частоты. Для электрооборудования 6-35 кВ допустимая кратность (выдерживаемый уровень) коммутационных перенапряжений по отношению к фазному значению наибольшего рабочего напряжения определяется по выражению:

-нормированное одноминутное испытательное напряжение промышленной частоты главной изоляции электрооборудования, кВ, (действующее значение);

-наибольшее рабочее напряжение сети, кВ (действующее значение);

-коэффициент импульса, учитывающий повышение разрядного напряжения изоляции при более коротком коммутационном импульсе по сравнению с испытательным напряжением. КИ= 1.3 для главной изоляции трансформаторов. Ки=1.1 для аппаратов;

-коэффициент кумулятивности, учитывающий снижение электрической прочности в условиях эксплуатации при многократных воздействиях перенапряжений и возможность старения изоляции. Кк=0.9 для главной изоляции трансформаторов, Кк=1.0 - для аппаратов.

Допустимая кратность грозовых перенапряжений оценивается по формуле:

-испытательное напряжение грозовым импульсом по ГОСТ 1516.1.

Статорные обмотки электрических машин имеют меньший уровень изоляции. Особенностью статорной изоляции является то, что ее коэффициент импульса примерно равен единице. Если в сетях установлены высоковольтные электрические машины в виде синхронных компенсаторов, генераторов и электродвигателей, то определяется как:

-испытательное напряжение электрических двигателей.

Результаты расчетов допустимых кратностей перенапряжений для сетей 6-35 кВ представлены в таблицах 1, 2, 3, 4.

В заключение по допустимому уровню электрической прочности изоляции электрооборудования можно сделать следующие выводы:

  • Среди всех видов электрооборудования наименьший уровень изоляции имеют электрические машины.
  • Кратность допустимых уровней перенапряжений находится в пределах 4.0-7.0.
  • Кратность допустимых грозовых перенапряжений при прочих равных условиях приблизительно на 45% больше, чем при внутренних перенапряжениях.
  • Электрооборудование с облегченной изоляцией, применяемое в сетях 6-10 кВ, имеет кратность допустимых перенапряжений на 30% ниже, чем для электрооборудования с нормальной изоляцией.
  • В составе электрооборудования сетей 6-35 кВ применяются трансформаторы тока, напряжения, выключатели, силовые трансформаторы, электродвигатели, синхронные компенсаторы и другое оборудование, поэтому в большинстве случаев уровень изоляции линий электропередачи определяется изоляцией перечисленных видов оборудования.

Приведенные данные показывают, что в сетях 6-35 кВ с изолированной или резонансно заземленной нейтралью внутренние перенапряжения обычно не опасны для изоляции электрооборудования с нормальной изоляцией. Вместе с тем нельзя исключить ухудшение (например, старение) изоляции в периоды между эксплуатационными профилактическими испытаниями, поэтому для повышения надежности работы изоляции сетей, прежде всего, состаренной в процессе многолетней эксплуатации, необходимо предусматривать дополнительные мероприятия по ограничению внутренних перенапряжений.

Дополнительно по теме