Промежутки в масле

Зависимости разрядных напряжений от расстояния между электродами при напряжениях промышленной частоты и импульсных разной длительности для слабо и резко неоднородного поля приведены на рис. 6-10 и 6-11. Следует иметь в виду, что электрическая прочность трансформаторного масла может сильно снизиться при увлажнении и загрязнении.

Рис. 6-10. Разрядные напряжения для трансформаторного масла при напряжениях промышленной частоты и импульсных разной длительности в слабо неоднородном поле.

Рис. 6-11. Разрядные напряжения для трансформаторного масла при промышленной частоте и импульсах разной длительности в резко неоднородном поле.

Для повышения электрической прочности масляных промежутков применяют покрытие электродов слоем твердого диэлектрика. При этом разрядное напряжение промышленной частоты увеличивается (рис. 6-12): в однородном поле — на 100— 70%, в слабо неоднородном поле — на 35—25%, в резко неоднородном поле—на 15—10% и меньше. Импульсного разрядного напряжения покрытия не увеличивают.

Рис. 6-12. Влияние покрытия электродов на разрядное напряжение в масле между цилиндрами при промышленной частоте.
1 — d=3 мм, без покрытия; 2 — то же, покрытие 2 слоя кабельной бумаги; 3 — d=10 мм, без покрытия; 4 — то же, покрытие 2 слоя кабельной бумаги.

Значительный эффект как при промышленной частоте, так и при импульсах в резко неоднородных полях дают барьеры из относительно тонкого твердого диэлектрика (рис. 6-13), которые следует располагать в области большей напряженности поля.

Рис. 6-13. Влияние барьеров на разрядное напряжение в масле в резко неоднородном поле при промышленной частоте.
1— s=50 мм; 2 — s=75 мм; 3 — s=100 мм. Барьер — электрокартон 2,5 мм. Up.б — разрядное напряжение промежутка с барьером; Up — разрядное напряжение промежутка без барьера.

Разряд в масле по поверхности твердого диэлектрика

В резко неоднородных полях разряд, в масле по поверхности твердого диэлектрика, как и в воздухе, имеет три стадии: корона (частичные разряды), скользящие разряды, полное перекрытие.

Для изоляции по схеме рис. 6-9 с резко неоднородным полем напряжение Uск скользящих разрядов по поверхности, обычно используемых в масле твердых диэлектриков (бакелизированная бумага, картон и др.), определяется по формуле

Длина lск скользящего разряда при напряжении U>Uск равна:

Полное перекрытие разрядного промежутка в масле длиной lр происходит при напряжении

Формула справедлива для lр>0,05 м.

Бумажно-масляная изоляция

Бумажно-масляная изоляция (БМИ) является основным видом внутренней изоляции электрооборудования классов напряжения ПО кВ и выше.

Кратковременная электрическая прочность БМИ зависит от ее структуры (намотка листовая, ленточная с разным, перекрытием), сорта бумаги, характеристик и избыточного давления масла, качества сушки и ряда других факторов.

Для БМИ из кабельной бумаги толщиной 0,12 мм, пропитанной трансформаторным маслом, при импульсных напряжениях рекомендуются следующие допустимые напряженности:

в слабо неоднородном поле Едоп.имп=70 МВ/м, в резко неоднородном поле (схема изоляции по рис. 6-9) , где lр в м, d в м.

Для аппаратной БМИ, наматываемой вручную:

  • в слабо неоднородном поле Едоп.имп = 40 МВ/м;
  • в резко неоднородном , где d - в м.

Допустимые напряженности при испытательном промышленной частоты и наибольшем рабочем напряжениях определяются из условия отсутствия соответственно критических и начальных частичных разрядов.

Для аппаратной БМИ (кабельная бумага, трансформаторное масло) конденсаторного типа (рис. 6-9) средние напряженности появления частичных разрядов определяются по формулам:

  • начальные частичные разряды

  • критические частичные разряды где d в м.

С учетом возможных случайных отклонений условий появления частичных разрядов рекомендуются как допустимые напряженности:

  • при испытательном напряжении промышленной частоты
  • при наибольшем рабочем напряжении
  • для БМИ в слабо неоднородном поле

Дополнительно по теме