Ang mga pangunahing uri at mga de-koryenteng katangian ng panloob na pagkakabukod ng mga de-koryenteng pag-install

Pangkalahatang katangian ng panloob na pagkakabukod ng mga de-koryenteng pag-install

Ang panloob na pagkakabukod ay tumutukoy sa mga bahagi ng istraktura ng insulating kung saan ang insulating medium ay likido, solid o gas na mga dielectric o ang kanilang mga kumbinasyon, na walang direktang kontak sa hangin sa atmospera.

Ang kagustuhan o pangangailangan ng paggamit ng panloob na pagkakabukod kaysa sa nakapaligid na hangin ay dahil sa maraming mga kadahilanan.

Una, ang mga panloob na materyales sa pagkakabukod ay may mas mataas na lakas ng kuryente (5-10 beses o higit pa), na maaaring mabawasan nang husto ang mga distansya ng pagkakabukod sa pagitan ng mga wire at bawasan ang laki ng kagamitan. Ito ay mahalaga mula sa isang pang-ekonomiyang punto ng view.

Pangalawa, ang mga indibidwal na elemento ng panloob na pagkakabukod ay gumaganap ng pag-andar ng mekanikal na pangkabit ng mga wire; ang mga likidong dielectric sa ilang mga kaso ay makabuluhang nagpapabuti sa mga kondisyon ng paglamig para sa buong istraktura.

Ang mga panloob na elemento ng insulating sa mga istrukturang may mataas na boltahe sa panahon ng operasyon ay nakalantad sa malakas na mga pag-load ng elektrikal, thermal at mekanikal. Sa ilalim ng impluwensya ng mga impluwensyang ito, ang mga dielectric na katangian ng pagkakabukod ay lumala, ang pagkakabukod ay "edad" at nawawala ang lakas ng kuryente nito.

Ang mga thermal effect ay sanhi ng paglabas ng init sa mga aktibong bahagi ng kagamitan (sa mga wire at magnetic circuit) pati na rin ang mga pagkawala ng dielectric sa insulation mismo. Sa mga kondisyon ng pagtaas ng temperatura, ang mga proseso ng kemikal sa pagkakabukod ay nagpapabilis nang malaki, na humahantong sa isang unti-unting pagkasira ng mga katangian nito.

Ang mga mekanikal na load ay mapanganib para sa panloob na pagkakabukod, dahil ang mga microcrack ay maaaring lumitaw sa mga solidong dielectric na bumubuo nito, kung saan pagkatapos, sa ilalim ng impluwensya ng isang malakas na electric field, ang mga bahagyang discharge ay magaganap at ang pagtanda ng pagkakabukod ay mapabilis.

Ang isang espesyal na anyo ng panlabas na impluwensya sa panloob na pagkakabukod ay sanhi ng mga contact sa kapaligiran at ang posibilidad ng kontaminasyon at kahalumigmigan ng pagkakabukod sa kaso ng pagtagas ng pag-install. Ang basa sa pagkakabukod ay humahantong sa isang matalim na pagbaba sa paglaban sa pagtagas at isang pagtaas sa mga pagkalugi ng dielectric.

Mga katangian ng pagkakabukod bilang isang dielectric

Ang pagkakabukod ay pangunahing nailalarawan sa pamamagitan ng DC resistance, dielectric loss at electrical strength. Ang electrically equivalent isolation circuit ay maaaring katawanin sa pamamagitan ng pagkonekta ng mga capacitor at resistors nang magkatulad. Sa pagsasaalang-alang na ito, kapag ang isang pare-parehong boltahe ay inilapat sa pagkakabukod, ang kasalukuyang nasa loob nito ay bumababa nang malaki at ang sinusukat na halaga ng paglaban ay tumataas nang naaayon.Ang itinatag na halaga ng paglaban sa pagkakabukod R mula dito ay nagpapakilala sa panlabas na polusyon ng pagkakabukod at ang pagkakaroon ng mga dumadaan na kasalukuyang mga landas dito. Bilang karagdagan, ang pagkakabukod ng hydration ay maaari ding makilala sa pamamagitan ng ganap na halaga ng kapasidad at ang dinamika ng pagbabago nito.

Pagkasira ng panloob na pagkakabukod ng mga de-koryenteng kagamitan

Sa kaganapan ng isang mataas na boltahe na fault, ang panloob na pagkakabukod ay ganap o bahagyang nawawala ang dielectric na lakas nito. Karamihan sa mga uri ng panloob na pagkakabukod ay nabibilang sa pangkat ng mga hindi mababawi na pagkakabukod, ang pagkasira nito ay nangangahulugan ng hindi maibabalik na pinsala sa istraktura. Nangangahulugan ito na ang panloob na pagkakabukod ay dapat magkaroon ng mas mataas na lakas ng dielectric kaysa sa panlabas na pagkakabukod, i.e. tulad ng isang antas na ang mga pagkabigo ay ganap na hindi kasama sa buong buhay ng serbisyo.

Ang hindi maibabalik na pinsala sa panloob na pagkakabukod ay lubos na nagpapalubha sa akumulasyon ng eksperimentong data para sa mga bagong uri ng panloob na pagkakabukod at para sa mga bagong binuo na malalaking istruktura ng pagkakabukod ng mataas at ultra-mataas na boltahe na kagamitan. Pagkatapos ng lahat, ang bawat piraso ng malaki, mahal na pagkakabukod ay maaari lamang masuri para sa pagkabigo nang isang beses.

Mga dielectric na ginagamit upang makagawa ng panloob na pagkakabukod ng mga de-koryenteng kagamitan

DielectricsAng mga kagamitan na ginagamit para sa paggawa ng mataas na boltahe na panloob na pagkakabukod ay dapat magkaroon ng isang kumplikadong mataas na elektrikal, thermophysical at mekanikal na mga katangian at magbigay ng: ang kinakailangang antas ng dielectric na lakas, pati na rin ang kinakailangang thermal at mekanikal na mga katangian ng insulating structure na may mga sukat na nakakatugon sa ang mataas na teknikal at pang-ekonomiyang tagapagpahiwatig ng buong pag-install sa kabuuan.

Ang mga dielectric na materyales ay dapat ding:

• may mahusay na mga teknolohikal na katangian, i.e. dapat na angkop para sa high-throughput na mga proseso ng panloob na paghihiwalay;

• matugunan ang mga kinakailangan sa kapaligiran, i.e. hindi sila dapat maglaman o bumuo ng mga nakakalason na produkto sa panahon ng operasyon, at pagkatapos na maubos ang buong mapagkukunan, dapat silang sumailalim sa pagproseso o pagkasira nang hindi nadudumihan ang kapaligiran;

• hindi upang maging mahirap makuha at magkaroon ng ganoong presyo na ang istraktura ng paghihiwalay ay maaaring mabuhay sa ekonomiya.

Sa ilang mga kaso, ang iba pang mga kinakailangan ay maaaring idagdag sa mga kinakailangan sa itaas dahil sa mga detalye ng isang partikular na uri ng kagamitan. Halimbawa, ang mga materyales para sa mga power capacitor ay dapat magkaroon ng mas mataas na dielectric constant; mga materyales para sa mga silid ng pamamahagi - mataas na pagtutol sa mga thermal shock at electric arc.

Ang pangmatagalang kasanayan sa paglikha at pagpapatakbo ng iba't ibang mga high-voltage na kagamitan ay nagpapakita na sa maraming mga kaso ang buong hanay ng mga kinakailangan ay pinakamahusay na nasiyahan kapag ang isang kumbinasyon ng ilang mga materyales ay ginamit bilang bahagi ng panloob na pagkakabukod, na umaakma sa bawat isa at gumaganap ng bahagyang magkakaibang mga pag-andar. .

Kaya, ang mga solidong dielectric na materyales lamang ang nagbibigay ng mekanikal na lakas ng istraktura ng insulating; karaniwang mayroon silang pinakamataas na lakas ng dielectric. Ang mga bahagi na gawa sa isang solidong dielectric na may mataas na lakas ng makina ay maaaring kumilos bilang isang mekanikal na anchor para sa mga wire.

Madaling pinupunan ng mga high-strength na gas at liquid dielectric ang mga insulation gaps ng anumang configuration, kabilang ang pinakamaliit na gaps, pores at crack, at sa gayon ay makabuluhang tumataas ang dielectric strength, lalo na sa mahabang panahon.

Ang paggamit ng mga likidong dielectric ay ginagawang posible sa ilang mga kaso upang makabuluhang mapabuti ang mga kondisyon ng paglamig dahil sa natural o sapilitang sirkulasyon ng insulating liquid.

Mga uri ng panloob na pagkakabukod at mga materyales na ginagamit para sa kanilang produksyon.

Ang ilang mga uri ng panloob na pagkakabukod ay ginagamit sa mataas na boltahe na pag-install at kagamitan ng power system. Ang pinakakaraniwan ay paper-impregnated (paper-oil) insulation, oil barrier insulation, mica-based insulation, plastic at gas.

Ang mga varieties na ito ay may ilang mga pakinabang at disadvantages at may sariling mga lugar ng aplikasyon. Gayunpaman, nagbabahagi sila ng ilang karaniwang katangian:

• ang kumplikadong katangian ng pag-asa ng lakas ng dielectric sa tagal ng pagkakalantad sa boltahe;

• sa karamihan ng mga kaso, hindi maibabalik na pagkasira sa pamamagitan ng demolisyon;

• impluwensya sa pag-uugali sa panahon ng operasyon ng mekanikal, thermal at iba pang panlabas na impluwensya;

• sa karamihan ng mga kaso ay isang predisposisyon sa pagtanda.

Impregnated Paper Insulation (BPI)

Ang mga panimulang materyales ay mga espesyal na electrical insulating paper at mineral (petrolyo) na mga langis o sintetikong likidong dielectric.

Ang pagkakabukod na pinapagbinhi ng papel ay batay sa mga layer ng papel. Roll-impregnated paper insulation (roll width hanggang 3.5 m) ay ginagamit sa mga seksyon ng power capacitors at sa bushings (sleeves); tape (lapad ng tape mula 20 hanggang 400 mm) - sa mga istruktura na may mga electrodes ng medyo kumplikadong pagsasaayos o mahabang haba (mga manggas ng mas mataas na mga klase ng boltahe, mga power cable). Ang mga layer ng tape insulation ay maaaring sugat sa elektrod na may overlap o may puwang sa pagitan ng mga katabing liko.Pagkatapos ng paikot-ikot na papel, ang pagkakabukod ay tuyo sa ilalim ng vacuum sa temperatura na 100-120 ° C sa isang natitirang presyon ng 0.1-100 Pa. Ang papel ay pagkatapos ay pinapagbinhi ng mahusay na degassed na langis sa ilalim ng vacuum.

Ang isang depekto sa papel sa insulation na pinapagbinhi ng papel ay nakakulong sa isang layer at paulit-ulit na sinasapawan ng ibang mga layer. Ang thinnest gaps sa pagitan ng mga layer at isang malaking bilang ng mga micropores sa papel mismo sa panahon ng vacuum drying ay nag-aalis ng hangin at kahalumigmigan mula sa pagkakabukod, at sa panahon ng impregnation, ang mga gaps at pores na ito ay mapagkakatiwalaan na puno ng langis o isa pang impregnating na likido.

Ang capacitor at cable paper ay may homogenous na istraktura at mataas na kemikal na kadalisayan. Ang mga papel na pampalapot ay ang pinakamanipis at pinakadalisay. Ang mga papel ng transpormer ay ginagamit sa mga bushings, kasalukuyang at boltahe na mga transformer, pati na rin sa mga paayon na elemento ng pagkakabukod ng mga transformer ng kuryente, mga autotransformer at mga reaktor.

Para sa pagpapabinhi ng pagkakabukod ng papel sa mga cable na puno ng langis ng kuryente 110-500 kV, na may mababang lagkit na langis o sintetikong mga langis ng cable, at sa mga cable hanggang sa 35 kV - mga halo na puno ng langis na may tumaas na lagkit.

Impregnation ay isinasagawa sa kapangyarihan at pagsukat ng mga transformer at bushings langis ng transpormer… Paggamit ng power capacitors capacitor oil (petrolyo), chlorinated biphenyls o ang kanilang mga pamalit at castor oil (sa impulse capacitors).

Ang mga langis ng petrolyo cable at capacitor ay mas lubusan na pino kaysa sa mga langis ng transpormer.

Ang mga chlorinated biphenyl na nagtataglay ng mataas na kamag-anak na dielectric na pare-pareho, tumaas na pagtutol sa mga partial discharges (PD) at hindi pagkasusunog, ang mga ito ay nakakalason at mapanganib sa kapaligiran. Samakatuwid, ang sukat ng kanilang paggamit ay nabawasan nang husto, pinalitan sila ng mga likidong friendly na kapaligiran.

Upang mabawasan ang mga pagkalugi ng dielectric sa mga capacitor ng kapangyarihan, ang isang pinagsamang pagkakabukod ay ginagamit, kung saan ang mga layer ng papel ay kahalili ng mga layer ng polypropylene film, na isang order ng magnitude na mas maliit kaysa sa hindi ginagamot na papel. Ang ganitong pagkakabukod ay may mas mataas na lakas ng kuryente.

Ang mga disadvantages ng pagkakabukod na pinapagbinhi ng papel ay ang mababang pinapayagan na temperatura ng operating (hindi hihigit sa 90 ° C) at flammability.

Oil barrier (puno ng langis) insulation (MBI).

Ang pagkakabukod na ito ay batay sa langis ng transpormer. Tinitiyak nito ang mahusay na paglamig ng istraktura dahil sa kusang o sapilitang sirkulasyon.

Ang mga solidong dielectric na materyales ay bahagi din ng oil barrier insulation - mga de-koryenteng karton, cable paper, atbp. Nagbibigay sila ng mekanikal na lakas sa istraktura at ginagamit upang madagdagan ang dielectric na lakas ng pagkakabukod ng hadlang ng langis. Ang mga baffle ay gawa sa mga de-koryenteng karton at ang mga electrodes ay natatakpan ng mga layer ng cable paper. Ang mga hadlang ay nagdaragdag ng dielectric na lakas ng pagkakabukod na may isang hadlang ng langis ng 30-50%, na naghahati sa pagkakabukod na puwang sa isang bilang ng mga makitid na channel, nililimitahan nila ang dami ng mga particle ng karumihan na maaaring lumapit sa mga electrodes at lumahok sa pagsisimula ng proseso ng paglabas.

Ang lakas ng kuryente ng pagkakabukod ng hadlang ng langis ay nadagdagan sa pamamagitan ng pagtakip ng kumplikadong mga electrodes na may manipis na layer ng polymeric na materyal, at sa kaso ng mga simpleng hugis na electrodes sa pamamagitan ng insulating na may mga layer ng paper tape.

Ang teknolohiya para sa paggawa ng pagkakabukod na may hadlang ng langis ay kinabibilangan ng pagpupulong ng istraktura, pagpapatayo sa ilalim ng vacuum sa temperatura na 100-120 ° C at pagpuno (impregnation) sa ilalim ng vacuum na may degassed na langis.

Ang mga bentahe ng oil-barrier insulation ay kinabibilangan ng kamag-anak na pagiging simple ng disenyo at teknolohiya ng paggawa nito, masinsinang paglamig ng mga aktibong bahagi ng kagamitan (windings, magnetic circuits), pati na rin ang posibilidad ng pagpapanumbalik ng kalidad ng pagkakabukod sa panahon ng operasyon. sa pamamagitan ng pagpapatuyo ng istraktura at pagpapalit ng langis.

Ang mga disadvantages ng pagkakabukod na may isang hadlang ng langis ay ang mas mababang lakas ng kuryente kaysa sa pagkakabukod ng papel-langis, ang panganib ng sunog at pagsabog ng istraktura, ang pangangailangan para sa espesyal na proteksyon laban sa kahalumigmigan sa panahon ng operasyon.

Ang pagkakabukod ng langis ay ginagamit bilang pangunahing pagkakabukod sa mga transformer ng kuryente na may nominal na boltahe na 10 hanggang 1150 kV, sa mga autotransformer at reactor na may mas mataas na mga klase ng boltahe.

Ang pagkakabukod na nakabatay sa mika ay may klase ng paglaban sa init B (hanggang sa 130 ° C). Ang Mica ay may napakataas na dielectric na lakas (sa isang tiyak na oryentasyon ng electric field na may kaugnayan sa istraktura ng kristal), ay lumalaban sa mga bahagyang discharge, at lubos na lumalaban sa init. Salamat sa mga pag-aari na ito, ang mika ay isang kailangang-kailangan na materyal para sa insulating ang stator windings ng malalaking umiikot na makina. Ang pangunahing panimulang materyales ay mica strip o glass mica strip.

Ang Micalenta ay isang layer ng mica plate na konektado sa barnisan sa bawat isa at may isang substrate na gawa sa espesyal na papel o glass tape. Ginagamit ang Mikalenta sa tinatawag na kumplikadong pagkakabukod, ang proseso ng paggawa kung saan kasama ang paikot-ikot na ilang mga layer ng mica tape, impregnation na may bituminous compound sa ilalim ng vacuum heating at pagpindot. Ang mga operasyong ito ay paulit-ulit tuwing lima hanggang anim na layer hanggang sa makuha ang kinakailangang kapal ng pagkakabukod. Ang kumplikadong pagkakabukod ay kasalukuyang ginagamit sa maliliit at katamtamang laki ng mga makina.

Ang pagkakabukod mula sa mga glass mica strip at thermosetting impregnating compound ay mas perpekto.

Ang mika tape ay binubuo ng isang layer ng 0.04 mm makapal na mica paper at isa o dalawang layer ng 0.04 mm na makapal na glass tape. Ang ganitong komposisyon ay may sapat na mataas na lakas ng makina (dahil sa mga substrate) at ang mga nabanggit na katangian na katangian ng mika.

Ang mga mika strip at impregnating na komposisyon batay sa epoxy at polyester resins ay ginagamit upang gumawa ng thermoset insulation, na hindi lumalambot kapag pinainit, nagpapanatili ng mataas na mekanikal at elektrikal na lakas. Ang mga uri ng thermoset insulation na ginagamit sa ating bansa ay tinatawag na "mica", "monolith", "monotherm", atbp. Ang thermosetting insulation ay ginagamit sa stator windings ng malalaking turbos at hydro-generators, motors at synchronous compensator na may nominal na boltahe na hanggang 36 kV.

Ang plastik na pagkakabukod sa isang pang-industriya na sukat ay ginagamit sa mga kable ng kuryente para sa mga boltahe hanggang sa 220 kV at sa mga kable ng salpok. Ang pangunahing dielectric na materyal sa mga kasong ito ay mababa at mataas na density polyethylene. Ang huli ay may mas mahusay na mga mekanikal na katangian ngunit hindi gaanong machinable dahil sa mas mataas na temperatura ng paglambot nito.

Ang plastik na pagkakabukod sa cable ay nasa pagitan ng mga semiconducting shield na gawa sa carbon-filled polyethylene. Ang screen sa kasalukuyang-dalang kawad, ang polyethylene insulation at ang panlabas na kalasag ay inilapat sa pamamagitan ng pagpilit (pagpilit). Ang ilang uri ng mga impulse cable ay gumagamit ng mga interlayer ng fluoroplastic tape. Sa ilang mga kaso, ang polyvinyl chloride ay ginagamit para sa mga protective cable sheath.

Pagkakabukod ng gas

Ito ay ginagamit upang magsagawa ng gas insulation sa mataas na boltahe na istruktura SF6 gas o sulfur hexafluoride… Ito ay isang walang kulay, walang amoy na gas na halos limang beses na mas mabigat kaysa sa hangin.Ito ay may pinakamalaking lakas kumpara sa mga inert na gas tulad ng nitrogen at carbon dioxide.

Ang purong SF6 gas ay hindi nakakapinsala, hindi aktibo sa kemikal, nadagdagan ang kakayahan sa pagwawaldas ng init at isang napakahusay na daluyan ng pagsugpo sa arko; hindi nasusunog o nagpapanatili ng pagkasunog. Ang dielectric na lakas ng SF6 gas sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay humigit-kumulang 2.5 beses kaysa sa hangin.

Ang mataas na dielectric na lakas ng SF6 gas ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga molekula nito ay madaling magbigkis ng mga electron, na bumubuo ng mga matatag na negatibong ion. Samakatuwid, ang proseso ng pagpaparami ng mga electron sa isang malakas na electric field, na siyang batayan para sa pagbuo ng isang electric discharge, ay nagiging mahirap.

Habang tumataas ang presyon, ang dielectric na lakas ng SF6 gas ay tumataas halos proporsyonal sa presyon at maaaring mas mataas kaysa sa likido at ilang solidong dielectric. Ang pinakamataas na operating pressure at samakatuwid ang pinakamataas na antas ng dielectric strength ng SF6 sa isang insulating structure ay limitado ng posibilidad ng liquefaction ng SF6 sa mababang temperatura, halimbawa, ang liquefaction temperature ng SF6 sa isang pressure na 0.3 MPa ay -45 ° C at sa 0.5 MPa ito ay -30 ° C. Ang ganitong mga temperatura para sa naka-off na kagamitan sa labas ay lubos na posible sa taglamig sa maraming bahagi ng bansa.

Ang mga insulating support structure na gawa sa cast epoxy insulation ay ginagamit upang ma-secure ang mga live na bahagi kasama ng SF6 gas.

Ang SF6 gas ay ginagamit sa mga circuit breaker, cable at hermetically sealed switchgear (GRU) para sa mga boltahe na 110 kV pataas at ito ay isang napaka-promising na insulating material.

Sa mga temperatura sa itaas 3000 ° C, ang agnas ng SF6 gas ay maaaring magsimula sa paglabas ng mga libreng fluorine atoms.Ang mga gas na nakakalason na sangkap ay nabuo. Ang posibilidad ng kanilang paglitaw ay umiiral para sa ilang mga uri ng mga switch na idinisenyo upang idiskonekta ang malalaking short-circuit na alon. Dahil ang mga switch ay hermetically sealed, ang paglabas ng mga nakakalason na gas ay hindi mapanganib sa operating personnel at sa kapaligiran, ngunit ang mga espesyal na pag-iingat ay dapat gawin kapag nag-aayos at binubuksan ang switch.