Исследование высоковольтных изоляторов - Реферат

В современной энергетике передача электроэнергии от мест ее производства к потребителям осуществляется по воздушным линиям электропередачи напряжением до 750 КВ и выше. Большое значение имеет надежность работы линий электропередачи и всего комплекса оборудования: трансформаторов, генераторов, коммутационной аппаратуры, компенсирующих устройств и т.д. В значительной мере решение этой задачи обеспечивается надежной работой изоляции электрических систем и оборудования, в частности правильным выбором типа изоляторов, которые в будущем будут эксплуатироваться на проектируемой линии. Изолятор электрический - это устройство для электрической изоляции механической связи частей электрического устройства, находящихся под различными электрическими потенциалами.Изолируемые электроды (шины распределительных устройств, провода линий электропередачи, наружные токоведущие части электрических аппаратов) располагаются на определенных расстояниях друг от друга и от земли (или заземленных частей установок) и укрепляются в заданном положении с помощью изоляторов. Изоляционные расстояния по воздуху зависят от значений напряжения, воздействию которого подвергается установка, и от электрической прочности воздуха. При нормальных атмосферных условиях электрическая прочность воздушных промежутков относительно невелика и в однородном поле при межэлектродных расстояниях более 1 см имеет значение, не превышающее 30 КВ/см. Электрическая прочность воздуха в таких полях еще меньше и при расстояниях между электродами порядка 1-2 м составляет приблизительно 5 КВ/см, а при расстояниях 10-20 м снижается соответственно до 2,5-1,5 КВ/см. На разрядные напряжения воздушных промежутков оказывают влияние давление (р), температура (T) и абсолютная влажность (у) воздуха, поэтому изоляционные расстояния по воздуху выбираются таким образом, чтобы они имели достаточную электрическую прочность при неблагоприятных атмосферных условиях.Диэлектрики, из которых изготавливаются изоляторы, должны обладать высокой механической прочностью, поскольку изоляторы, являясь элементом конструкции, несут значительную нагрузку. Диэлектрики должны иметь высокую электрическую прочность, позволяющую создавать экономичные и надежные конструкции изоляторов. Нарушение электрической прочности изолятора может происходить или при пробое твердого диэлектрика, из которого он изготовлен, или в результате развития разряда в воздухе вдоль внешней поверхности изолятора. Пробой твердого диэлектрика означал бы выход изолятора из строя, тогда как разряд по поверхности при условии быстрого отключения напряжения не причиняет изолятору никаких повреждений. Поэтому пробивное напряжение твердого диэлектрика в изоляторе должно быть (и всегда делается) примерно в 1,5 раза более высоким, чем напряжение перекрытия по поверхности, которым и определяется электрическая прочность изолятора.По своему назначению изоляторы делятся на опорные, подвесные и проходные.Опорно-стержневые изоляторы применяют в закрытых и открытых распределительных устройствах длярепления на них токоведущих шин или контактных деталей. Изоляторы внутренней установки конструктивно представляют собой фарфоровое тело, армированное крепежными металлическими деталями. Ребро на теле изолятора играет роль барьера, заставляя разряд развиваться под углом к силовым линиям поля, т. е. по пути с меньшей напряженностью. Опорно-стержневые изоляторы наружной установки отличаются большим количеством ребер, чем изоляторы внутренней установки. Изоляторы на напряжения 35-110 КВ состоят из сплошного фарфорового стержня, армированного чугунными фланцами.Они состоят из изолирующей детали (из стекла или фарфора), на которой при помощи цемента укрепляется металлическая арматура - шапка и стержень. Требуемый уровень выдерживаемых напряжений достигается соединением необходимого количества изоляторов в гирлянду. Это осуществляется путем введения головки стержня в гнездо на шапке другого изолятора и закрепления его замком. Однако изоляторы сконструированы так, что внешнее растягивающее усилие создает в изоляционном теле в основном напряжения сжатия. В стеклянных изоляторах внутренняя и наружная поверхности головки имеют опорные выступы, что обеспечивает лучшее распределение усилий в изоляторе.Проходные изоляторы применяются для изоляции токоведущих частей при прохождении их через стены, потолки и другие элементы конструкций распределительных, устройств и аппаратов.Стеклопластиковый стержень определяет электрическую и механическую прочность изолятора. Полимерная оболочка обеспечивает защиту от климатических воздействий стержня изолятора. Полимерные изоляторы имеют ряд преимуществ, по сравнению со стеклянными и фарфоровыми: 1) имеют высокую устойчивость к поверхностным электрическим разрядам, солнечной радиации, пыли, загрязнению; Но на ряду с преимуществами у полимерных изоляторов есть и едостатки: 1) полимерные линейные изоляторы высоковольтных линий от 35 до 110 КВ для малозагрязненных районов имеют длину (строительную) большую, чем обычная типовая диэлектр

План

Введение

1. Общая характеристика внешней изоляции

1.1 Атмосферный воздух как диэлектрик

1.2 Диэлектрик изолятора

2. Назначение и типы изоляторов

2.1 Опорные изоляторы

2.2 Подвесные изоляторы

2.3 Проходные изоляторы

3. Полимерные изоляторы. Достоинства и недостатки

Заключение

Список использованной литературы

В современной энергетике передача электроэнергии от мест ее производства к потребителям осуществляется по воздушным линиям электропередачи напряжением до 750 КВ и выше. Большое значение имеет надежность работы линий электропередачи и всего комплекса оборудования: трансформаторов, генераторов, коммутационной аппаратуры, компенсирующих устройств и т.д. В значительной мере решение этой задачи обеспечивается надежной работой изоляции электрических систем и оборудования, в частности правильным выбором типа изоляторов, которые в будущем будут эксплуатироваться на проектируемой линии.

Изолятор электрический - это устройство для электрической изоляции механической связи частей электрического устройства, находящихся под различными электрическими потенциалами. Изолятор состоит из диэлектрика и деталей для его крепления (арматуры). Наиболее часто изоляторы изготавливают из фарфора и стекла. В радиотехнических устройствах и других высокочастотных установках их выполняют из стеатита, ультрафарфора и других материалов с малыми диэлектрическими потерями.

Конструкция и размеры изоляторов определяются прикладываемыми к ним механическими нагрузками, электрическим напряжением установок и условиями их эксплуатации. Изоляторы линий электропередачи и открытых распределительных устройств электрических станций и подстанций подвергаются воздействию атмосферных осадков, которые особенно опасны при сильном загрязнении окружающего воздуха. В таких изоляторах для увеличения напряжения перекрытия (электрического разряда по поверхности) наружная поверхность делается сложной формы, которая удлиняет путь перекрытия. На линиях электропередачи напряжением от 6 до 35 кв применяют так называемые штыревые изоляторы, на линиях более высокого напряжения - гирлянды из подвесных изоляторов, число которых в гирлянде определяется номинальным напряжением линии. В открытых распределительных устройствах для крепления ошиновок или установки аппаратов, находящихся под напряжением, обычно используют опорные изоляторы штыревого типа, которые при очень высоких напряжениях (до 220 кв) собирают в колонки, устанавливая один на другой. Для вывода высокого потенциала через заземленную поверхность (например, крышку бака трансформатора) служат проходные изоляторы.