Изоляция линий электропередач основные виды изоляции установок высокого напряжения

В современных электроэнергетических системах, состоящих из ряда электростанций, подстанций, воздушных и кабельных линий электропередачи, используется три основных вида изоляции высо­кого напряжения: станционная, подстанционная и линейная изо­ляции.

К станционной относят изоляцию электрооборудования, пред­назначенного для внутренней установки — изоляцию вращающихся машин (генераторов, двигателей, компенсаторов), электрических аппаратов (выключателей, разрядников, реакторов и др.), силовых трансформаторов и автотрансформаторов, проходные и опорные изоляторы и др.

К подстанционной относят изоляцию электрооборудования, предназначенного для наружной установки (на открытой части под­станции) — изоляцию силовых трансформаторов и автотрансфор­маторов, электрических аппаратов, электроизоляционные конст­рукции.

К линейной относят изоляцию воздушных и кабельных ли­ний.

Электрическую изоляцию установок высокого напряжения де­лят на внешнюю и внутреннюю. К первой относят электроизоля­ционные конструкции, находящиеся на открытом воздухе, а ко вто­рой — устройства и конструкции, находящиеся в жидкой и полу­жидкой среде.

Изоляция высокого напряжения определяет надежность рабо­ты электроэнергетических систем, поэтому к ней предъявляются требования по электрической прочности при воздействии высоких напряжений и перенапряжений, механической прочности, устой­чивости к воздействиям окружающей среды. Изоляция должна дли­тельное время выдерживать рабочее напряжение, а также различ­ные виды перенапряжений.

Внешняя изоляция должна надежно работать при дожде, снеге, гололеде, различных загрязнениях, а в горных районах — при по­ниженных давлениях. Внутренняя изоляция по сравнению с ней находится в более благоприятных условиях эксплуатации.

Разумные эксплуатационные мероприятия помогают обеспечить надежную работу изоляции при применении разрядников, ограни­чителей перенапряжений и других защитных устройств. К таким мероприятиям можно отнести координацию изоляции, организа­цию профилактических испытаний изоляции, диагностику состоя­ния электроизоляционных конструкций, заземление нейтралей трансформаторов и др.

Требования по электрической прочности внешней и внутренней изоляции при влиянии разных видов перенапряжений обусловли­вают уровень изоляции. Электроизоляционные конструкции рас­считываются на определенную величину напряжений и уровень изо­ляции.

Уровень изоляции, как известно, определяет наименьшее раз­рядное напряжение, которое должна иметь изоляция электрообо­рудования электроустановки. Уровень изоляции высокого напря­жения зависит от видов и величин воздействующих на изоляцию перенапряжений с учетом защитных характеристик вентильных раз­рядников.

Выше указывалось, что для изоляции установок напряжением до 220 кВ определяющими факторами являются атмосферные пе­ренапряжения, а для изоляции установок напряжением 330 кВ и выше — внутренние перенапряжения.

Грозовые перенапряжения не связаны с рабочим напряжением электроустановок и могут иметь довольно большую амплитуду. Однако вентильные разрядники ограничивают эту амплитуду до величин, определяемых характеристиками разрядников и импуль­сным током в них.

Уровень изоляции станционного и подстанционного оборудо­вания ниже уровня изоляции линий электропередачи. Защитными устройствами стремятся локализовать опасные перенапряжения на линиях, не допуская их проникновения на подстанционную и тем более на станционную изоляцию, так как выход из строя мощного трансформатора и особенно мощного генератора связан с длитель­ным ограничением отпуска электроэнергии большому количеству потребителей. Кроме того, замена дефектной линейной изоляции на новую несравнимо проще и дешевле такой замены у трансфор­маторов или генераторов.

Разрядники как основные защитные средства определяют уров­ни изоляции. По мере совершенствования разрядников и их защит­ных характеристик верхний уровень изоляции снижается.

Установление уровней изоляции связано с осуществлением коор­динации изоляции. Основной целью координации является обеспече­ние защиты изоляции от перенапряжений, превышающих приня­тые для нее уровни. Защиту стремятся осуществить так, чтобы при всех режимах работы станционная и подстанционная изоляции не подвергались воздействию опасных величин перенапряжений.

Координация станционной и подстанционной изоляций приме­нительно к атмосферным перенапряжениям заключается в согла­совании импульсных характеристик каждой из них с защитными характеристиками вентильных разрядников, а также в учете воз­можных перепадов напряжений между защищаемой изоляцией и разрядниками. Координация изоляции применительно к внутрен­ним перенапряжениям заключается в рациональном выборе интер­вала между защитным уровнем разрядника и соответствующим вы­держиваемым напряжением защищаемой изоляции.

Координация изоляции линий электропередачи основывается на заданных амплитудах и формах волн воздействующих перенапря­жений и для изоляции линий напряжением до 220 кВ производит­ся, исходя из величин грозовых перенапряжений, а для линий на­пряжением 330 кВ и выше — коммутационных перенапряжений.