5.3.Кратковременная электрическая прочность внутренней изоляции

Это способность изоляции выдерживать грозовые и внутренние

перенапряжения и непродолжительные повышения рабо­чего напряжения. Многократные воздействия перенапряжений не должны вызывать не только сквозной пробой изоляции, но и по­вреждения местного характера, которые затем, могут ускоренно развиваться под действием рабочего напряжения и привести к преж­девременному выходу изоляции из строя.

Механизм пробоя внутренней изоляции, состоящей из комбинации нескольких диэлектриков, при кратковременном приложении напряжения весьма, сложен. Он может быть различным в зависимости от длительности воздействия напряжения, от свойств отдельных диэлектриков и распределения этих диэлектриков по объему изоляции, а также в зависимости от температурных условий и конфигурации электрического поля. Для внутренней изоляции, как и для отдельных диэлектриков, различают два вида пробоя: электрический и тепловой. При электрическом пробое образование и быстрое размножение подвижных заряженных частиц в изоляции происходит непосредственно под действием сильного электрического поля. В случае теплового пробоя электрическое поле обусловливает сильный разогрев изоляции за счет диэлектрических потерь до теплового разрушения, которое сопровождается переходом в состояние, повышенной проводимости.

5.4.Методы испытания изоляции

При серийном производстве и массовом применении оборудования высокого напряжения имеется некоторая вероятность появления в изоляции дефектов из-за разного рода ошибок в процессе изготовления, транспортировки, монтажа или во время эксплуата­ции, а также вследствие неучтенных внешних воздействий. Чтобы существенно снизить вероятность аварийного повреждения изоля­ции, используется система контроля качества изоляционных кон­струкций путем различных испытаний.

Действующая в настоящее время система контрольных испытаний включает в себя следующие этапы. Новая изоляционная конструк­ция до передачи ее в производство проходит государственные, меж­ведомственные или другие испытания, во время которых всесторонне проверяется ее пригодность к работе в заданных условиях. Готовые изоляционные конструкции, предназначенные для работы в установ­ках высокого напряжения, подвергаются приемо-сдаточным испыта­ниям на заводе-изготовителе, а затем на месте эксплуатации после выполнения монтажа и других подготовительных работ. В процессе эксплуатации состояние изоляции периодически контролируется при послеремонтных и профилактических испытаниях. С помощью последних выявляется не только изоляция со случайно возникшими дефектами, но также и изоляция, состарившаяся естественным путем в результате длительной работы. Объем, методы и нормы испыта­ний устанавливаются соответствующими стандартами, техническими условиями и Правилами технической эксплуатации электроустано­вок.

Используемые при всех видах испытаний методы можно классифи­цировать следующим образом;

испытания повышенным напряжением с пробоем дефектной изоляции;

испытания при рабочем или повышенном напряжении с малой вероятностью пробоя — измерения и характеристик ЧР при напряжениях, близких к рабочему; неразрушающие методы — измерения, сопротивления утечки емкостных характеристик при низких напряжениях; неэлектрические методы контроля. Разные методы контроля изоляции по-разному выявляют различ­ные по характеру дефекты. Последние обычно условно подразде­ляют на две группы: сосредоточенные и распределенные. К первым относятся дефекты малых размеров, например проколы, трещины, газовые включения; ко вторым — дефекты, охватывающие значи­тельные объемы изоляции, например увлажнения или загрязнения.

Изоляция электрических установок в условиях эксплуатации подвергается воздействию рабочего напряжения, внутренних и грозовых перенапряжений. Способность изоляции выдерживать перенапряжения проверяется путем испытания ее электрической прочности соответственно напряжением промышленной частоты (50 Гц) и импульсным напряжением.

Учитывая различную зависимость электрической прочности изоляции от атмосферных условий, а также влияние других факто­ров, испытательные напряжения нормируются отдельно для внут­ренней и для внешней изоляции.

Импульсные испытательные напряжения установлены для коор­динации электрической прочности изоляции электрооборудования с воздействующими на нее грозовыми перенапряжениями, ограни­ченными защитными разрядниками. Испытания проводятся стандартными импульсами 1,2 / 50 мкс (полными импульсами), а также импульсами, срезанными при предразрядном времени 2—3 мкс (срезанными импульсами).

Импульсные испытательные напряжения электрооборудования, установленные ГОСТ приведены в табл.9. Испыта­тельные напряжения внешней изоляции, указанные в табл. 9, приведены к нормальным атмосферным условиям. При отклонении условий испытания от нормальных необходимо внести поправки в значения испытательных напряжений.

Испытательные напряжения промышленной частоты (см. табл. 10) установлены с целью координации электрической прочности изоляции электрооборудования с воздействующими на нее внутренними перенапряжениями.

Испытательные напряжения промышленной частоты (50 Гц), установленные ГОСТ, приведены в табл. 10.

Таблица 10

Испытательные действующие напряжения промышленной частоты (50Гц) для электрооборудования с нормальной изоляцией, кВ

Класс	Наи- боль- шее рабочее	Испытательное
		одноминутное				внешней изоляции (при плавном подъеме)
		силовых трансфор-маторов и реакторов	транс-формато-ров на-пряже-ния	аппара- тов и транс- формато- ров тока	изолято- ров, ис- пытывае- мых отдельно	в сухом состоянии		под дождем для аппаратов, трансформа-торов и изо-ляторов наружной установки
						аппаратов, трансфор- маторов и реакторов	изолято- ров, ис-пытывае- мых отдельно
3	3,6	18	24	24	25	26	27	20
6	7,2	25	32	32	32	34	36	26
10	12	35	42	42	42	45	47	34
15	17,5	45	55	55	57	60	63	45
20	24	55	65	65	68	70	75	55
35	40,5	85	95	95	100	105	110	85
110	126	200	200	250	265	280	295	215
150	172	230 (275)	275	320	340	320 (355)	375	290
220	252	325 (400)	400	470	490	465 (520)	550	425

Таблица 9

Импульсные испытательные напряжения электрооборудования с нормальной изоляцией, кВ

Действующее напряжение		Максимальное значение импульса испытательного напряжения для изоляции
		внутренней				внешней
класс	наибольшее напряжение	аппаратов и трансформаторов	силовых трансформаторов	шунтирующих реакторов	трансформаторов напряжения	аппаратов, трансформаторов напряжения и тока, реакторов		силовых трансформаторов	изоляторов, испытываемых отдельно
3	3,6	42 / 50	44 / 50			42 / 50			44 / 52
6	7,2	57 / 70	60 / 70			57 / 70			60 / 73
10	12	75 / 90	80 / 90			75 / 90			80 / 100
15	17,5	100 / 120	108 / 120			100 / 120			105 / 125
20	24	120 / 150	130 / 150			120 / 150			125 / 158
35	40,5	180 / 225	200 / 225			185 / 230			195 / 240
110	126	425 / 550	480 / 550			460 / 570			480 / 600
150	172	585 / 760	550(660) / 600(760)		660 / 760	635 / 785	500(630) / (625(785)		660 / 825
220	252	835 / 1090	750 (950) / 835 (1090)		950 / 1130	900 / 1130	690(900) / 860(1130)		950 / 1190
330	363	1100 / 1300	1100 / 1300	1200 / 1300		1150 / 1350	1000 / 1250		1200 / 1400
500	525	1500 / 1800	1500 / 1800	1675 / 1800		1600 / 1950	1450 / 1800		1600 / 1950
750	787	2100 / 2600	2175 / 2300	2300 / 2500		2100 / 2600	1900 / 2350		2100 / 2600
Примечание: Величины импульсных испытательных напряжений указаны для нормальных атмосферных условий: в числителе – полным импульсом, в знаменателе – срезанным импульсом

Контрольные вопросы

1. Что такое внутренняя изоляция?

2. Какие особенности отличают внутреннюю изоляцию от внешней?

3. Какие виды электрической прочности имеет внутренняя изоляция?

4. Что такое естественное старение изоляции?

5. Какие процессы влияют на старение изоляции?

6. Дайте определение и объясните возникновение частичных разрядов.

7. Как влияют электрохимические процессы на срок служба изоляции?

8. Какие виды частичных разрядов существуют?

9. Объясните характер развития частичных разрядов в бумажно-масляной изоляции.

10. Объясните характер развития частичных разрядов в маслобарьерной изоляции?

11. Что такое «ползущий» разряд?

12. Что такое тепловое старение изоляции?

13. Как влияет тепловое старение на твердые и жидкие диэлектрики?

14. Дайте оценку влияния влаги на характеристики изоляции.

15. Что такое электрический пробой?

16. Что такое тепловой пробой?

17. Назовите этапы системы контрольных испытаний изоляции.

18. Классификация методов испытаний изоляции.

19. Воздействию каких напряжений подвергается изоляция в условиях эксплуатации?

20. Какими напряжениями испытывается электрическая прочность изоляции?

Лекция 12.