Kõrgepingetehnoloogia elektris, taimede isolatsiooni tüübid ja isolatsiooni koordineerimine

Kõrgepinge tehnika

Kõrgepingetehnika on üks peamisi erialasid mitmel elektri-, elektri- ja elektrofüüsika erialal.

Seda kasutatakse laialdaselt paljudes rahvamajanduse sektorites. Kõrgepingesüsteemide puhul uurib see distsipliin elektriisolatsiooni ja isolatsioonis toimuvaid protsesse, kui need puutuvad kokku nimi- (töö)pingetega ja liigpingetega.

Kõrgepingepaigaldised, mis põhinevad elektriisolatsiooni protsesside omadustel, hõlmavad seadmeid, mille nimipinge on üle 1000 V.

Kõrgepingetehnika kursus jaguneb tavaliselt kaheks osaks. Esimeses osas käsitletakse disaini, tehnoloogia, testimise ja toimimisega seotud küsimusi. elektripaigaldiste isolatsioon… Teises osas uuritakse liigpingete esinemist elektrivõrkudes ja nende piiramise meetodeid.

Kõrgepingetehnoloogia mõlemad osad on omavahel tihedalt seotud ning ühe või teise osa probleemide terviklahendus tuleb läbi viia vastastikuses suhtes.

Kõrgepingetehnoloogiaga lahendatavad probleemid hõlmavad järgmist:

• elektriväli kõrgepingel;

• elektrilahendus ja surfamine dielektrikutes;

• elektriisolatsioon ja isolatsioonikonstruktsioonid;

• liigpinge- ja liigpingekaitse meetodid;

• kõrgepingelaborite varustatuse, kõrgepinge mõõtmise, isolatsiooni ja isolatsioonikonstruktsioonide ennetava katsetamise meetodite, maandusvoolude ja maandusseadmetega seotud küsimused.

Igal neist küsimustest on oma eripärad ja sõltumatu tähtsus. Kõik need on aga suunatud kõrgepingetehnoloogia põhiprobleemi lahendamisele — kõrgepingepaigaldiste töökindlalt toimiva elektriisolatsiooni loomine ja tagamine (tehniliselt ja majanduslikult ratsionaalse isolatsioonitasemega isolatsioonikonstruktsioonide loomine).

Näiteks gaasilekked on suure iseseisva tähtsusega, kuid kõrgepingetehnoloogiates arvestatakse neid isolatsiooniomaduste seisukohalt, kuna gaase, eriti õhku, on kõigis isolatsioonikonstruktsioonides.

See teadusdistsipliin tekkis samaaegselt esimeste kõrgepingepaigaldiste ilmumisega, kui elektriisolatsioon hakkas määrama nende töökindluse.

Kui sa kasvad paigaldiste nimipinge isolatsiooninõuded suurenevad.Need nõuded määravad suuresti need siirded, mis esinevad elektripaigaldiste erinevates osades vooluahela ümberlülitumisel, maandusrikete jms ajal. (sisemised liigpinged) ja välklahendused (atmosfäärilised liigpinged).

Seoses kõrgepingetehnoloogia probleemide lahendamisega oli vaja spetsiaalseid kõrgepingelaboreid erinevat tüüpi ja erineva kujuga kõrgepingete saamiseks ning kõrgepinge mõõteseadmeid.

Seetõttu arvestab kõrgepingetehnika kaasaegsete kõrgepingelaborite ja kõrgepingemõõtmiste põhiseadmetega.

Lisaks arvestatakse voolude voolu maapinnas (tööstussagedus ja impulss) töö- ja kaitsemaanduste paigutuse seisukohast, mis on vajalikud kõrgepingepaigaldiste töörežiimide ja nende hoolduse ohutuse tagamiseks. .

Kõrgepingetehnika on ainuke akadeemiline distsipliin, mis uurib põhjalikult elektrisüsteemide isolatsioonikonstruktsioonide toimivust, mistõttu on see kõigi elektrotehnika ja elektrotehnika erialade üks põhilisi erialasid.

Kõrgepinge elektripaigaldiste isolatsiooni tüübid

Kaasaegne elektrisüsteemid, mis koosneb mitmest elektrijaamast (TUJ, HEJ, GRES, TPP), alajaamadest, õhu- ja kaabelliinidest, sisaldab kolme peamist tüüpi kõrgepinge isolatsiooni: jaama, alajaama ja liiniisolatsiooni.

Gaasi isolatsiooni juurde hõlmab sisepaigalduseks mõeldud elektriseadmete isolatsiooni, see tähendab pöörlevate masinate (generaatorid, mootorid ja kompensaatorid), elektriseadmete (lülitid, piirajad, reaktorid jne) isolatsiooni. jõutrafod ja autotransformaatorid, samuti sisepaigalduse elektriisolatsioonikonstruktsioonid (pistikupesad ja tugiisolaatorid jne).

Alajaama isoleerimiseks hõlmab välispaigalduseks (alajaama avatud osas) mõeldud elektriseadmete isolatsiooni, s.o jõutrafode ja autotrafode, väliste elektriseadmete isolatsiooni, samuti välispaigalduse elektriisolatsioonikonstruktsioone.

Liini isoleerimiseks sisaldama õhuliini isolatsiooni ja kaabliliini isolatsiooni.

Kõrgepingepaigaldiste elektriisolatsioon jaguneb väliseks ja sisemiseks. Välisele isolatsioonile hõlmavad õhus olevaid elektriisolatsiooniseadmeid ja -konstruktsioone ning sisemisele isolatsioonile — seadmed ja struktuurid vedelas või poolvedelas keskkonnas.

Kõrgepinge isolatsioon määrab elektrisüsteemide töökindluse ja seetõttu kehtivad sellele nõuded elektrilise tugevuse kohta kõrgepinge ja liigpinge korral, mehaanilise tugevuse, vastupidavuse keskkonnamõjudele jne.

Isolatsioon peab taluma pikka aega nii tööpinget kui ka lööki erinevat tüüpi liigpingeid.

Välispaigalduseks mõeldud välisisolatsioon peab töötama usaldusväärselt vihma, lume, jää, erinevate saasteainete jms korral. Sisesoojustus on võrreldes välisisolatsiooniga tavaliselt paremate töötingimustega.Mägipiirkondades peab väline isolatsioon töötama usaldusväärselt madalama õhurõhu korral.

Paljudel elektriisolatsioonikonstruktsioonide tüüpidel peab olema suurenenud mehaaniline tugevus. Näiteks tugi- ja varrukate isolaatorid, varrukad jne. peavad lühise ajal korduvalt taluma suurte elektrodünaamiliste jõudude mõju, liiniisolaatorid (vanikud) ja suure toega elektriisolatsioonikonstruktsioonid — tuulekoormus, kuna tuul võib tekitada kõrge rõhu.

Isolatsioonile ohtlike liigpingete piiramine erinevates töörežiimides toimub abi abil spetsiaalsed kaitseseadmed.

Peamised kaitseseadmed on piirikud, liigpingepiirikud, kaitsemahtuvused, kaare summutus- ja reaktiivmähised, piksepiirikud (köis ja varras), kiired kaitselülitid automaatsete sulgemisseadmetega (AR).

Mõistlikud kasutusmeetmed aitavad piirajate ja muude kaitseseadmete kasutamisel tagada isolatsiooni töökindluse, sealhulgas isolatsiooni koordineerimine, perioodiliste ennetavate isolatsioonikatsete korraldamine (nõrgenenud isolatsiooni tuvastamiseks ja eemaldamiseks), trafode neutraalide maandamine jne. .

Isolatsiooni koordineerimine

Üks peamisi probleeme, mis kõrgepingetehnoloogiate puhul isolatsiooni projekteerimisel esile kerkib, on nn "Isolatsioonitase", see tähendab pinge, mida see kannatab kahjustamata.

Elektripaigaldiste isolatsioon peab toimuma sellise elektritugevuse piiriga, et võimaliku ülepinge korral ei tekiks kattumist (hävimist).See isolatsioon on aga liiga tülikas ja kallis.

Seetõttu on isolatsiooni valimisel soovitatav mitte minna selle elektrilise tugevuse piiri loomise joonele, vaid rakendada selliseid kaitsemeetmeid, mis ühelt poolt hoiavad ära isolatsiooni jaoks ohtlike liigpingelainete ilmnemise, ja teisest küljest kaitseb see isolatsiooni tekkivate lainete eest...

Seetõttu valitakse isolatsioon teatud tasemel, st. tühjendus- ja läbilöögipinge määratud väärtus, võttes arvesse kaitsemeetmeid.

Isolatsiooni tase ja kaitsemeetmed tuleb valida nii, et isolatsioon ei vajuks kokku antud paigaldises esinevate erinevate liigpingevormide mõjul ning oleks samal ajal minimaalse suuruse ja maksumusega.

Nõutakse vastuvõetud isolatsioonitaseme ja kaitsemeetmete ühitamist isolatsiooni mõjutavate liigpingetega isolatsiooni koordineerimine.

220 kV (kaasa arvatud) pingega paigaldiste isolatsioonitasemed määravad peamiselt atmosfääri liigpingete väärtused, s.o. need on oluliselt kõrgemad kui sisemiste liigpingete väärtused ja isolatsiooni koordineerimine neis põhineb impulsi omadustel.

330 kV ja kõrgemate paigaldiste isolatsioonitasemed määravad peamiselt sisemised liigpinged ning isolatsiooni koordineerimine neis lähtub nende liigpingete võimalike suuruste arvestamisest.

Isolatsiooni koordineerimine sõltub suuresti paigaldise neutraalpunktist. Isoleeritud nulliga paigaldised nõuavad kõrgemat isolatsioonitaset kui kõvamaandatud nulliga paigaldised.