Электрические воздействия на электрическую изоляцию
Твердая изоляция
Одной из особенностей твердой изоляции является возможность ее теплового пробоя вследствие затрудненного теплоотвода. Поэтому твердые диэлектрики должны обладать малыми диэлектрическими потерями, высокой нагревостойкостью и хорошей теплопроводностью.
В качестве твердой изоляции могут применяться:
неорганические материалы (электрофарфор, стеатит, стекло и стеклотекстолит, слюдяные изделия, асбест). Чаще всего эти материалы применяются для изоляции электрических машин относительно невысокого напряжения или в конструкциях аппаратов высокого напряжения при небольшой средней напряженности поля в твердой изоляции;
органическая изоляция, которая создается на основе целлюлозы, синтетических материалов или каучука. Основным недостатком изоляции на основе целлюлозы являются ее высокая гигроскопичность и низкая нагре-востойкость. Для уменьшения гигроскопичности бумагу пропитывают лаками и смолами. Пропитанные термореактивной бакелитовой смолой и спрессованные листы бумаги после термообработки образуют монолитный материал с высокими механическими свойствами, называемый гети-наксом. Если же такой обработке подвергается хлопчатобумажная ткань, то получаемый материал называют текстолитом;
большой класс твердых изоляционных материалов — синтетические полимерные диэлектрики. Термопластичные материалы, размягчающиеся и плавящиеся при нагреве до нескольких сотен градусов, применяются для изготовления прессованных изделий и тонких пленок, полиэтилен нашел применение в качестве изоляции силовых кабелей и конденсаторов;
компаунды на основе эпоксидной смолы, которые являются термореактивными материалами. После нагрева они теряют пластичность, затвердевают и становятся нерастворимыми. Они используются для изготовления литой изоляции трансформаторов, аппаратов высокого напряжения, герметизированных распределительных устройств, генераторов и электрических машин.
Воздействия на изоляционные конструкции не ограничиваются только рабочим напряжением оборудования и ЛЭП. В большинстве случаев выбор их габаритов определяется не рабочим напряжением, а воздействующими на изоляционные конструкции перенапряжениями — превышениями напряжения над рабочим (номинальным) уровнем. По природе
своего возникновения перенапряжения разделяются на внешние и внутренние. Первые возникают из-за воздействия на оборудование и ЛЭП ударов молнии — грозовые перенапряжения. Вторые определяются тем, что с электротехнической точки зрения и оборудование, и линии электропередачи могут рассматриваться как совокупности сосредоточенных или распределенных емкостей и индуктивностеи, т.е. представляют из себя колебательные контуры. Любые же изменения (например, коммутации выключателями) в таких контурах сопровождаются колебательным процессом перехода контура из одного установившегося состояния (рабочего режима) в новое. Амплитуда возникающего в процессе колебаний напряжения может существенно превышать номинальное. Вызванные коммутациями перенапряжения называются коммутационными. Даже в установившемся режиме, но из-за распределенного характера индуктивного и емкостного сопротивлений длинной ЛЭП напряжение на ее конце в некоторых режимах работы может оказаться выше номинального, т.е. возникают установившиеся перенапряжения.