Cách nhiệt lắp đặt điện

Cách nhiệt của lắp đặt điện được chia thành bên ngoài và bên trong.

Đối với cách điện bên ngoài, việc lắp đặt điện áp cao bao gồm các khoảng trống cách điện giữa các điện cực (dây đường dây điện (đường dây điện), thời gian lốp xe (RU), các bộ phận mang điện bên ngoài thiết bị điện v.v.), trong đó vai trò của chính điện môi thực hiện khí quyển. Các điện cực cách ly được đặt ở những khoảng cách nhất định với nhau và với mặt đất (hoặc các bộ phận nối đất của hệ thống điện) và được cố định ở một vị trí nhất định với sự trợ giúp của chất cách điện.

Đối với cách điện bên trong bao gồm cách điện của cuộn dây máy biến áp và máy điện, cách điện của cáp, tụ điện, cách điện được nén chặt của ống lót, cách điện giữa các tiếp điểm của công tắc ở trạng thái tắt, tức là. cách nhiệt, bịt kín với môi trường bằng vỏ, vỏ, bể, v.v. Lớp cách điện bên trong thường là sự kết hợp của các chất điện môi khác nhau (lỏng và rắn, khí và rắn).

Một đặc điểm quan trọng của cách điện bên ngoài là khả năng phục hồi độ bền điện của nó sau khi loại bỏ nguyên nhân gây hư hỏng. Tuy nhiên, độ bền điện môi của lớp cách điện bên ngoài phụ thuộc vào các điều kiện khí quyển: áp suất, nhiệt độ và độ ẩm. Độ bền điện môi của chất cách điện bên ngoài cũng bị ảnh hưởng bởi sự nhiễm bẩn bề mặt và lượng mưa.

Tính đặc thù của lớp cách điện bên trong của thiết bị điện là lão hóa, tức là. suy giảm các đặc tính điện trong quá trình vận hành. Tổn thất điện môi làm nóng lớp cách điện. Có thể xảy ra hiện tượng nóng quá mức của lớp cách nhiệt, dẫn đến sự cố do nhiệt. Dưới ảnh hưởng của sự phóng điện cục bộ xảy ra trong thể vùi khí, lớp cách điện bị phá hủy và nhiễm các sản phẩm phân hủy.

Sự cố cách điện rắn và composite — một hiện tượng không thể đảo ngược dẫn đến hư hỏng thiết bị điện. Cách nhiệt chất lỏng và khí bên trong có khả năng tự phục hồi, nhưng các đặc tính của nó bị suy giảm. Cần phải liên tục theo dõi tình trạng của lớp cách điện bên trong trong quá trình hoạt động của nó để xác định các khuyết tật phát triển trong đó và ngăn ngừa hư hỏng khẩn cấp của thiết bị điện.

Cách điện bên ngoài của lắp đặt điện

Trong điều kiện khí quyển bình thường, độ bền điện môi của khe hở không khí tương đối thấp (trong trường đồng nhất với khoảng cách giữa các điện cực khoảng 1 cm ≤ 30 kV/cm). Trong hầu hết các công trình cách điện, khi điện áp cao được áp dụng, tính không đồng nhất cao điện trường… Cường độ điện trong các trường như vậy ở khoảng cách giữa các điện cực 1–2 m là khoảng 5 kV / cm và ở khoảng cách 10–20 m, nó giảm xuống còn 2,5–1,5 kV / cm.Về vấn đề này, kích thước của đường dây truyền tải trên không và thiết bị đóng cắt tăng nhanh khi điện áp định mức tăng.

Tính hiệu quả của việc sử dụng các đặc tính điện môi của không khí trong các nhà máy điện với các loại điện áp khác nhau được giải thích là do chi phí thấp hơn và việc tạo lớp cách điện tương đối đơn giản, cũng như khả năng cách điện không khí khôi phục hoàn toàn độ bền điện môi sau khi loại bỏ nguyên nhân phóng điện lỗi khe hở.

Cách điện bên ngoài được đặc trưng bởi sự phụ thuộc của cường độ điện môi vào điều kiện thời tiết (áp suất p, nhiệt độ T, độ ẩm tuyệt đối H của không khí, loại và cường độ mưa), cũng như tình trạng bề mặt của chất cách điện, tức là. lượng và tính chất của các tạp chất trên chúng. Về vấn đề này, các khe hở không khí được chọn để có độ bền điện môi cần thiết dưới sự kết hợp bất lợi của áp suất, nhiệt độ và độ ẩm.

Độ bền điện trên chất cách điện của hệ thống lắp đặt ngoài trời được đo trong các điều kiện tương ứng với các cơ chế khác nhau của quá trình phóng điện, cụ thể là khi bề mặt chất cách điện sạch khô, sạch mưa ướt, bẩn ẩm. Điện áp phóng điện được đo trong các điều kiện quy định tương ứng được gọi là điện áp phóng điện khô, phóng điện ướt và bụi bẩn hoặc điện áp phóng điện ẩm.

Chất điện môi chính của lớp cách nhiệt bên ngoài là không khí trong khí quyển — nó không bị lão hóa, tức là. bất kể điện áp tác động lên lớp cách điện và chế độ hoạt động của thiết bị, các đặc tính trung bình của thiết bị không thay đổi theo thời gian.

Điều chỉnh điện trường trong lớp cách điện bên ngoài

Với các trường không đồng nhất cao trong lớp cách điện bên ngoài, phóng điện corona có thể xảy ra ở các điện cực có bán kính cong nhỏ. Sự xuất hiện của vành nhật hoa gây ra tổn thất năng lượng bổ sung và nhiễu sóng vô tuyến mạnh. Về vấn đề này, các biện pháp làm giảm mức độ không đồng nhất của điện trường có tầm quan trọng rất lớn, giúp hạn chế khả năng hình thành corona, cũng như tăng nhẹ điện áp phóng điện của lớp cách điện bên ngoài.

Việc điều chỉnh điện trường trong lớp cách điện bên ngoài được thực hiện với sự trợ giúp của các màn chắn trên phần gia cố của chất cách điện, làm tăng bán kính cong của các điện cực, làm tăng điện áp phóng điện của các khe hở không khí. Dây dẫn tách được sử dụng trên các đường dây truyền tải trên không của các lớp điện áp cao.

Cách điện bên trong của lắp đặt điện

Cách điện bên trong đề cập đến các bộ phận của kết cấu cách điện trong đó môi trường cách điện là chất điện môi lỏng, rắn hoặc khí hoặc sự kết hợp của chúng, không tiếp xúc trực tiếp với không khí trong khí quyển.

Mong muốn hoặc sự cần thiết của việc sử dụng lớp cách nhiệt bên trong thay vì không khí xung quanh chúng ta là do một số lý do. Đầu tiên, vật liệu cách điện bên trong có độ bền điện cao hơn đáng kể (5-10 lần trở lên), có thể làm giảm đáng kể khoảng cách cách điện giữa các dây và giảm kích thước của thiết bị. Điều này rất quan trọng từ quan điểm kinh tế. Thứ hai, các phần tử riêng lẻ của lớp cách điện bên trong thực hiện chức năng buộc dây cơ học; chất điện môi lỏng trong một số trường hợp cải thiện đáng kể điều kiện làm mát của toàn bộ cấu trúc.

Các phần tử cách điện bên trong trong kết cấu điện áp cao phải chịu tải điện, nhiệt và cơ mạnh trong quá trình vận hành. Dưới ảnh hưởng của những ảnh hưởng này, tính chất điện môi của lớp cách điện bị suy giảm, lớp cách nhiệt "lão hóa" và mất đi độ bền điện môi.

Tải trọng cơ học rất nguy hiểm đối với lớp cách điện bên trong, bởi vì các vết nứt nhỏ có thể xuất hiện trong chất điện môi rắn tạo nên nó, khi đó, dưới tác động của điện trường mạnh, sẽ xảy ra hiện tượng phóng điện cục bộ và quá trình lão hóa của lớp cách điện sẽ tăng tốc.

Một dạng ảnh hưởng bên ngoài đặc biệt đến lớp cách điện bên trong là do các tiếp xúc với môi trường và khả năng nhiễm bẩn và độ ẩm của lớp cách nhiệt trong trường hợp phá vỡ tính kín của hệ thống lắp đặt. Làm ướt lớp cách điện dẫn đến giảm mạnh khả năng chống rò rỉ và tăng tổn thất điện môi.

Lớp cách điện bên trong phải có độ bền điện môi cao hơn lớp cách điện bên ngoài, tức là mức độ mà tại đó sự cố hoàn toàn bị loại trừ trong suốt thời gian sử dụng.

Tính không thể đảo ngược của hư hỏng cách điện bên trong làm phức tạp đáng kể việc tích lũy dữ liệu thực nghiệm đối với các loại cách điện bên trong mới và đối với các cấu trúc cách điện lớn mới được phát triển của thiết bị điện áp cao và cực cao. Xét cho cùng, mỗi miếng cách nhiệt lớn, đắt tiền chỉ có thể được kiểm tra lỗi một lần.

Vật liệu điện môi cũng phải:

• có đặc tính công nghệ tốt, tức là phải phù hợp với các quy trình cách ly nội bộ thông lượng cao;

• đáp ứng các yêu cầu về môi trường, tức làkhông được chứa hoặc tạo thành các sản phẩm độc hại trong quá trình vận hành, sau khi sử dụng hết tài nguyên phải được xử lý hoặc tiêu hủy không gây ô nhiễm môi trường;

• không để khan hiếm và có giá như vậy mà cơ cấu biệt lập có hiệu quả kinh tế.

Trong một số trường hợp, các yêu cầu khác có thể được bổ sung vào các yêu cầu trên do đặc thù của một loại thiết bị cụ thể. Ví dụ, vật liệu cho tụ điện phải có hằng số điện môi tăng, vật liệu cho buồng chuyển mạch - khả năng chống sốc nhiệt và hồ quang điện cao.

Nhiều năm thực hành trong việc tạo ra và vận hành các thiết bị điện áp cao cho thấy rằng trong nhiều trường hợp, toàn bộ các yêu cầu được thỏa mãn tốt nhất khi kết hợp một số vật liệu được sử dụng trong thành phần của vật liệu cách nhiệt bên trong, bổ sung cho nhau và thực hiện các chức năng hơi khác nhau.

Do đó, chỉ có vật liệu điện môi rắn mới cung cấp độ bền cơ học của cấu trúc cách điện. Chúng thường có độ bền điện môi cao nhất. Các bộ phận làm bằng chất điện môi rắn có độ bền cơ học cao có thể hoạt động như một neo cơ học cho dây dẫn.

Cách sử dụng chất điện môi lỏng trong một số trường hợp cho phép cải thiện đáng kể các điều kiện làm mát do sự lưu thông tự nhiên hoặc cưỡng bức của chất lỏng cách điện.