Изоляция основных элементов СЭС (ВЛ, КЛ, трансформаторов, коммутационной аппаратуры)

Изоляция воздушных линий

Внешняя изоляция воздушных линий электропередачи состоит из ряда чисто воздушных промежутков между проводами. Воздушные линии имеют и внутреннюю изоляцию её составляют внутренняя изоляция линейных изоляторов. Изоляцию линий электропередачи в пролетах между опорами образуют воздушные промежутки провод – земля, провод – провод и провод – трос. На линиях с деревянными опорами, кроме изоляторов, дополнительной изоляцией служат деревянные стойки и траверсы. На воздушных линиях в настоящее время применяются фарфоровые и стеклянные изоляторы нескольких типов.

Изоляция силовых трансформаторов

Воздушные промежутки между вводами и по их поверхностям на землю составляют внешнюю изоляцию, а все изоляционные участки, расположенные внутри бака, - внутреннюю изоляцию трансформатора. В свою очередь внутренняя изоляция подразделяется на главную и продольную. К первой относится изоляция обмоток относительно земли и между разными обмотками, например, участки обмотка – магнитопровод или бак; обмотка НН – обмотка ВН; отвод – стенка бака; между отводами разных обмоток. Продольная – это изоляция между разными точками одной и той же обмотки: между витками, слоями, катушками. В современных силовых трансформаторах в качестве главной используется преимущественно маслобарьерная изоляция. Продольная изоляция выполняется бумажно–масляной либо с помощью изолирования и покрытия витков и катушек обмотки. Маслобарьерная изоляция, как уже отмечалось ранее, обладает достаточно высокой кратковременной электрической прочностью и позволяет интенсивно охлаждать конструкцию за счет циркуляции масла. В изоляции между слоями и между катушками роль покрытия играют собственная бумажная изоляция обмоточных проводов или дополнительно наложенные слои бумажных лент.

Изоляция силовых кабелей.

В кабелях изоляция воспринимает на себя массу токоведущих жил, а так же значительные усилия, необходимые для изгибания жил при намотке на барабан или при прокладке. В связи с этим от изоляции кабелей требуется сочетание достаточной гибкости с высокой механической прочностью. В настоящее время в силовых кабелях высокого напряжения преимущественно используется бумажно-пропитанная изоляция. В последние годы начали широко применяться кабели на напряжения до 35 кВ с полиэтиленовой изоляцией. Сейчас разрабатываются кабели на напряжение 110 – 220 кВ с полиэтиленовой изоляцией, а так же с газовой изоляцией, а так же с газовой изоляцией под давлением. Ведутся работы по созданию кабелей с охлаждением жидким азотом (криорезистивные) и жидким гелием (с использованием явления сверхпроводимости).

Для напряжения до 35 кВ наибольшее применение получили кабели с вязкой пропиткой, у которых ленточная бумажная изоляция пропитывается маслоканифольными или синтетическими нестекающими составами повышенной вязкости.

Для напряжений 110 – 220 кВ промышленной частоты используются маслонаполненные кабели, которые, как правило, выполняются одножильными. В таких кабелях ленточная бумажная изоляция пропитывается маловязким маслом, которое может перемещаться внутри жилы вдоль кабеля и находиться под избыточным давлением. Благодаря этому исключается возможность появления в изоляции газовых включений.

Наряду с рассмотренными ранее при напряжениях до 220 кВ применяются газонаполненные кабели, в которых необходимая длительная электрическая прочность достигается за счет повышения давления газа (сухой, очищенный азот). Преимущества полиэтиленовой изоляции состоит в том, что она влагостойка, в связи с чем упрощается система внешних оболочек, имеет меньшие диэлектрические потери и меньшую массу. Однако полиэтилен имеет меньшуюнагревостойкость, чем пропитанная бумага, особенно при кратковременных нагревах, вызванных токами к.з.

Изоляция трансформаторов тока.

Конструкция изоляции трансформатора тока в большой степени зависит от его номинального напряжения. Для трансформаторов тока номинальным напряжением 6-10кВ в последнее время широко применяется литая эпоксидная изоляция, которая обеспечивает необходимую электрическую и механическую прочность конструкции при уменьшение габаритов аппарата. Для изоляции трансформаторов тока на номинальное напряжение 35 кВ и выше применяется кабельная бумага, пропитанная трансформаторным маслом. Конструкция изоляции трансформатора тока на номинальные напряжения 110—220 кВ принципиально не отличается от изоляции трансформаторов тока на 35 кВ. При напряжениях более 220 кВ применяются каскадные схемы.

Изоляция коммутационной аппаратуры.

Внутренняя изоляция масляных выключателей (110кВ) состоит из масляных промежутков между токоведущими частями и баком выключателя и изоляционных барьеров, а также из изоляции штанги и ее направляющего устройства. Штанги выключателей изготовляются из дерева твердых пород, пропитанных трансформаторным маслом (дельта-древесина), а направляющие штанг — из гетинакса.

Главной изоляцией воздушного выключателя является опорный фарфоровый изолятор, установленный на металлическом основании. На опорном фарфоровом изоляторе смонтирована металлическая дугогасительная камера с эпоксидными вводами. Для подачи сжатого воздуха в гасительную камеру и управления контактами выключателя внутри опорного фарфорового изолятора проходят изоляционные стеклопластиковые воздухопроводы.

В герметизированных распределительных устройствах (ГРУ) все токоведущие элементы расположены в закрытых металлических кожухах. В качестве изолирующей среды в ГРУ в настоящее время используют сжатыйэлегаз (SF6).

Для аппаратов на напряжение 35кВ используются обычно бумажно-бакелитовые вводы. Они изготовляются путем намотки на токоведущий стержень изоляционного тела из бумага, смазанной бакелитовой смолой.

Вводы на напряжения 110 кВ и выше выполняются только заполненными маслом, т. е. с маслобарьерной или бумажно-масляной внутренней изоляцией.

Изоляция силовых конденсаторов. Между секциями установлены изолирующие прокладки из электрокартона. Изоляция от корпуса выполнена из электрокартона или кабельной бумаги. Внутренний объем заполнен пропитывающим составом. В силовых конденсаторах используется бумажно-масляная изолиния. Решением является применение комбинированной изоляции, в которой слои бумаги чередуются со слоями неполярной синтетической пленки (например, полипропилена).