10. TECHNIKA WYSOKICH NAPIĘĆ 546
Rys. 10.43. Wpływ przewodności y% warstwy zabrudzeniowej na: a) jednostkową drogę upływu; b) napięcie przeskoku izolatora długopniowego LP 75/14
/ — wg zależności analitycznej, 2 — minimalna, przy założeniu samooczyszczalności izolatorów
Można wykazać, że napięcie przeskoku zabrudzeniowego
(10.69)
przy czym
(10.70)
/•=--}— na }0 D(x)
We wzorze: / — współczynnik jednostkowy kształtu izolatora o długości a i średnicy D (x); a„ — długość drogi upływu, >'s — przewodność warstwy zabrudzeniowej.
Stosunek aJUp! wyraża jednostkową drogę upływu (rys. 10.43a), która jest wielkością kwalifikującą izolację do warunków zabrudzeniowych. W zależności od wartości przewodności ys wyodrębniono 4 strefy zabrudzeniowe. Dane zestawiono w tabl. 10.12.
Do środków przeciwdziałających przeskokom zabrudzeniowym należą:
— wydłużenie izolatora, zwiększenie liczby i odpowiednie ukształtowanie kloszy (wg rys.
s
10.40b) — stosunek — > 1);
— stosowanie powłok hydrofobowych i półprzewodzących;
— usytuowanie izolatorów (np. nachylenie kloszy) sprzyjające ich samooczyszczaniu oraz okresowe ich czyszczenie.
Przeskok zabrudzeniowy —jako zjawisko losowe — podlega ocenie probabilistycznej. Z przykładowej oceny napięcia przeskoku Up.5o% = f(ys) izolatora długopniowrcgo (rys. 10.43b) wynika, że największa utrata jego wytrzymałości jest związana z początkowym, nie przekraczającym 30 pS wzrostem przewodności warstwy zabrudzeniowej. Ze względu na udział zjawisk termicznych, zasadnicze znaczenie dla rozwoju wyładowania ma czas oddziaływania napięcia. Jeżeli nie osiąga on wartości rzędu 10"2 s, to mechanizm zabrudzeniowy nie występuje.
Układy skłonne do wyładowań ślizgowych charakteryzują się polem elektrycznym skierowanym ukośnie w stosunku do powierzchni granicznej dielektryków (rys. !0.44a). Warunkiem jest więc duża rezystancja tej powierzchni. Rozkład napięcia na niej ma charakter pojemnościowy (rys. 10.44b,c) i określony jest zależnością
sh [q(f — x)] ] sh ot/ J
Ux = U,
do jednostki długości /.
(10.71)
C" — pojemności (równoległa i szeregowa) odniesiona
Tablica 10.12. Minimalne jednostkowe drogi upływu, cm/kV, odniesione do napięcia znamionowego sieci, wg [10.55]
Strefa vabrudzcniowa |
I |
II |
111 |
IV | ||||||||
Konduktywność powłoki zabrudzeniowej, pS |
8 |
15 |
30 |
50 | ||||||||
Napięcie znamionowe, kV |
-< 60 |
110 i 220 |
400 |
=£ 60 |
110 i 220 |
400 |
=£60 |
110 i 220 |
400 |
<; 60 |
110 i 200 |
400 |
Izolatory w liniach |
2,0 |
1,9 |
1,8 |
3,0 |
2,45 |
2,3 |
4,0 |
3,09 |
2,9 |
4,5 4,67J) |
4,18 |
3,9 |
Izolatory liniowe w stacjach (izolacja giętkich szyn i połączeń szynowych) |
2,5 2,67*> |
2,09 |
1,9 |
3.5 3,67" |
2,55 |
2,4 |
4,5 4,67" |
3,18 |
3,0 |
4,09" |
3,7" | |
Izolatory stacyjne wsporcze i przepustowe oraz izolacja sztywnych szyn i połączeń |
2,0 |
1,73 |
1,68 |
3.0 |
2,45 |
2,3 |
3,0 |
2,45-’> |
2,33) |
4,041 |
3.36" 3,55" |
3,35" |
Przepusty transformatorowe |
2,0 |
1,73 |
1,68 |
3,0 |
2,14 |
2,0 |
3,0 |
2,36 |
2,23 |
3,75?ł 4,0 |
2.64 |
2,48 |
” Tylko dla napięcia 15 kV.
21 Dotyczy izolatorów odciągowych w pozycji zbliżonej do poziomej, na napięcie Us ^ 220 kV.
Pod warunkiem stosowania zabiegów profilaktycznych (czyszczenie, hydrofobizacja). w przeciwnym przypadku — zwiększenie drogi o 30%.
Dotyczy izolatorów przepustowych stacyjnych (ściennych) na zewnątrz rozdzielni wnętrzowych.
51 Dla napięcia Us = 110 kV.
(" Wymagane indywidualne projektowanie izolacji.
7| Tylko dla napięcia 60 kV.
Rys. 10.44. Wyładowania ślizgowe: a) układ; b) schemat zastępczy; c) krzywe rozkładu napięcia; d) charakterystyki napięcia początkowego wyładowań
35*