Выбор размеров остова и фарфоровых покрышек ввода

Задание для курсового проекта

ВВЕДЕНИЕ

Проходные изоляторы служат для ввода высокого напряжения внутрь металлических баков силовых трансформаторов, шунтирующих и токоограничивающих реакторов, масляных выключателей, конденсаторов и других видов оборудования высокого напряжения, для кабельного подключения трансформаторов, а также для изоляции шин при проходе их через стены распределительных устройств.

Эскиз проходного изолятора

1 – токоведущий стрежень, 2 – фланец, 3 – изоляционный остов.

Рис. 1.

Проходные изоляторы в высоковольтных аппаратах и трансформаторах в отличие от других изоляторов имеют весьма неблагоприятное расположение электродов, приводящее к крайне неравномерному распределению радиальной и аксиальной напряжённости электрического поля. Наибольшая напряжённость возникает у фланца, где она направлена в основном вдоль поверхности ввода. Как только напряжённость превысит допустимую величину, возникают местные разряды сначала в виде короны, а затем в виде скользящих разрядов, приводящих к разрушению изоляции, возможным радиальным пробоям и продольным перекрытиям.

Поэтому при конструировании вводов высокого напряжения приходится применять искусственные меры для уменьшения аксиальной напряжённости и обеспечения большой равномерности радиальной напряжённости.

Для увеличения разрядного напряжения по поверхности изоляции весьма важно обеспечить равномерную аксиальную напряжённость.

В целях создания более равномерного радиального и аксиального распределения напряжения используются изоляторы конденсаторного типа, в которых требуемое распределение напряжения осуществляется при помощи металлических обкладок, закладываемых в изоляцию в процессе её намотки.

При приложении переменного напряжения наличие внутренних обкладок приводит к принудительному распределению напряжения, как по толщине, так и по поверхности изоляции обратно пропорционально ёмкостям соответствующих конденсаторов, образованных обкладками.

Применение конденсаторных обкладок позволяет достигнуть значительного сокращения размеров изоляторов, в особенности их диаметра. Уменьшение диаметра изоляции весьма важно, например, в случае применения трансформаторов тока конденсаторного типа, так как в этом случае можно применить фарфоровые покрышки сравнительно малого диаметра.

Вводы на более высокие напряжения (>220 кВ) выполняются обычно заполненными маслом, то есть с маслобарьерной изоляцией или бумажно-масляной. Основное достоинство маслобарьерных проходных изоляторов - простота конструкции, хорошее охлаждение, возможность проведения ремонта (смена масла, высушивание). С другой стороны, маслобарьерные вводы имеют большие радиальные размеры из-за невысокой кратковременной электрической прочности маслобарьерной изоляции. Это привело к тому, что в настоящее время маслобарьерные вводы не выпускаются.

Для аппаратов и трансформаторов на напряжение 110 кВ и выше (до 1150 кВ) преимущественное применение получили вводы с бумажно-масляной изоляцией. Основным недостатком этих вводов является резкое ухудшение изоляционных свойств и характеристик при увлажнении. В связи с этим к конструкциям вводов с бумажно-масляной изоляцией предъявляются специальные требования в отношении герметичности. К достоинствам таких вводов следует отнести то, что благодаря высокой кратковременной и длительной прочности бумажно-масляной изоляции вводы указанного типа имеют наименьшие радиальные размеры.

 

 

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Ввод ГМТII-45-110/800-У1 предназначен для установки на трансформатор. Ввод рассчитывается на номинальное напряжение 110 кВ и номинальный ток 800 А. Допустимый угол наклона ввода к вертикали при установке на трансформатор составляет 45 ^о С. Температура окружающей среды 35^о С.

Ввод выполняется с наименьшей неравномерностью радиальной составляющей напряженности электрического поля, одинаковыми толщинами слоев, а вот емкости слоев и падения напряжения на слоях разные.

Для создания более равномерного радиального и аксиального распределения напряжения ис­пользуются изоляторы конденсаторного типа, в которых требуемое распределение напряжения осуществляется при помощи металлических обкладок, закладываемых изоляцию в процессе её намотки. Обкладки выполняются из алюминиевой фольги толщиной 0.014 мм. Применение кон­денсаторных обкладок позволяет достигнуть значительного сокращения размеров изоляторов, вследствие чего можно применять фарфоровые покрышки сравнительно малого диаметра.

Изоляция ввода выполняется кабельной бумагой марки КВМСУ–120 толщиной 120 мкм, пропитанной трансформаторным маслом ГК, что обеспечивает высокую кратковременную и длительную элек­трическую прочность и небольшие радиальные размеры. Намотка изоляционной бумажной ленты производится в пол­нахлёста. Изоляция края обкладок закрытого типа. Для повышения электрической прочности на краю электродов применяется конусная разделка. Толщина изоляции основного слоя 6 мм.

Бумажно-масляная изоляция подвергается предварительной сушке многократно в процессе намотки при атмосферном давлении и температуре

100^о С. Содержание влаги в бумаге должно составлять (0.2 – 0.3)% для сохранения необходимой механической прочности.

Далее собранная конструкция ввода с целью повышения электрической прочности изоляции и уменьшения тангенса угла диэлектрических потерь подвергается окончательной сушке в ва­куумной камере при повышенной температуре порядка 130^о С и низком остаточном давлении Р_остат = 0.1 Па. С целью улучшения условий теплоотдачи к высушенной изоляции применяют ступенчатое понижение давления по мере высыхания изоляции.

После сушки изоляцию готовят к заливке, постепенно понижая температуру изоляции до температуры подготовленного для заливки масла. Для предотвращения увеличения остаточного давления Р_остат заливку ведут медленно в течение 6 – 10 часов.

После предварительной сушки изоляции пропитывается трансформаторным маслом. Масло сначала очищается, сушится при остаточном давлении

Р_остат = 0.1 Па, что способствует уменьше­нию содержания воздуха и влаги

Изоляционный остов помещается в фарфоровые покрышки, которые являются внешней изоляцией и одновременно служат резервуаром для заполнения ввода маслом. Фарфоровые по­крышки конструируются таким образом, чтобы получить наибольшие значения разрядных на­пряжений. Толщина стенки фарфора определяется механическими нагрузками и составляет 40 мм. Между внутренней поверхностью фарфоровой покрышки и внешней поверхностью изоляционного остова имеется зазор толщиной 20 мм для обеспечения циркуляции масла и технологии сборки изолятора.

Собранный ввод подвергается высоковольтным испытаниям. Значение сопротивления изоляции при вводе в эксплуатацию должен быть не менее 1000 МОм и 500 МОм при эксплуатации. При этом абсолютные значения tgδ должны быть не более 0.006 – 0.008, а прирост Δtgδ – не более 0.0015 – 0.003. Затем ввод испытывается приложением высокого напряжения промышленной частоты, уста­новленного стандартом для испытания внешней изоляции в сухом состоянии

U_{50 Гц 1мин} = 265 кВ по [1]. После этого проводится контроль интенсивности частичных разрядов при напряжении 1.1∙U_раб__наиб промышленной частоты; интенсивность частичных разрядов не должна пре­вышать 10^-10 Кл.

 

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Выбор расчетных напряжений

Расчетные напряжения выбираются на основании испытательных напряжений и длительно воздействующего рабочего напряжения в со­ответствии с ГОСТ 1516.3–96. Проектируемый ввод должен быть подвергнут испытанию одно­минутным напряжением промышленной частоты

U_исп=265 кВ и выдерживать в сухом состоянии плавно поднимаемое на­пряжение U_сух=295 кВ (ГОСТ 10693–81 Вводы конденсаторные герметичные на номинальные напряжения 110 кВ и выше. Общие технические условия).

Номинальное напряжение: U_н=110 кВ. Расчетное напряжение для радиальных размеров будет определяться по формуле:

где K_п=1.15 – кратность перенапряжений.

Выбор расчетных напряжений для аксиальных напряжений внешней и внутренней изоляции производится в соответствии с ГОСТ 1516.3-96. По таблице 2.1 [1], для изолятора 110 кВ эти напряжения равны:

U_{расч_h}=U_исп=265 кВ – расчетное напряжение для аксиальных размеров внутренней изоляции;

U_{расч_H}=U_сух=295 кВ – расчетное напряжение для аксиальных размеров внешней изоляции.

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ

При расчёте тепловой устойчивости проходного изолятора выяс­няется возможность развития теплового пробоя в проектируемой кон­струкции при заданном токе, проходящем по токоведущему стержню, и наибольшем допустимом напряжении.

Так как аксиальные размеры изолятора существенно больше ра­диальных, при проведении теплового расчёта принимают, что тепло­вое поле изолятора радиально, т.е. вся теплоотдача осуществляется только в радиальном направлении (рис. 3.1).

Схема для графического расчёта тепловой устойчивости

изолятора конденсаторного типа

1 – масло, 2 – фарфор.

Рис. 6.

Расчёт выполняется для установившегося теплового режима изо­ляции. Исходными данными при расчёте являются ток в стержне изо­лятора, температура окружающей среды и зависимость tgd от темпе­ратуры для применяемой изоляции.

Расчёт производится методом «шаг за шагом». Для проведения расчёта задаются рядом значений температуры стержня Т_с1, Т_с2, …, Т_сn. Эти значения произвольны, но должны быть близки к возможной ис­комой температуре стержня Т_с при данных условиях. Практически для изоляторов высокого напряжения удобно принять значения Т_с рав­ными 40, 60, 80 и 100 °С.

Найдем тепловые сопротивления масляного зазора, фарфоровой покрышки, окружающей среды. Тепловое сопротивление масляного зазора:

где - коэффициент теплопроводности масла.

Принимаем толщину зазора Δ_з = 20 мм, а толщину фарфоровой стенки изолятора – Δ_ф = 40 мм, тогда:

Тепловое сопротивление фарфоровой покрышки:

Для расчёта теплоотдачи ввода в окружающую среду принима­ется коэффициент теплоотдачи с поверхности фарфора k_тв = 20 Вт/(м² ×°С), тогда:

Определим полный тепловой поток изолятора и соответствующей ему температуры внешней поверхности изолятора. Найдем потери в токоведущем стержне:

, где

- температурный коэффициент сопротивления медного стержня;

- удельное объемное сопротивление медного стержня;

- активное сопротивление стержня;

- сечение стержня.

Для теплового расчета изолятора требуется значение tg δ в диапазоне температур от 40 до 100 ^оС. Для данного ввода применяется масло ГК и кабельная бумага КВМСУ 120. Произведем аппроксимацию зависимости

tg δ = f(T) зависимостью вида: tg δ = A·exp(B·T).

Определим тангенс угла диэлектрических потерь комбинированной изоляции.

Для бумажно-масляной изоляции tg δ и ε_r рассчитываются по формулам:

,

– соответственно толщина, относительная диэлектриче­ская проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь бумаги;

– соответственно толщина, относительная ди­электрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь масла.

Для бумаги и масла можно принять e_r1 = 4.5, e_r2 = 2.2.

Предполагая, что бумага пористая и все поры бумаги за­полнены пропитывающим составом, имеем:

где g_б, g_к – плотность бумаги и клетчатки соответственно, d_из – пол­ная толщина изоляции.

При температуре 20°С тангенс угла диэлектрических потерь для бу­маги (индекс 1) и масла (индекс 2) равны соответственно и , тогда тангенс угла диэлектрических потерь комбинированного диэлектрика при 20°С будет равен:

При температуре 90 °С тангенс угла ди­электрических потерь для бумаги и масла , . Тогда тангенс угла диэлектрических потерь комбинированного диэлектрика при 90°С будет равен:

Определим e_r комбинированного диэлектрика:

.

Аппроксимируем зависимость tgd = f(T) зависимостью вида tgd = A×exp(B×T). Зная значения tgd и T для двух точек зависимости можно определить коэффициенты A и B: , , тогда:

Исходя из полученных данных зависимость примет вид:

Ниже приведен график данной зависимости.

Зависимость тангенса угла диэлектрических потерь от температуры.

Рис. 7.

Исходными данными для теплового расчёта являются номиналь­ный ток

I_н = 800 А, температура окружающей среды T₀ = 35°C, а также результаты электрического расчёта.

На первом шаге задаёмся температурой стержня изолятора T_c = 40 °C. Тогда электрические потери в стержне составят:

1-й слой

Диэлектрические потери в изоляции первого слоя:

где, вместо 44,28 надо 10,4

 

Определим тепловое сопротивление первого слоя на единицу длины при коэффициенте теплопроводности бумажно-масляной изоляции, равном k_б = 0.2 Вт/м·^оС:

Перепад температуры в первом слое составит:

Найдем тепловой поток, проходящий через изоляцию первого слоя:

Температура первой обкладки будет равна:

2-й слой

Диэлектрические потери в изоляции второго слоя:

где

Определим тепловое сопротивление второго слоя на единицу длины при коэффициенте теплопроводности бумажно-масляной изоляции, равном k_б = 0.2 Вт/м·^оС:

Перепад температуры во втором слое составит:

Найдем тепловой поток, проходящий через изоляцию второго слоя:

Температура второй обкладки будет равна:

.

Аналогично расчет ведется для остальных слоев изоляции.

Далее определяем полный тепловой поток Р_и, проходящий через бумажно-масляную изоляцию и остальные элементы цилиндрической системы изо­лятора, а также температуру внешней поверхности изоляции Т_и:

 

По такой же методике «шаг за шагом» просчитываются анало­гичные параметры при Т_с = 60, 80 и 100 °С. Результаты теплового рас­чета сведены в

табл. 8.

По полученным данным строится зависимость Р_и = f(Т_и), а затем зависимость количества тепла, отводимого в единицу времени от на­ружной поверхности бумажно-масляной изоляции в окружающую среду, от температуры наружной поверхности Т_и. Эта зависимость оп­ределяется соотношением

,

 

для температуры 40 °С:

P_отв аналогично рассчитывается для Т_с = 40, 60, 80 и 100 °С.

Полученные зависимости приведены на рис. 8.

Таблица 8.

Результаты теплового расчета..

 

№ слоя	Тепловое сопротивление RТк	Погонная емкость слоя, Ск·10-9 Ф/м	Температура слоя, Тк, 0С при Тс:	Перепад температуры в слоях, υк, 0С при Тс:	Диэлектрические потери слоя, Рдк, Вт/м при Тс:
	0.268	0.542	33.766	53.281	72.782	92.246	6.234	6.719	7.218	7.736	1.015	1.343	1.777	2.352
	0.2	0.726	28.998	48.116	67.197	86.232	4.768	5.165	5.584	6.032	1.116	1.467	1.927	2.532
	0.16	0.909	25.093	43.863	62.571	81.197	3.905	4.252	4.626	5.034	1.227	1.604	2.095	2.734
	0.133	1.093	21.754	40.208	58.57	76.812	3.339	3.655	4.001	4.385	1.333	1.734	2.253	2.924
	0.114	1.275	18.813	36.973	55.008	72.881	2.941	3.235	3.562	3.931	1.413	1.83	2.367	3.055
	0.1	1.458	16.162	34.042	51.763	69.277	2.65	2.93	3.245	3.604	1.568	2.022	2.602	3.342
	0.045	3.193	14.93	32.676	50.246	67.585	1.232	1.366	1.518	1.692	0.954	1.225	1.57	2.007

 

 

Температура стержня, Тс, 0С	Полный тепловой поток в изоляторе на единицу длины стержня, Ри, Вт/м	Потери мощности в токоведущем стержне, Рс, Вт/м	Температура внешней поверхности изолятора, Ти, 0С	Отводимая мощность, Ротв, Вт/м
	31.401	22.774	14.93	-30.206
	35.647	24.422	32.676	-3.497
	40.662	26.07	50.246	22.946
	43.748	27.718	67.73	49.281

 

Зависимость полного теплового потока через изолятор и отводимой мощности от температуры наружной поверхности.

Рис. 8.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте произведён расчёт высоковольтного вода конденсаторного типа с бумажно-масляной изоляцией на номинальное напряжение 110 кВ и номинальный ток 800 А. Расчет проводился в два этапа.

Электрический расчет был произведен с учетом наименьшей неравномерности радиальной напряженности. В результате было рассчитано число слоёв изоляции равное 7, их толщина, а также емкость и падение напряжения на каждом слое, максимальные и минимальные напряженности слоев. Максимальная напряжённость составила 8.733 кВ/мм, что не превышает допустимую.

В ходе электрического расчета были получены следующие размеры: диаметр изоляционного остова – 108 мм, длина первой конденсаторной обкладки – 1.659 м. Также были определены длины уступов каждой обкладки. Так как несколько длин уступов получились меньше допустимой, то производилась их коррекция.

Диаметр токоведущего стержня 30 мм. Между фарфоровой покрышкой и изоляционным остовом предусмотрен масляный канал для обеспечения циркуляции масла, что приводит к лучшему охлаждению ввода. Предусмотрен вывод для измерения напряжения.

В ходе теплового расчета были определены тепловые сопротивления и емкости слоев изоляции, построена зависимость тангенса диэлектрических потерь от температуры, определено распределение температуры по слоям

В тепловом расчёте определялось выделяемое и отводимое тепло. В результате была построена зависимость тепловой устойчивости ввода и сделан вывод, что тепловой пробой маловероятен.

 

Библиографический список

1. Электрический и тепловой расчет высоковольтных вводов/ Г.А. Филиппов, М.Е. Тихов

2. Изоляция установок высокого напряжения: учеб. для вузов / Г.С.Кучинский,.Е. Кизиветер, Ю.С. Пинталь; под общ. ред. Г.С. Кучинского.– М.:Энергоатомиздат, 1987. –368 с.

3. Никулин Н.В., Шишорина Г.Д. Высоковольтные вводы и их ремонт: Учеб. для средних ПТУ. – 2-е изд., перераб. и доп.: - М.: Высш. Шк. – 1986. – 134с.

4. ГОСТ 1516.3-96 Электрооборудование переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции.

5. ГОСТ 10693-81 Вводы конденсаторные герметичные на номинальное напряжение 110 кВ и выше. Общие технические условия.

6. А.З. Славинский. Высоковольтные вводы: Расчет, конструирование и ремонт. – М.: ООО Издательство «Научтехлитиздат», 2001.

 

Задание для курсового проекта

ВВЕДЕНИЕ

Проходные изоляторы служат для ввода высокого напряжения внутрь металлических баков силовых трансформаторов, шунтирующих и токоограничивающих реакторов, масляных выключателей, конденсаторов и других видов оборудования высокого напряжения, для кабельного подключения трансформаторов, а также для изоляции шин при проходе их через стены распределительных устройств.

Эскиз проходного изолятора

1 – токоведущий стрежень, 2 – фланец, 3 – изоляционный остов.

Рис. 1.

Проходные изоляторы в высоковольтных аппаратах и трансформаторах в отличие от других изоляторов имеют весьма неблагоприятное расположение электродов, приводящее к крайне неравномерному распределению радиальной и аксиальной напряжённости электрического поля. Наибольшая напряжённость возникает у фланца, где она направлена в основном вдоль поверхности ввода. Как только напряжённость превысит допустимую величину, возникают местные разряды сначала в виде короны, а затем в виде скользящих разрядов, приводящих к разрушению изоляции, возможным радиальным пробоям и продольным перекрытиям.

Поэтому при конструировании вводов высокого напряжения приходится применять искусственные меры для уменьшения аксиальной напряжённости и обеспечения большой равномерности радиальной напряжённости.

Для увеличения разрядного напряжения по поверхности изоляции весьма важно обеспечить равномерную аксиальную напряжённость.

В целях создания более равномерного радиального и аксиального распределения напряжения используются изоляторы конденсаторного типа, в которых требуемое распределение напряжения осуществляется при помощи металлических обкладок, закладываемых в изоляцию в процессе её намотки.

При приложении переменного напряжения наличие внутренних обкладок приводит к принудительному распределению напряжения, как по толщине, так и по поверхности изоляции обратно пропорционально ёмкостям соответствующих конденсаторов, образованных обкладками.

Применение конденсаторных обкладок позволяет достигнуть значительного сокращения размеров изоляторов, в особенности их диаметра. Уменьшение диаметра изоляции весьма важно, например, в случае применения трансформаторов тока конденсаторного типа, так как в этом случае можно применить фарфоровые покрышки сравнительно малого диаметра.

Вводы на более высокие напряжения (>220 кВ) выполняются обычно заполненными маслом, то есть с маслобарьерной изоляцией или бумажно-масляной. Основное достоинство маслобарьерных проходных изоляторов - простота конструкции, хорошее охлаждение, возможность проведения ремонта (смена масла, высушивание). С другой стороны, маслобарьерные вводы имеют большие радиальные размеры из-за невысокой кратковременной электрической прочности маслобарьерной изоляции. Это привело к тому, что в настоящее время маслобарьерные вводы не выпускаются.

Для аппаратов и трансформаторов на напряжение 110 кВ и выше (до 1150 кВ) преимущественное применение получили вводы с бумажно-масляной изоляцией. Основным недостатком этих вводов является резкое ухудшение изоляционных свойств и характеристик при увлажнении. В связи с этим к конструкциям вводов с бумажно-масляной изоляцией предъявляются специальные требования в отношении герметичности. К достоинствам таких вводов следует отнести то, что благодаря высокой кратковременной и длительной прочности бумажно-масляной изоляции вводы указанного типа имеют наименьшие радиальные размеры.

 

 

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Ввод ГМТII-45-110/800-У1 предназначен для установки на трансформатор. Ввод рассчитывается на номинальное напряжение 110 кВ и номинальный ток 800 А. Допустимый угол наклона ввода к вертикали при установке на трансформатор составляет 45 ^о С. Температура окружающей среды 35^о С.

Ввод выполняется с наименьшей неравномерностью радиальной составляющей напряженности электрического поля, одинаковыми толщинами слоев, а вот емкости слоев и падения напряжения на слоях разные.

Для создания более равномерного радиального и аксиального распределения напряжения ис­пользуются изоляторы конденсаторного типа, в которых требуемое распределение напряжения осуществляется при помощи металлических обкладок, закладываемых изоляцию в процессе её намотки. Обкладки выполняются из алюминиевой фольги толщиной 0.014 мм. Применение кон­денсаторных обкладок позволяет достигнуть значительного сокращения размеров изоляторов, вследствие чего можно применять фарфоровые покрышки сравнительно малого диаметра.

Изоляция ввода выполняется кабельной бумагой марки КВМСУ–120 толщиной 120 мкм, пропитанной трансформаторным маслом ГК, что обеспечивает высокую кратковременную и длительную элек­трическую прочность и небольшие радиальные размеры. Намотка изоляционной бумажной ленты производится в пол­нахлёста. Изоляция края обкладок закрытого типа. Для повышения электрической прочности на краю электродов применяется конусная разделка. Толщина изоляции основного слоя 6 мм.

Бумажно-масляная изоляция подвергается предварительной сушке многократно в процессе намотки при атмосферном давлении и температуре

100^о С. Содержание влаги в бумаге должно составлять (0.2 – 0.3)% для сохранения необходимой механической прочности.

Далее собранная конструкция ввода с целью повышения электрической прочности изоляции и уменьшения тангенса угла диэлектрических потерь подвергается окончательной сушке в ва­куумной камере при повышенной температуре порядка 130^о С и низком остаточном давлении Р_остат = 0.1 Па. С целью улучшения условий теплоотдачи к высушенной изоляции применяют ступенчатое понижение давления по мере высыхания изоляции.

После сушки изоляцию готовят к заливке, постепенно понижая температуру изоляции до температуры подготовленного для заливки масла. Для предотвращения увеличения остаточного давления Р_остат заливку ведут медленно в течение 6 – 10 часов.

После предварительной сушки изоляции пропитывается трансформаторным маслом. Масло сначала очищается, сушится при остаточном давлении

Р_остат = 0.1 Па, что способствует уменьше­нию содержания воздуха и влаги

Изоляционный остов помещается в фарфоровые покрышки, которые являются внешней изоляцией и одновременно служат резервуаром для заполнения ввода маслом. Фарфоровые по­крышки конструируются таким образом, чтобы получить наибольшие значения разрядных на­пряжений. Толщина стенки фарфора определяется механическими нагрузками и составляет 40 мм. Между внутренней поверхностью фарфоровой покрышки и внешней поверхностью изоляционного остова имеется зазор толщиной 20 мм для обеспечения циркуляции масла и технологии сборки изолятора.

Собранный ввод подвергается высоковольтным испытаниям. Значение сопротивления изоляции при вводе в эксплуатацию должен быть не менее 1000 МОм и 500 МОм при эксплуатации. При этом абсолютные значения tgδ должны быть не более 0.006 – 0.008, а прирост Δtgδ – не более 0.0015 – 0.003. Затем ввод испытывается приложением высокого напряжения промышленной частоты, уста­новленного стандартом для испытания внешней изоляции в сухом состоянии

U_{50 Гц 1мин} = 265 кВ по [1]. После этого проводится контроль интенсивности частичных разрядов при напряжении 1.1∙U_раб__наиб промышленной частоты; интенсивность частичных разрядов не должна пре­вышать 10^-10 Кл.

 

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Выбор расчетных напряжений

Расчетные напряжения выбираются на основании испытательных напряжений и длительно воздействующего рабочего напряжения в со­ответствии с ГОСТ 1516.3–96. Проектируемый ввод должен быть подвергнут испытанию одно­минутным напряжением промышленной частоты

U_исп=265 кВ и выдерживать в сухом состоянии плавно поднимаемое на­пряжение U_сух=295 кВ (ГОСТ 10693–81 Вводы конденсаторные герметичные на номинальные напряжения 110 кВ и выше. Общие технические условия).

Номинальное напряжение: U_н=110 кВ. Расчетное напряжение для радиальных размеров будет определяться по формуле:

где K_п=1.15 – кратность перенапряжений.

Выбор расчетных напряжений для аксиальных напряжений внешней и внутренней изоляции производится в соответствии с ГОСТ 1516.3-96. По таблице 2.1 [1], для изолятора 110 кВ эти напряжения равны:

U_{расч_h}=U_исп=265 кВ – расчетное напряжение для аксиальных размеров внутренней изоляции;

U_{расч_H}=U_сух=295 кВ – расчетное напряжение для аксиальных размеров внешней изоляции.

Выбор размеров остова и фарфоровых покрышек ввода

Эскиз изолятора конденсаторного типа с бумажно-масляной изоляцией.

Рис. 2.

Продольные размеры фарфоровых покрышек H_в и h_н (рис. 2.1) выбираются на основании зависимостей разрядного напряжения от размеров разрядных расстояний по воздуху [2, рис. 11.5] и в масле [2, рис. 11.6] с учётом коэффициента запаса, который составляет 1.1 – 1.15.

Высота верхней части изолятора определяется по кривой приведенной на рис. 11.5 [2]: H_в=1.1 м, с учетом коэффициента запаса k_з=1.15

H_в=H_в k_з=1.1 1.15=1.265 м. Длина внутренней части изоляции определяется как: h_в=H_в 0.75=1.265 0.75=0.949 м.

Длина нижней части остова (внутри фарфоровой крышки) выбирается по кривым разрядных напряжений рис. 11.6 [2, кривая 1]: h_н=0.6 м, с учетом коэффициента запаса: h_н = h_н k_з=0.6 1.15=0.69 м. Для обеспечения экранирования фланца и нижней головки изоля­тора длина фарфоровой покрышки в нижней части ввода выбирается так:

H_н = H_н 0.75=0.69/0.75=0.92 м.