1

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Амурский государственный университет»

ИЗОЛЯЦИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

Методические указание

к лабораторным работам по дисциплине

по направлению 140400.62 «Электроэнергетика и электротехника»,

профиль «Электроснабжение»

профиль «Электрические станции»

профиль «Электроэнергетические сети и системы»

профиль «Релейная защита и автоматизация

электроэнергетических систем»

Благовещенск

Издательство АмГУ

2013

2

ББК 31.241 я 73

И32

Печатается по решению

редакционно-издательского совета

Амурского государственного

университета

Разработано в рамках реализации гранта «Подготовка высококвалифи-

цированных кадров в сфере электроэнергетики и горно-

металлургической отрасли для предприятий Амурской области» по за-

казу предприятия-партнера ОАО «Дальневосточная распределитель-

ная сетевая компания»

Рецензенты:

Смирных А.Ю., начальник центральной службы РЗ и ПА филиал «Амур-

ские электрические сети» ОАО «Дальневосточная распределительная сетевая

компания»

Федотов А.И. д.т.н., профессор кафедры «Электроэнергетические си-

стемы и сети» ФГБОУ ВПО «КГЭУ»

Савина Н.В., Соловьев В.В.

Изоляция электроустановок. Методические указания к лабораторным работам /

сост.: Савина Н.В., Соловьев В.В.. - Благовещенск: Амурский гос. ун-т, 2013.

Учебное пособие включает описание лабораторных работ по изучению

материалов применяемых в электроэнергетике и предназначено для изучения

дисциплин «Изоляция электроустановок» студентами очной, заочной и сокра-

щенной форм обучения специальностей.

В авторской редакции.

ББК 31.241 я 73

©Амурский государственный университет, 2013

3

Содержание

стр.

Перечень лабораторных работ 5

Критерии достижения результатов обучения по лабораторным рабо-

там

5

Введение 8

Изучение конструкции, условия применения аппаратов АИИ – 70 и

АИД – 70/50

16

Изучение конструкций изоляторов 35

Распределение напряжения вдоль гирлянды изоляторов 55

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь 65

Конструкции силовых кабелей и испытание их изоляции выпрям-

ленным напряжением

78

Заключение 108

Список рекомендуемой литературы 109

4

Перечень лабораторных работ

Наименование работы Число часов Компитенции

Изучение конструкции, условия при-

менения аппаратов АИИ – 70 и АИД

– 70/50

2 ПК-7, ПК-24, ПК-38,

ПК-40, ПК-43, ПК-44,

ПК-45, ПК-48

Изучение конструкций изоляторов 4 ПК-7, ПК-24, ПК-38,

ПК-40, ПК-43, ПК-44,

ПК-45, ПК-48

Распределение напряжения вдоль

гирлянды изоляторов

4 ПК-7, ПК-24, ПК-38,

ПК-40, ПК-43, ПК-44,

ПК-45, ПК-48

Измерение тангенса угла диэлектри-

ческих потерь

4 ПК-7, ПК-24, ПК-38,

ПК-40, ПК-43, ПК-44,

ПК-45, ПК-48

Конструкции силовых кабелей и ис-

пытание их изоляции выпрямленным

напряжением

4 ПК-7, ПК-24, ПК-38,

ПК-40, ПК-43, ПК-44,

ПК-45, ПК-48

Критерии достижения результатов обучения по лабораторным работам

Работа выполняется студентом самостоятельно во внеаудиторное время в

рамках обязательных часов, выделенных на самостоятельную работу по дисци-

плине.

На аудиторные занятия студент приходит с полностью выполненной ла-

бораторной работой.

Преподаватель проверяет выполнение работы, и студент получает допуск

к защите лабораторной работы.

Защита представляет собой ответы на вопросы преподавателя по теме ра-

боты.

В процессе защиты лабораторной работы студент должен продемонстри-

ровать следующие качества знаний: осознанность, прочность, полноту, глуби-

ну.

5

Студент должен ПОНИМАТЬ содержание выполненной работы

(ЗНАТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОНЯТИЙ, УМЕТЬ РАЗЪЯСНИТЬ ЗНАЧЕ-

НИЕ И СМЫСЛ ЛЮБОГО ТЕРМИНА, ИСПОЛЬЗУЕМОГО В РАБОТЕ И

Т.П.).

Все виды работы: результаты анализа, сопоставления, самоопределения,

выводы и т.п. записываются в аккуратно, с выделением номера задания, от-

дельными абзацами. Никакие сокращения слов в текстах лабораторных ра-

бот не допускаются!

После защиты результаты работы подписываются преподавателем («за-

чтено», количество баллов, подпись преподавателя, дата сдачи). Не подписан-

ная преподавателем работа не считается защищенной.

В журнале учета успеваемости студентов выставляется балл за выпол-

ненную работу (от 3 до 5,0 баллов в зависимости от качества выполненной ра-

боты). Суммарная максимальная оценка за все выполненные в срок лабо-

раторные работы – 25 баллов.

Критерии оценки лабораторных работ:

Ба

лл

Критерии оценки (содержательная характеристика)

«1» Работа выполнена полностью. Студент практически не

владеет теоретическим материалом, допуская грубые ошибки,

испытывает затруднения в формулировке собственных сужде-

ний, неспособен ответить на дополнительные вопросы.

«2» Работа выполнена полностью. Студент не владеет теоре-

тическим материалом, допуская ошибки по сущности рассмат-

риваемых (обсуждаемых) вопросов, испытывает затруднения в

формулировке собственных обоснованных и аргументирован-

ных суждений, допускает ошибки при ответе на дополнитель-

ные вопросы.

«3» Работа выполнена полностью. Студент владеет теорети-

6

ческим материалом на минимально допустимом уровне, отсут-

ствуют ошибки при описании теории, испытывает затруднения

в формулировке собственных обоснованных и аргументирован-

ных суждений, допуская незначительные ошибки на дополни-

тельные вопросы.

«4» Работа выполнена полностью. Студент владеет теорети-

ческим материалом, отсутствуют ошибки при описании теории,

формулирует собственные, самостоятельные, обоснованные,

аргументированные суждения, допуская незначительные ошиб-

ки на дополнительные вопросы.

«5» Работа выполнена полностью. Студент владеет теорети-

ческим материалом, отсутствуют ошибки при описании теории,

формулирует собственные, самостоятельные, обоснованные,

аргументированные суждения, представляет полные и развер-

нутые ответы на дополнительные вопросы.

Работа, оцененная менее, чем 3 баллами, НЕ МОЖЕТ БЫТЬ «ЗА-

ЧТЕНА» и пересдается.

В случае пропуска занятий или не допуска к защите, проверка и защита

лабораторной работы осуществляется во время, определяемое преподавателем.

В часы занятий по расписанию проверяется и защищается только та рабо-

та, тема которой предусмотрена календарным планом. Студент, защитив-

ший работу, продолжает в аудитории готовиться к выполнению следующей ра-

боты.

ПОСЛЕДНИЙ СРОК СДАЧИ ЛАБРАТОРНЫХ РАБОТ – ПОСЛЕД-

НИЙ ДЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ В СЕ-

МЕСТРЕ В КАЖДОЙ ПОДГРУППЕ.

КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ:

Оценка выполненных лабораторных работ осуществляется в рамках рей-

тинговой системы (5,0 баллов) по следующим показателям:

7

Владение теоретическим материалом по рассматриваемым вопро-

сам.

Работа с различными источниками технической литературы.

Наличие собственных оценочных, аргументированных, разверну-

тых вопросов.

Ответы на дополнительные вопросы.

ШКАЛА ПЕРЕВОДА БАЛЛОВ В ОЦЕНКИ ЗА ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБО-

ТЫ

Баллы Оценка

16 – 300 зачет

0 – 66 незачет

Вид работы Ко-

эфф.в

ажн.

Критерии Количество баллов Общая

сумма

баллов

Выполнение

и защита ла-

бораторных

работ

1,0 Соответ-

ствие тре-

бованиям

(см. ниже)

5,0 максимально за каждую

работу.

Итого: 5,0х5 = 25 + 5=30

5 баллов выставляется как

бонус за своевременную сдачу

всех работ в рамках учебных

занятий

30

Введение

Надежная эксплуатация электроустановок высокого напряжения немыс-

лима без глубоких теоретических знаний и практических умений и навыков по

их изоляции, особенностей ее функционирования длительно при рабочих

8

напряжениях и кратковременно при перенапряжениях. Все эти вопросы изуча-

ются в дисциплине «Изоляция электроустановок» при подготовке бакалавров

по специальности 140400 – Электроэнергетика и электротехника.

Согласно учебных планов в данные дисциплины включен лабораторный

практикум, позволяющий студентам лучше усвоить вопросы конструктивного

исполнения изоляции электроустановок, физику процессов разрядов в различ-

ных видах изоляции, методы ее профилактических испытаний и диагностики,

особенности эксплуатации изоляционных конструкций, защиту от перенапря-

жений. Настоящее учебное пособие и представляет собой руководство к таким

работам.

Материал пособия дает необходимые для выполнения работы теоретиче-

ские и практические сведения и обязывает студента осуществлять определен-

ную подготовку к проведению измерений. Самопроверка студентов осуществ-

ляется с помощью контрольных вопросов.

Техника безопасности при проведении лабораторных занятий. Особенно-

стью многих лабораторных работ является их выполнение на установках высо-

кого напряжения. Это обстоятельство в купе с отсутствием навыков работы на

установках высокого напряжения, обуславливает ряд дополнительных обяза-

тельных требований к организации проведенных занятий.

Прежде всего, должны выполнятся следующие организационные меро-

приятия по безопасному проведения работ.

Во-первых, занятия по лабораторным работам осуществляются в группе

студентов, не превышающей восьми человек. Во-вторых, для ведения занятий

назначается два человека: преподаватель, имеющий как минимум III квалифи-

кационную группу по ТБ и заведующий лабораторией, имеющий V квалифика-

ционную группу по технике безопасности (ТБ).

Перед началом лабораторных занятий все студенты проходят вводный

инструктаж по ТБ, а перед проведением конкретной лабораторной работы – ин-

структаж по правилам безопасности проведения опытов на данной установке.

9

После этого каждый студент расписывается в журнале, что он прошел инструк-

таж, а преподаватель расписывается в том, что он провел инструктаж.

Правила техники безопасности в зале высоких напряжений

Настоящие правила распространяются на преподавателей, инженерно-

технологических работников и студентов, проводящих и выполняющих лабора-

торные работы в зале ВЫСОКИХ НАПРЯЖЕНИЙ. Требования настоящих пра-

вил являются обязательными и отступление от них не допускаются.

Запрещается выполнение распоряжений противоречащих требованиям

настоящих правил.

Каждый работающий в лаборатории, если он сам не может принять меры

по устранению нарушения правил, обязан немедленно сообщить вышестояще-

му начальству о всех замеченных им нарушениях правил, представляющих

опасность для жизни людей.

При несчастных случаях с людьми снятие напряжений для освобождения

пострадавшего от воздействия электрического тока должно быть произведено

без предварительного разрешения.

Лица, не имеющие непосредственного отношения к кафедре энергетики

или к выполнению лабораторных работ, допускаются в зал ВЫСОКИХ

НАПРЯЖЕНИЙ с разрешения декана (заместителя декана) или заведующего

кафедры энергетики под надзором инженера или преподавателя.

Выполнение лабораторных работ в зале высоких напряжений осуществ-

ляется группой студентов в количестве не более 8 человек под руководством

инженера или преподавателя. Инженер должен иметь группу по электробез-

опасности не ниже 5, преподаватель не ниже 4, студенты не ниже 2.

Группа прибывшая для выполнения лабораторных работ разбивается на

две-три подгруппы (бригады), где студенты являются членами бригады. Каж-

дую бригаду возглавляет преподаватель или инженер которые являются произ-

водителями работ.

Производитель работ отвечает:

- за соответствие рабочего места методическим указаниям;

10

- за четкость и полноту инструктажа членов бригады (студентов);

- за наличие, исправность и правильное применение необходимых

средств защиты, инструмента, инвентаря и приспособлений;

- за сохранность на рабочем месте ограждений, знаков и плакатов без-

опасности, запирающих устройств;

- за безопасное проведение лабораторной работы и соблюдение настоя-

щих Правил ТБ;

- осуществляет постоянный надзор за членами бригады.

Каждый член бригады обязан соблюдать настоящие Правила ТБ и ин-

структивные указания полученные при допуске к работе и во время работы, а

также требования методических указаний по выполнению лабораторных работ

и местных инструкций по охране труда.

Лица нарушившие правила настоящие Правила ТБ, отстраняются от вы-

полнения лабораторной работы и удаляются из аудитории.

Перед началом выполнения лабораторных работ:

Преподавателем назначается старший в бригаде и производится распре-

деление обязанностей, т.е. определяется, кто включает и выключает установку,

кто следит за показаниями приборов и производит остчет, кто делает записи ре-

зультатов.

Перераспределение обязанностей во время проведения лабораторной ра-

боты не допускается.

Члены бригады:

а) изучают методические указания по выполнению лабораторной работы,

знакомятся с установкой, ее схемой, приборами, расположением оборудования.

б) изучают особые правила техники безопасности при выполнении дан-

ной работы.

в) получают инструктаж от преподавателя или инженера по безопасному

выполнению лабораторной работы и использованию оборудования, приборов и

приспособлений.

11

г) сдают зачеты по знанию настоящих Правил ТБ, а также схем и методи-

ческих указаний по выполнению лабораторной работы.

д) заготавливают черновик работы, куда зарисовывают схему установки,

составляют таблицы для записей и результатов.

Преподаватель или инженер проверяет наличие видимого разрыва в пи-

тающей сети 220/380 В установки, работу схемы блокировки при открывании

двери в высоковольтный отсек, наличие переносных защитных средств и

ограждений, исправность и работоспособность коммутационных аппаратов

(выключатели, разъемы и т.д.).

Во время выполнения лабораторной работы:

- категорически запрещается:

1) Протягивать руки за ограждение.

2) Без разрешения преподавателя или инженера:

а) включать и отключать автоматические выключатели, магнитные

пускатели, разъединители, штепсельные разъемы;

б) открывать крышки приборов, щитов, панелей;

в) переключать тумблеры и переключатели на приборах, установках,

щитах, панелях;

г) заходить в высоковольтный отсек;

д) переходить на другое рабочее место;

е) громко разговаривать, кричать , перераспределять обязанности.

- все переключения в схемах установок производятся только после

проверки схемы преподавателем или инженером и после их разрешения.

- все работы в высоковольтном отсеке производятся только при откры-

той двери в высоковольтный отсек и видимом разрыве в питающих цепях

220/380 В при наблюдении преподавателя или инженера.

- перед подачей напряжения лицо, выполняющее эту операцию преду-

преждает бригаду о подаче высокого напряжения словами «Подаю напряже-

ние» и убедившись, что предупреждение услышано всеми членами бригады,

снимает заземление с ввода установки подает напряжение 220/380 В.

12

- с момента снятия заземления с ввода установки вся установка, вклю-

чая испытываемое оборудование и соединительные провода, считаются

находящимися под напряжением, проводить какие-либо изменения в схеме

или на испытываемом оборудовании, прикасаться к корпусу установки кате-

горически запрещается.

- после выполнения испытаний или измерений необходимо:

1. снизить напряжение на установке до нуля;

2. отключить высокое напряжение;

3. отключить установку от сети 220/380 В и создать видимый

разрыв;

4. заземлить ввод установки;

5. сообщить об этом бригаде словами «Напряжение снято».

- только после выполнения этих операций можно производить пересо-

единения, т.е. присоединить провода или отсоединить их от установки.

После окончания лабораторной работы:

- с оборудования со значительной емкостью (кабели, конденсаторы,

сборные шины и т.п.) снять остаточный заряд;

- отключить вводный автоматический выключатель;

- при необходимости разобрать схему испытаний или измерений;

- навести порядок на рабочих местах.

Выполнение опытов на установках напряжением выше 1000 В осуществ-

ляется студентом при руководстве преподавателем и при участии заведующего

лаборатории. В обязанности преподавателя входят как объяснения сущности

эксперимента, так и обучение студентов правилам безопасной работы с высо-

ким напряжением. Таким образом, студенты изучают не только вопросы техни-

ки высоких напряжений, но и осваивают на практике правила безопасного про-

ведения работ на установках высокого напряжения.

Высокие напряжения встречаются во многих отраслях техники. Однако

наиболее важной областью их применения является электроэнергетика.

Направление развития сегодняшней техники передачи электроэнергии было

13

предопределено, однако требовались гораздо более высокие напряжения, чтобы

экономически выгодно осуществить передачу энергии на большие расстояния.

С помощью расчета распределения электрического поля проверяется,

способна ли изоляционная конструкция выдержать воздействующее напряже-

ние, при этом должны учитываться свойства изоляции, для чего необходимо

знание прочностных характеристик изоляции, зависящих от вида изоляции,

формы воздействующего напряжения, распределения электрического поля, а

также от других факторов, влияющих на разрядные процессы. Рассмотрим га-

зообразные и твердые изоляционные вещества.

Среди газообразных веществ выделен воздух. Исследование разрядов в

воздушных промежутках имеет большое практическое значение, особенно в

случае, когда электрическое поле сильно неоднородно, например, в ЛЭП ВН

или СВН.

В работе рассмотрены важнейшие для практического применения, твер-

дые диэлектрики, применяемые во многих областях энергетики, такие, как не-

органические твердые материалы: фарфор, стекло. Приводятся достоинства и

недостатки таких изоляционных материалов как слюда, полимерные материа-

лы, стеатит, ситалл, базальт, и стеклопластики. Рассматривается вопрос, из ка-

ких материалов лучше изготавливать изоляторы. Важнейшие для изоляционной

техники свойства веществ выведены из фундаментальных закономерностей

или, по крайней мере, ими объясняются; физико-химическими свойствами

определяется поведение веществ в сильном электрическом поле. Этим самым

подтверждается понимание необходимости создания изоляционных веществ с

заранее заданными свойствами для успешного использования их в изоляцион-

ных конструкциях.

Несмотря на то, что в настоящее время получили широкое развитие рас-

четные методы, специалисты в области техники высоких напряжений очень

нуждаются в проведении экспериментальных исследований. Почти все элек-

троэнергетическое оборудование подлежит обязательным испытаниям, прило-

женным напряжением. Для правильного определения размеров изоляции необ-

14

ходимо иметь испытательные установки, с помощью которых можно воспроиз-

водить воздействующие напряжения, возникающие при эксплуатации. Обяза-

тельные испытательные напряжения установлены соответствующими предпи-

саниями, которые указывают также, какой вид испытательного напряжения

необходимо выбрать. Поэтому каждый специалист в области техники высоких

напряжений должен иметь обстоятельные знания о получении и измерении ис-

пытательных, высоких напряжений.

15

1. ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ, УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ

АППАРАТОВ АИИ – 70 И АИД – 70/50

(лабораторная работа № 1)

Цель работы: изучить устройство аппаратов: АИИ-70 и АИД – 70/50

Задание: изучить основные особенности конструкции аппаратов АИИ-70 и

АИД – 70/50 и освоить порядок работы при испытаниях электрооборудова-

ния с их помощью.

Краткое содержание теоретической части

Краткая характеристика и область применения аппарата АИИ - 70

Аппарат АИИ-70 предназначен для испытания повышенным напряже-

нием переменного и выпрямленного тока изоляции электрооборудования с но-

минальным напряжением до 10 кВ включительно, в том числе силовых кабелей

и жидких диэлектриков, а также отдельных элементов опорной и подвесной

изоляции в электроустановках 35 - 220 кВ.

Аппарат АИИ - 70 позволяет выполнять следующие испытания и изме-

рения

1) Испытание повышенным напряжением промышленной частоты изо-

ляторов, вводов, измерительных трансформаторов, коммутационной аппарату-

ры номинальным напряжением до 10 кВ.

2) Испытание повышенным напряжением промышленной частоты 50Гц

отдельных элементов подвесной и опорной изоляции номинальным напряжени-

ем 35 -220 кВ.

3) Испытание повышенным напряжением промышленной частоты 50Гц

изолирующих защитных средств.

4) Измерение токов проводимости разрядников серии РВС и РВМГ и

тока утечки разрядников серии РВП, РВО. Измерение пробивного напряжения

разрядников серии РВП и РВО.

5) Определение пробивного напряжения трансформаторного масла и

других жидких диэлектриков.

Конструктивное исполнение и комплектность

16

Аппарат АИИ - 70 состоит из пульта и выпрямительной приставки.

Внутри пульта установлены: пускорегулирующая и сигнальная аппаратура, вы-

соковольтный трансформатор.

На верхнем щите расположена дверца, открывающая доступ к предо-

хранителям. С внутренней стороны дверцы закреплены ключ и щуп для уста-

новки стандартного зазора в измерительной ячейке для испытания жидкого ди-

электрика. В качестве выпрямляющего устройства в установке применяют по-

лупроводниковые выпрямители. Выпрямитель выполнен из десяти последова-

тельно соединенных кремниевых диодов Д 1007 и допускают пятикратную пе-

регрузку по току в течении 50 мс. Рукоятка регулировки напряжения находится

на передней стенке аппарата АИ-70. Контроль напряжения осуществляется при

помощи вольтметра установленного на верхней части высоковольтного транс-

форматора, у которого шкала проградуирована в киловольтах.

Таблица 1.1. Технические данные кремниевых диодов Д1007.

Среднее зна-

чение прямо-

го тока, А

Допустимая ам-

плитуда обратного

напряжения, В

Прямое падение

напряжения при

номинальном токе,

В

Среднее значение

обратного тока при

максимальном

напряжении, мА

0,075 8000 6 0,1

Заземляющая штанга служит для снятия ёмкостного заряда с испытуемо-

го объекта и его заземления.

Технические характеристики

Номинальное напряжение питающей сети

однофазного тока частотой 50 Гц, В 220

Наибольшее переменное напряжение, кВ 50

Наибольшее выпрямленное напряжение, кВ 70

Выпрямленный ток со стороны высокого напряжения, мА 5

Выходная минутная мощность высоковольтного

трансформатора, кВА 2

Вес аппарата, кг 175

17

Комплектность:

1. Пульт управления 1 шт.

2. Выпрямитель 1 шт.

3. Заземляющая штанга 1 комплект.

Принципиальная, электрическая схема аппарата АИИ-70

Рис.1.1 Принципиальная схема аппарата АИИ – 70

Инструкция по работе с аппаратом АИИ - 70

1) Прежде чем приступить к испытанию необходимо убедится что, ап-

парат и измерительная штанга заземлены.

2) Сборку схем испытания оборудования производит персонал бригады

проводящей испытания. Место испытаний, а так же соединительные провода,

которые при испытание окажутся под испытательным напряжением, должны

быть ограждены от посторонних лиц или у места испытания должен быть вы-

ставлен наблюдающий. В качестве ограждения могут применяться щиты, барь-

еры, канаты с вывешенными на них плакатами «СТОЙ! ВЫСОКОЕ НАПРЯ-

ЖЕНИЕ»

18

а) если соединительные провода, находящиеся под испытательным

напряжением расположены вне помещения электроустановок напряжением

выше 1000 необходимо независимо от ограждения, выставить охрану из одного

или нескольких проинструктированных и введенных в наряд лиц с квалифика-

ционной группой не ниже 2 для предупреждения об опасности приближения

или проникновения за ограждение;

Таблица 1.2.-Условные обозначения и краткая характеристика элементов при-

ческой схемы аппарата АИИ - 70.

Обозначение на

схеме Наименование Характеристика

БК Блок-контакт

ВА Выключатель автоматический АП-25-3Т; 10А

Е Заземление

В Выпрямитель Д1007

КВ Киловольтметр Переделывается из Э-80

ЛЗ Лампа сигнальная (зеленая) А-17, 6В, 3 св.

ЛК Лампа сигнальная (красная) А-17, 6В, 3 св.

мкА Микроамперметр

ПЗ Переключатель защиты ПВ-2-10; 10А; 220В

ПР Предохранитель ПР-2; 15А; 220В

РН Регулятор напряжения 0-100 В

С1 Конденсатор МБГП-1; 200 В; 10 мкф

С2 Конденсатор К3; ; 220/500В

ТГ Трансформатор главный 0,5/50 кВ

R1 Сопротивление ПЭ-150; 30 кОм;

150 Вт

ШР Штепсельный разъем

ЯИ Ячейка измерительная

19

б) лицам, назначенным для охраны испытываемого оборудования про-

изводителем работ, должны быть даны указания, с какого времени это оборудо-

вание рассматриваться как находящееся под напряжением.

3) Включить вилку шнура питания в сеть и стоя на диэлектрическом

ковре, включить аппарат. При этом загорается зеленый сигнал, а после нажатия

кнопки автомата "ВКЛ" - красный.

4) Плавно вращая рукоятку регулятора напряжения повысить напряже-

ние до испытательного.

Перед подачей испытательного напряжения необходимо:

проверить, что все члены бригады находятся на рабочих местах, посто-

ронние лица удалены, и на оборудование можно подавать испытательные

напряжения;

5) Делать предупреждение бригаде фразой «ПОДАЮ НАПРЯЖЕНИЕ»

и, только получив подтверждение об услышанной команде, можно снять зазем-

ление с высоковольтного вывода испытательной установки и подать напряже-

ние 220 В. С момента снятия заземляющей штанги вся испытательная установ-

ка, включая испытываемое оборудование и соединительные провода, считаются

под напряжением. производить какие — либо пересоединения в испытательной

схеме и на испытательном оборудование – ЗАПРЕЩАЕТСЯ.

6) После окончания испытания снизить испытательное напряжение до

нуля и нажать кнопку "ОТКЛ".

7) Заземлить вывод испытательной установки.

8) После того, как выполнены все эти операции, подается команда сло-

вами «НАПРЯЖЕНИЕ СНЯТО». Только после этого можно производить пере-

соединение проводов от испытательной установки или в случае окончания ис-

пытания, отсоединения их и снятия ограждения. Наложение и снятие заземле-

ния заземляющей штангой на высоковольтный вывод испытательной установ-

ки, подсоединения отсоединения проводов от этой установки к испытываемому

оборудованию должны производится одним и тем же лицом, и выполнятся в

диэлектрических перчатках.

20

9) Независимо от заземления вывода испытательной установки лицо,

производящее присоединение в испытательной схеме, должно наложить зазем-

ление на соединительный провод и изолированные от земли части испытывае-

мого оборудования. Снимать эти заземления можно только после операции по

пересоединения. Во время и при пересоединения незаземленные части испыты-

ваемого оборудования рассматриваются, как находящиеся под напряжением.

Описание и руководство по эксплуатации испытательной установки АИД-

70/50

Аппарат типа АИД-70 предназначен для испытания изоляции силовых ка-

белей и твердых диэлектриков выпрямленным электрическим напряжением, а

также для испытания твердых диэлектриков синусоидальным электрическим

напряжением частотой 50 или 60 Гц.

Технические характеристики аппарата указаны в табл. 1.3.

Таблица 1.3 Технические характеристики аппарата АИД-70/50

Параметр Значение

Напряжение питающей сети общего назначения однофазного пе-

ременного тока, В

22010

Параметры аппарата на выпрямленном напряжении в продолжительном

режиме при номинальном значении напряжения сети

Наибольшее рабочее напряжение ( максимальное значение),

кВ

70

Наибольший рабочий ток (среднее значение), мА 12

Параметры аппарата на переменном напряжении в продолжительном ре-

жиме при номинальном значении напряжения сети

Наибольшее рабочее напряжение (действующее значение), кВ 50

Наибольший рабочий ток (действующее значение), мА 20

21

Параметры аппарата на переменном напряжении в повторно-

кратковременном режиме с продолжительностью включения (ПВ) 17% и

длительностью цикла

6 мин при номинальном значении напряжения сети

Наибольшее рабочее переменное напряжение (действующее зна-

чение), кВ

50

Наибольший рабочий ток (действующее значение), мА 45

Потребляемая мощность, кВА, не более 3

Масса, кг, не более

14 ● пульт управления

● источник испытательного напряжения 35

Устройство и принцип работы

Конструкция аппарата выполнена в виде переносного пульта управления и

источника испытательного напряжения.

Источник испытательного напряжения (рис. 1.2) включает в себя высоко-

вольтный трансформатор, высоковольтный выключатель, высоковольтные ре-

зисторы и выпрямительные столбы, помещенные в бак, заполненный транс-

форматорным маслом. Испытательное напряжение из бака выводится посред-

ством специального высоковольтного изолятора, к которому присоединяется

испытываемый объект. Под кожухом источника испытательного напряжения

находятся электромагнит замыкателя, конденсаторы и разрядники.

Для соединения источника испытательного напряжения аппарата АИД-70 с

пультом управления используются зажимы крепления, показанные на (рис. 1.2)

22

1

2

3

4

5

6

271338

643

Рис. 1.2. Источник испытательного напряжения аппарата АИД-70: 1 – зажим

для подсоединения испыттельного объекта; 2 – замыкатель высоковольтного

ввода; 3 – уплотнительное кольцо; 4 – гайка крепления ручки и кожуха; 5 – клем-

ма заземления; 6 – кожух

Пульт управления (рис. 1.3) включает в себя регулятор испытательного

напряжения, печатную плату, разъемы для подсоединения сетевого кабеля и

кабелей источника испытательного напряжения, компенсационный трансфор-

матор, предохранители и другие элементы электрической схемы. Передняя и

задняя шторки пульта сделаны откидывающимися для удобства ремонта и ре-

гулировки. На лицевой панели пульта (рис. 1.3) расположены:

– микроамперметр 2;

– миллиамперметр 4;

– киловольтметр 3;

– зеленая сигнальная лампа (включение сети) 5;

– красная сигнальная лампа (включение испытательного напряжения) 6;

– кнопка включения испытательного напряжения 7;

– кнопка выключения испытательного напряжения 8;

– ручка регулятора испытательного напряжения 9;

– тумблер переключения градуировки киловольтметра 10;

23

– кнопка 11, шунтирующая микроамперметр.

На правой стороне пульта расположен переключатель 1 вида испытательно-

го напряжения и включения аппарата в сеть.

АИД - 70

0

212280

358

A

A

х.ход. кабель

kV

7

mAkVμA

10 89

116

5

42 3

1

Рис. 1.3. Пульт управления аппарата АИД-70

Электрическая принципиальная схема аппарата АИД-70 показана на

(рис.1.4). Работа и взаимодействие элементов аппарата осуществляется следу-

ющим образом. Напряжение питающей сети подводится к пульту управления

посредством сетевого кабеля, снабженного штепсельным разъемом, далее через

предохранители FU1, FU2 подается на пускатель КМ1 и переключатель SA1.

При установке переключателя SA1 в положение «~» или «» срабатывает пус-

катель КМ1 и электромагнит замыкателя QK1, при этом загорается зеленая

сигнальная лампа HL2. Высоковольтный выключатель SA2 срабатывает только

при установке переключателя SA1 в положение «~». В данном случае столбы

VD1 и VD2 шунтируются, и на выходе источника испытательного напряжения

24

присутствует переменное напряжение. Включение испытательного напряжения

производится нажатием кнопки SB1, при условии, что щетка регулятора

напряжения находится в нулевом положении (контакт SQ1 замкнут), срабаты-

вает пускатель КМ2, и питание подается на первичные обмотки трансформато-

ров TV1 и TV3, при этом загорается красная сигнальная лампа HL1.

Величина испытательного напряжения устанавливается при помощи ручки

регулятора напряжения TV1, а контролируется киловольтметром PV1.

Трансформатор TV2 совместно с резисторами R3,R4 и диодом VD11 пред-

назначен для компенсации токов утечки источника испытательного напряже-

ния. Ток нагрузки при работе на выпрямленном напряжении до 1000 мкА изме-

ряется микроамперметром РА1, а выше 1000 мкА – миллиамперметром РА2.

Высоковольтные резисторы R1 и R2 служат для измерения испытательного

напряжения.

Измерительный прибор PV1 (киловольтметр) при работе источника испыта-

тельного напряжения на переменном напряжении градуируется при помощи ре-

зистора R7; при работе на выпрямленном напряжении: на холостом ходу – ре-

зистором R5, а при испытании силовых кабелей или емкостной нагрузки – со-

противлением R6.

Реле KV1 служит для переключения резисторов, шунтирующих измери-

тельный прибор PV1; резисторов, шунтирующих обмотку реле КА1, а также

для шунтирования измерительных приборов РА1 и РА2 при работе источника

на переменном напряжении.

Для защиты аппарата от токов перегрузки служит реле КА1. При работе ис-

точника на выпрямленном напряжении реле КА1 срабатывает при токах

нагрузки, находящихся в пределах 1314 мА, а при работе на переменном

напряжении – при токах нагрузки в пределах 4647 мА.

После окончания испытания силового кабеля, а также в случае емкостной

нагрузки, при отключении испытательного напряжения кнопкой SB2 отключа-

ются пускатель КМ2, высоковольтный выключатель SA2, и остаточный ем-

костной заряд кабеля или другого испытуемого объекта разряжается через

25

Ри

с.

1.4

. Э

лект

ри

че

ска

я п

ри

нц

ипи

ал

ьн

ая с

хе

ма

аппа

ра

та А

ИД

-70

26

вторичную обмотку трансформатора TV3 на землю. При этом отсутствие оста-

точного заряда следует контролировать прибором PV1– киловольтметром.

Перечень и краткая характеристика оборудования и материалов, ис-

пользуемых в лабораторной работе:

Аппарат АИИ-70

Аппарат АИД - 70

Описание хода проведения работы

1) Изучить принципиальную схему и конструкцию аппарата АИИ - 70.

2) Подготовить аппарат АИИ - 70 к работе:

а) рукоятку «Защита» установить в положение «Чувствительная»;

б)подключить при помощи соединительных проводников испытуемый

объект, при этом соединительный провод между испытуемым объектом и аппа-

ратом начала должен быть присоединен к заземленному выводу высокого

напряжения аппарата АИИ - 70, а затем к объекту испытания.

3) Встав на диэлектрический коврик, включить аппарат, вставив вилку

шнура питания в сеть. При этом загорается зелёный сигнал (рис. 2)

На рисунке 1.5 цифрами обозначены:1 - ветка 220В; 2 - киловольтметр;

3 - лампочка «зеленый»; 4 - лампочка «красный»;5 - рукоятка повышения испы-

тательного напряжения; 6 - кнопка «вкл»; 7 - кнопка «выкл»; 8 - ячейка для ис-

пытания жидких диэлектриков.

4) Плавно вращая рукоятку регулятора напряжения по часовой стрелке,

повысить напряжение до испытательного (отсчет вести по шкале киловольт-

метра, градуированной в киловольтах максимальных при испытании постоян-

ным напряжением и по шкале в киловольтах эффективных при испытании

напряжением частоты 50Гц).

27

Рис. 1.5 Общий вид аппарат АИИ - 70

а) вид спереди аппарата АИИ - 70; б) вид сверху аппарата АИИ - 70.

5) После испытания снизить испытательное напряжение до нуля и

нажать кнопку «Откл».

6) Поднести стержень заземляющей штанги к выводу высокого напря-

жения аппарата и снять ёмкостный заряд, а затем заземлить аппарат, повесив

заземляющую штангу на ручку выпрямителя или токопровод высокого напря-

жения.

7) 0тключить аппарат, вынуть вилку шнура питания из розетки.

Порядок проведения испытаний с помощью аппарата АИД 70/50

1. Перед включением испытательной установки необходимо убедиться

в правильности собранной схемы и закрыть дверь высоковольтной каме-

ры.

2. Вставить спецключ от аппарата в переключатель 1 пульта управления

(см. рис. 1.2) и включить необходимый вид испытательного напряжения, при

этом должен загореться зеленый сигнал 5;

3. При работе на выпрямленном напряжении «», во избежание выхода из

строя источника, а также для правильного измерения величины испытательного

28

напряжения строго следить за положением тумблера 10 «kV».

4. Вращая ручку регулятора 9 испытательного напряжения против часовой

стрелки, установить ее в исходное положение до упора.

5. Включить испытательное напряжение кнопкой 7 «», при этом должен

загореться красный сигнал 6;

6. Вращая ручку регулятора испытательного напряжения по направлению

движения часовой стрелки и наблюдая за показаниями киловольтметра, устано-

вить необходимую величину испытательного напряжения. При испытании ем-

костных объектов необходимо помнить, что после прекращения вращения руч-

ки регулятора напряжения испытательное напряжение на объекте продолжает

увеличиваться (стрелка киловольтметра продолжает отклоняться) по мере за-

рядки емкости. В таких случаях подъем напряжения следует осуществлять мед-

ленно и плавно, не допуская превышения нормированной величины испыта-

тельного напряжения на объекте, а также наибольшего рабочего напряжения

аппарата, равного 70 кВ.

7. При работе на выпрямленном испытательном напряжении «» измерение

тока нагрузки величиной до 1 мА следует производить микроамперметром, при

этом необходимо нажать кнопку 11, шунтирующую этот прибор.

8. После окончания испытания необходимо ручку регулятора испытательно-

го напряжения 9, вращая ее против движения часовой стрелки, установить в ис-

ходное положение до упора.

9. Кнопкой «·» отключить испытательное напряжение и только после это-

го отключить аппарат от сети спецключом 1, установив его в положение «0».

С целью исключения возможного перегрева сердечника электромагнита за-

мыкателя после каждого испытания объекта рекомендуется устанавливать

спецключ в нейтральное положение «0»; контроль за снятием остаточного ем-

костного заряда с испытуемого объекта необходимо осуществлять, наблюдая за

показаниями киловольтметра – стрелка прибора должна стоять на числовой от-

метке шкалы «0».

10. В случае испытания выпрямленным напряжением, равным 70 кВ, ем-

29

костного объекта с величиной емкости более 4 мкФ, после окончания испыта-

ния и установленной в исходное положение до упора ручки регулятора напря-

жения остаточный заряд с объекта необходимо снимать при помощи специаль-

ной разрядной штанги с ограничительным сопротивлением (в лабораторных

условиях для этой цели следует использовать заземляющую штангу), затем

кнопкой «·» отключить испытательное напряжение и только после этого от-

ключить аппарат от сети спецключом. Применение разрядной штанги исключа-

ет выход из строя вторичной обмотки высоковольтного трансформатора. При

испытании емкостных объектов выпрямленным напряжением ниже 70 кВ вели-

чина максимально допустимой емкости С, мкФ, испытуемого объекта, без при-

менения специальной разрядной штанги, должна определяться по формуле

2U

19600C , (1.1)

где U – испытательное напряжение, кВ.

11. Прежде чем отсоединить испытуемый объект от источника, необходимо

визуально убедиться в том, что замыкатель источника касается высоковольтно-

го вывода.

Проверка градуировки на переменном испытательном напряжении:

● к высоковольтному выводу источника присоединить киловольтметр С100

и заземлить его;

● включить переменное испытательное напряжение и рукояткой регулятора

напряжения установить на киловольтметре С100 напряжение, равное 50 кВ; ес-

ли стрелка киловольтметра аппарата не занимает положение на числовой от-

метке «50» шкалы «~», то при помощи резистора R7 (см. рис 1.3) добиться это-

го и записать показание вольтметра;

● при необходимости оператор может произвести проверку приведенной по-

грешности киловольтметра аппарата и на остальных числовых отметках шкалы

прибора, при этом погрешность не должна превышать 4,5 %;

● после окончания градуировки отключить аппарат от сети.

30

Проверка градуировки на выпрямленном испытательном напряжении при

установке тумблера «kV» в положение «КАБЕЛЬ»:

● к высоковольтному выводу источника присоединить киловольтметр С100

и конденсатор, другой вывод конденсатора и киловольтметра заземлить;

● включить выпрямленное испытательное напряжение, рукояткой регулято-

ра напряжения установить на киловольтметре С100 напряжение, равное 70 кВ.

Если стрелка киловольтметра аппарата не занимает положение на числовой от-

метке «70» шкалы «–», то при помощи резистора R5 добиться этого положения;

● при необходимости оператор может произвести проверку приведенной

погрешности киловольтметра аппарата при помощи шарового измерительного

разрядника по методике ГОСТ 17512–82, при этом погрешность не должна пре-

вышать 10 %.

Проверка компенсации токов утечки источника испытательного напря-

жения:

● установить тумблер «kV» в положение «Х.ХОД», включить выпрямлен-

ное испытательное напряжение; рукояткой регулятора напряжения установить

на киловольтметре аппарата напряжение 70 кВ, нажать на кнопку, шунтирую-

щую микроамперметр;

● если стрелка микроамперметра аппарата не занимает положение на чис-

ловой отметке «0», то при помощи резистора R3 добиться этого положения.

Проверка защиты от токов перегрузки:

● заземлить высоковольтный вывод источника испытательного напряжения;

● включить выпрямленное испытательное напряжение;

● вращая рукоятку регулятора напряжения и наблюдая за показаниями мил-

лиамперметра аппарата, увеличить ток до 14 мА; защита должна срабатывать

при токах, находящихся в пределах 13÷14 мА, в противном случае добиться

этого условия при помощи резистора R8 и отключить аппарат от сети;

● открыть заднюю шторку пульта управления, ослабить винты клемм «3» и

«4», расположенные на колодке регулятора напряжения, и присоединить к ним

31

разрезные наконечники проводников, идущих от вольтметра переменного

напряжения с пределом измерения до 75 В и классом точности не ниже 0,5;

● включить переменное испытательное напряжение;

● вращая рукоятку регулятора напряжения и наблюдая за показаниями

вольтметра, увеличить напряжение до 33 В;

● защита должна срабатывать при напряжениях, находящихся в пределах

32÷33 В, в противном случае добиться этого условия при помощи резистора R9.

Меры безопасности при работе на аппарате АИД-70

Прежде чем приступить к работе на аппарате, необходимо убедиться в надеж-

ности заземления источника испытательного напряжения медным гибким прово-

дом сечением не менее 4 мм2. Заземление пульта управления осуществляется при

помощи заземляющей жилы сетевого кабеля.

Работа без заземления запрещается!

Запрещается работать на аппарате с неисправными замыкателем и световой

сигнализацией.

Перед включением аппарата в сеть дверь высоковольтной камеры должна

быть закрыта.

Перед включением выпрямленного испытательного напряжения необходи-

мо убедиться, что тумблер 10 «kV» (см. рис. 1.3) занимает положение, соответ-

ствующее виду нагрузки («х. ход» или «кабель»).

После окончания испытания необходимо ручку регулятора испытательного

напряжения 9, вращая ее против движения часовой стрелки, установить в ис-

ходное положение до упора. Кнопкой «·» 8 отключить испытательное напря-

жение и только после этого отключить аппарат от сети спецключом 1, устано-

вив его в положение «0».

Контроль за снятием остаточного емкостного заряда с испытуемого объекта

необходимо осуществлять, наблюдая за показаниями киловольтметра 3 аппара-

та – стрелка прибора должна стоять на числовой отметке шкалы «0».

32

В случае испытания выпрямленным напряжением, равным 70 кВ, емкостно-

го объекта с величиной емкости более 4 мкФ, после окончания испытания и

установки в исходное положение до упора ручки регулятора напряжения оста-

точный заряд с объекта необходимо снимать при помощи специальной разряд-

ной штанги с ограничительным сопротивлением, затем кнопкой «·» отклю-

чить испытательное напряжение и только после этого отключить аппарат от се-

ти спецключом.

Применение разрядной штанги исключает выход из строя вторичной обмот-

ки высоковольтного трансформатора.

При испытании емкостных объектов выпрямленным напряжением ниже 70

кВ величина максимально допустимой емкости испытуемого объекта без при-

менения специальной разрядной штанги должна определяться по формуле (1.1).

Прежде чем отсоединить испытуемый объект от источника, необходимо ви-

зуально убедиться в том, что замыкатель 2 источника (см. рис. 1.3) касается вы-

соковольтного вывода.

При неработающем аппарате спецключ должен храниться у преподавателя.

Форма представления результатов, полученных при проведении работы

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1. Титульный лист.

2. Цель работы.

3. Зарисовать конструкцию аппаратов АИИ-70 и АИД-70/50 и записать по-

рядок работы с аппаратами.

4. Сделать выводы по работе.

Выводы

Кратко описываются итоги проделанной работы, и приводится анализ по-

лученных результатов. Выводы не должны быть простым перечислением того,

что сделано. Необходимо отметить, что нового узнал студент при выполнении

работы, к чему привело обсуждение результатов, насколько выполнена заяв-

ленная цель работы.

Вопросы и задания для самостоятельного контроля

33

1. Назначение аппаратов АИИ-70 и АИД-70/50

2. Устройство аппарата АИИ-70

3. Устройство аппарата АИД-70/50

4. Порядок работы на аппарате АИИ-70

5. Порядок работы на аппарате АИД-70/50

6. Принципиальная схема АИИ-70

7. Принципиальная схема АИД-70/50

8. Техника безопасности при проведении работ на аппаратах АИИ-70 и

АИД-70/50

Рекомендуемая литература с указанием соответствующих глав или тем

[44] раздел 5 § 22.2

34

2. ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ИЗОЛЯТОРОВ

(лабораторная работа № 2)

Цель работы: Изучить конструкционные особенности высоковольтной изо-

ляции линейных, опорных и проходных изоляторов.

Задание: зарисовать конструкции изоляторов описать их назначение и рас-

шифровать обозначение.

Краткое содержание теоретической части

В зависимости от назначения и конструктивного исполнения, изоляторы

разделяются на: линейные, опорные и проходные. Кроме того, изоляторы раз-

личаются также по роду установки (внутренней и наружной) и условиям экс-

плуатации (для районов с нормальным или с повышенным уровнем загрязне-

ния).

Исходя из этого, изоляторы должны иметь определенные электрические

и механические характеристики, причем, наиболее высокие требования предъ-

являются к линейным высоковольтным изоляторам, устанавливаемым на от-

крытом воздухе в районах с повышенной загрязненностью атмосферы (уносами

промышленных предприятий и котельных, отложениями морских солей и др.).

Необходимые механические характеристики изоляторов обеспечивают-

ся за счет применения материалов с соответствующей механической прочно-

стью - электротехнического фарфора, электроизоляционного стекла, ковкого и

высокопрочного чугуна, а также за счет создания надежных конструкций сило-

вого узла.

Высокие электрические характеристики изоляторов обеспечиваются пу-

тем видоизменения и совершенствования классических форм изолирующих

элементов (тарелки, юбки и др.) в направлении увеличения расстояния утечки

за счет развития поверхности и придания изоляторам оптимальной геометриче-

ской формы, способствующей самоочистке от загрязнений.

Изоляторы как самостоятельные конструкции имеют свою внутреннюю

и внешнюю изоляцию. Внутренняя изоляция, которая при пробое разрушается

необратимо, выполняется более прочной, чем изоляция внешняя, поэтому раз-

35

рядные характеристики изоляторов определяются электрической прочностью

их внешней изоляции. В наиболее сложных условиях находится внешняя изо-

ляция изоляторов наружных установок, поверхность которых может загряз-

няться, увлажняться дождем или другими видами осадков. Обеспечить высокие

разрядные напряжения изоляторов могут сильно развитые поверхности, т.е. ре-

бра, вылеты или наплывы, которые резко снижают напряженность электриче-

ского поля в области провода или шины и поэтому увеличивают разность по-

тенциала перекрытия по изоляции. Число, форма и размеры ребер или вылетов

основные конструктивные параметры изоляторов, от которых зависят их экс-

плуатационные характеристики. При правильно выбранных размерах и форме

вылетов развивающийся вдоль поверхности канал разряда отрывается от нее и

не оказывает теплового воздействия на изоляцию.

Опорные изоляторы в зависимости от назначения и класса напряжения

могут быть сплошными (опорно-стержневые изоляторы), с внутренней поло-

стью (изоляторы серии ОФ для внутренней установки), составными (штыревые

изоляторы) и иметь квадратный, круглый или овальный фланцы или арматуру,

армируемую в теле фарфора. Опорные изоляторы серии ОФ для внутренней

установки выпускаются на номинальные напряжения 1, 6, 10, 20 и 35 кВ, имеют

форму усеченного конуса с внутренней полостью и снабжены одним или не-

сколькими короткими ребрами.

Металлический фланец (круглый, овальный или прямоугольный) и кол-

пачок армированы цементом с применением компенсирующих промазок и про-

кладок. Необходимость установки в комплектных экранированных токопрово-

дах опорных изоляторов, имеющих уменьшенные размеры и массу, а так же

обеспечивающих надежную работу в условиях выпадения росы, привела к со-

зданию ребристых опорных изоляторов серии ОФР на поминальные напряже-

ния 10, 20, 110 кВ. У этих изоляторов металлические элементы для крепления

токоведущих частей армированы в теле фарфора. Опорно-стержневые изолято-

ры выпускаются на номинальные напряжения 10, 20, 110 кВ и предназначены

для установки на открытом воздухе.

36

Изоляторы должны выдерживать испытательное напряжение частоты 50

Гц в условиях выпадения росы, а также наибольшее рабочее напряжение при

выпадении инея с последующим его оттаиванием. К изоляторам предъявляется

требование выдерживать в течение 15 с, испытательное усилие на изгиб, равное

70± 1 % номинального разрушающего усилия.

Арматура (фланцы) изоляторов изготовляются из чугуна или стали.

Компенсация в местах армировки достигается покрытием поверхности фарфора

и арматуры, соприкасающихся с армирующим составом, слоем битумного лака

и установкой прокладок из картона или паронита между торцами фарфорового

стержня и днищем арматуры (фланца). Для придания влагостойкости армиров-

ка покрывается слоем лака. Опорно-штыревые изоляторы выпускаются на но-

минальные напряжения 6, 10, 20 и 35 кВ и устанавливаются, как правило, в от-

крытых распределительных устройствах с нормальной и загрязненной атмо-

сферой: категории А, Б и В. Армирование фарфоровых элементов между собой

и с металлической арматурой производится цементом с толщиной армирован-

ного шва не менее 2 мм. Между металлическим колпаком, фарфоровыми эле-

ментами и штырем устанавливаются эластичные прокладки толщиной не менее

1 мм. Соприкасающиеся с цементной связкой поверхности фарфора и арматуры

покрываются слоем компенсирующей промазки из раствора битума. Meжду

краями металлического колпака и фарфоровых элементов должен быт обеспе-

чен зазор не менее 2 мм. Внешнее покрытие армировочного шва осуществляет-

ся раствором битума в бензине

Опорные стержневые изоляторы. Наиболее простую форму имеют

изоляторы стержневого типа для закрытых распределительных устройств. Изо-

лятор (рис. 1.8, а) представляет собой полое фарфоровое тело почти цилиндри-

ческое формы. Верхняя часть изолятора выполнена сплошной, для предотвра-

щена разрядов во внутренней полости. Фарфор с помощью цемента армирован

вниз) чугунным фланцем, а наверху чугунной шапкой.

37

Рис 2.1 Опорные стержневые изоляторы типа ОФ для внутренней уста-

новки на напряжение 6 кВ. Разрушающая нагрузка на изгиб 3750 Н.

а — без внутреннего экрана; б — с внутренней заделкой арматуры.

Улучшение разрядных характеристик опорного изолятора может быть

достигнуто с помощью внутреннего экрана, уменьшающего напряженность

электрического поля у шапки. На рис. 1.9 показана зависимость разрядного

напряжения от длины внутреннего экрана при импульсных напряжениях обеих

полярностей. При положительной полярности напряжение, но растет по мере

увеличения длины экрана, так как при этом уменьшается напряженность поля у

шапки. При отрицательной полярности разрядное напряжение, напротив, сни-

жается. Продвижение разряда от отрицательного электрода в резконеоднород-

ном поле сильно затруднено, поэтому разряд развивается от положительного

электрода, т. е. от заземленного фланца, даже если напряженность около него

значительно меньше, чем у шапки. По мере удлинения внутреннего экрана

напряженность у фланца возрастает и в связи с этим разрядное напряжение

уменьшается.

38

Рис. 2.2 Зависимость 50%-ного импульсного разрядного напряжения по

поверхности опорного изолятора от длины внутреннего электрода (данные Г.

А. Лебедева — ВЭИ) 1— импульс +1,2/50 мкс; 2 — импульс -1,2/40 мкс.

Целесообразная длина внутреннего экрана соответствует равенству раз-

рядных напряжений при обеих полярностях. Роль внутреннего экрана в опор-

ных изоляторах выполняют металлические элементы внутренней заделки арма-

туры. Изолятор такой конструкции имеет меньшие размеры и массу. Для по-

вышения разрядного напряжения на теле изолятора делается ребро, которое за-

ставляет разряд развиваться под углом к силовым линиям поля, т. е. по пути с

меньшей напряженностью. Наибольшее повышение разрядного напряжения

наблюдается в том случае, когда ребро находится у электрода, с которого раз-

вивается разряд. При положительной полярности таким электродом является

шапка, при отрицательной - фланец. Поскольку у опорных изоляторов разряд-

ное напряжение при положительной полярности шапки значительно меньше,

чем при отрицательной полярности, ребро необходимо располагать вблизи

шапки.

Стержневые опорные изоляторы внутренней установки выпускаются на

номинальные напряжения до 35 кВ и имеют механическую прочность (мини-

мальную разрушающую нагрузку) на изгиб от 3750 до 42500 Н. Изоляторы с

более высокой механической прочностью имеют больший диаметр. В обозна-

чении этих изоляторов указываются их тип и материал, номинальное напряже-

39

ние и механическая прочность в килограмм-силах. Например, ОФ-3 5-750 —

опорный фарфоровый на 35 кВ, механическая прочность 7,5 кН.

Стержневые опорные изоляторы для наружной установки отличаются

сильно развитой поверхностью, На напряжения 35—110 кВ такие изоляторы

изготовляются в виде сплошного фарфорового стержня с равномерно располо-

женными ребрами. Обозначение, например, ОНС-110-1000 расшифровывается

следующим образом опорный, наружной установки, стержневой на 110 кВ с

механической прочностью 10 кН.

Опорные штыревые изоляторы, С увеличением номинального напря-

жения и высоты изолятора растут изгибающие моменты, и прочность изолято-

ров стержневого типа оказывается недостаточной. Не обеспечивают они необ-

ходимую прочность и в установках с относительно низкими напряжениями, но

с большими токами к. з.

Лучшими механическими характеристиками обладают изоляторы шты-

ревого типа. Их отличительной особенностью является использование тонко-

стенного фарфора, электрическая и механическая прочность которого растет с

уменьшением толщины и применением стального штыря, воспринимающего на

себя основную часть изгибающего усилия

На рис. 2.3 показан опорный штыревой изолятор типа ОНС-10-500

наружной установки на напряжение 10 кВ с минимальной разрушающей

нагрузкой на изгиб 5 кН.

Механическая прочность изолятора такого типа определяется прочно-

стью его штыря, а не изоляционного тела, так как изгибающий момент, дей-

ствующий на фарфоровую часть, из-за малого плеча, оказывается много мень-

ше изгибающего момента, приложенного к штырю. Достаточно большая длина

утечки и высокое мокроразрядное напряжение изолятора обеспечиваются за

счет ребер. Изоляторы такого типа на напряжение 35 кВ (рис. 2.4) имеют две

фарфоровые части, соединенные между собой цементом.

40

Рис 2.3. Штыревой опорный изолятор типа ОНШ на напряжение 10 кВ.

1 — штырь, 2 — фарфор, 3 — шапка, 4 — цемент

Рис. 2.4. Опорные стержневые изоляторы типа ОНС для наружной уста-

новки а) - на 35 кВ, б)-на110 кВ.

У изоляторов для районов с повышенной загрязненностью атмосферы

ребра выполняются с более развитой поверхностью для увеличения пути утеч-

ки.

41

Рис. 2.5 Опорно штыревые изоляторы для районов с повышенной за-

грязненностью атмосферы а)-ОШНЗ-10, б) ОШНЗ-35

В установках на напряжение 110 кВ и выше используются колонки, со-

стоящие из нескольких, установленных друг на друга опорно штыревых изоля-

торов на напряжение 35 кВ. При большой высоте колонки на фарфоровую

часть нижнего изолятора действует почти такой же изгибающий момент, как и

на штырь. Поэтому слабым местом здесь является фарфоровое тело нижнего

изолятора. Чтобы увеличить допустимые нагрузки на изгиб для всей колонки,

фарфоровое тело изолятора выполняют не из двух, а из трех более тонких и,

значит, более прочных частей (рис. 2.5, б).

Одиночные колонки из трех - пяти изоляторов применяются в установ-

ках с напряжением до 220 кВ. При более высоких напряжениях используются в

основном опорные конструкции в виде треноги, состоящей из нескольких ко-

лонок. Изоляторы в таких конструкциях работают не только на изгиб, но и на

растяжение и сжатие

Проходные изоляторы. Типичные конструкции проходных изоляторов

на напряжения 6 и 35 кВ для внутренней и наружной установки показанной на

рисунке 2.6.

а) б)

42

Рис. 2.6. Проходные изоляторы, а, б- типа П для внутренней установки;

(а, в- на 6 кВ), в, г-типа ПН для наружной установки (б, г - на 35 кВ).

Они состоят из изоляционного фарфорового тела, токоведущего стерж-

ня и фланца, с помощью которого изолятор укрепляется на стене, перекрытии

или ограждении.

Проходные изоляторы, как и изоляторы других типов, конструируют

так, чтобы пробивное напряжение их внутренней изоляции превышало разряд-

ное напряжение по поверхности. Для изоляторов на номинальные напряжения

до 35 кВ требуемую величину пробивного напряжения можно получить при от-

носительно малой толщине фарфора. Однако при этом получается большая

удельная поверхностная емкость и облегчается развитие разряда по поверхно-

сти. Учитывая слабую зависимость разрядного напряжения от расстояния меж-

ду электродами по поверхности, в этих условиях пришлось бы неоправданно

увеличить длину изолятора, чтобы обеспечить требуемое напряжение перекры-

тия.

Сокращение длины изолятора без снижения его разрядного напряжения

достигается путем уменьшения удельной поверхностной емкости за счет уве-

личения толщины изоляции или диаметра фланца. Поскольку развитие разряда

начинается от фланца, то достаточно увеличить диаметр только в этой части

изолятора.

43

Между токоведущим стержнем и изоляционным телом в фарфоровых

изоляторах остается воздушная полость. При напряжении, близком к разрядно-

му, в полости происходит ионизация воздуха, что приводит к увеличению по-

верхностной емкости и некоторому снижению напряжения перекрытия. Это об-

стоятельство хотя и вызывает необходимость дополнительного увеличения

толщины фарфора, однако мало влияет на размеры проходных изоляторов на

напряжения до 20 кВ

В проходных изоляторах на напряжение 35 кВ токоведущий стержень

покрывают слоем бакелизированной бумаги толщиной 3—6 мм. Это увеличи-

вает напряжение возникновения короны примерно в 2 раза и способствует по-

вышению разрядного напряжения. Существенное увеличение разрядного

напряжения изоляторов на 35 кВ дают ребра, особенно расположенные вблизи

фланца, которые затрудняют развитие разряда, уменьшая удельную поверх-

ностную емкость и направляя разряд по пути с меньшей напряженностью элек-

трического поля

Проходные изоляторы для наружной установки отличаются более раз-

витой поверхностью той части изолятора, которая располагается вне помеще-

ния (рис. 2.6, в, г).

В обозначении проходных изоляторов, кроме номинального напряжения

и минимальной разрушающей нагрузки на изгиб, оказывается номинальный

ток. Например, изолятор внутренней установки на 10 кВ, 400 А и 7,5 кН обо-

значается следующим образом П-10/400-750.

Проходные изоляторы на более высокие напряжения (вводы) имеют

значительно более сложную конструкцию и будут рассмотрены отдельно.

Линейные изоляторы, применяемые для крепления проводов воздуш-

ных линий электропередачи, делятся по своей конструкции на штыревые, по-

добные опорным штыревым, и подвесные. Последние, в свою очередь, подраз-

деляются на изоляторы тарельчатого типа и стержневые.

Линейные изоляторы испытывают механические нагрузки, которые со-

здаются натяжением проводов и зависят от сечения проводов и длин пролетов

44

между опорами, от температуры проводов, силы ветра и других факторов. Для

штыревых линейных изоляторов эти нагрузки являются главным образом изги-

бающими. Подвесные изоляторы благодаря шарнирному креплению подверга-

ются только растягивающим усилиям.

1. Штыревые изоляторы. Наиболее широко применяемый на линиях с

напряжением 6 кВ фарфоровый изолятор типа ШФ6 показан на рис. 2.7.а.

Рис. 2.7 Штыревые линейные изоляторы типа ШФ а – на 6 кВ, б – на 35 кВ

Аналогичную конструкцию имеют фарфоровый (ШФ10) и стеклянный

(ШС10) изоляторы на 10 кВ Провод крепится на верхней или боковой бороздке

изолятора с помощью проволочной вязки или специальных зажимов. Сам изо-

лятор навертывается на металлический штырь или крюк, закрепленный на опо-

ре. Чтобы крюк не поворачивался в опоре при натяжении провода, ему прида-

ется такая форма, что ось провода и ось ввертываемой в опору части крюка ле-

жат в одной плоскости. При этом натяжение провода не создает вращающего

момента относительно оси крюка.

Гнездо с резьбой для ввертывания штыря или крюка углублено в тело

изолятора настолько, что верхняя часть штыря или крюка оказывается на

уровне шейки изолятора. Этим достигается уменьшение изгибающего момента,

действующего на тело изолятора. Механическая прочность штыревых изолято-

ров характеризуется минимальной разрушающей нагрузкой на изгиб.

При дожде внешняя часть поверхности изолятора оказывается полно-

стью смоченной водой Сухой остается лишь его нижняя поверхность, поэтому

почти все напряжение оказывается приложенным между концом внешнего реб-

ра и штырем. Изоляторы типа ШФ20 на напряжение 20 кВ и ШФ35 на напря-

а) б)

45

жение 35 кВ (рис. 2.7.б) в целях получения необходимых электрической и ме-

ханической прочностей выполняются из двух фарфоровых частей, склеиваемых

цементным раствором.

2. Подвесные изоляторы тарельчатого типа. На линиях 35 кВ и более

высокого напряжения применяются преимущественно подвесные изоляторы

тарельчатого типа Путем последовательного соединения таких изоляторов

можно получить гирлянды на любое номинальное напряжение. Применение на

линиях разного класса напряжения гирлянд из изоляторов одного и того же ти-

па значительно упрощает организацию их массового производства и эксплуата-

цию. Как уже отмечалось, из-за шарнирного соединения изоляторы в гирлянде

работают только на растяжение. Однако сами изоляторы сконструированы так,

что внешнее растягивающее усилие вызывает в изоляционном теле в основном

напряжения сжатия и среза. Тем самым используется весьма высокая прочность

фарфора и стекла на сжатие.

Основу изолятора составляет фарфоровое или стеклянное тело — та-

релка (рис. 2.8), средняя часть которой, вытянутая кверху, называется головкой.

На головке крепится шапка из ковкого чугуна, а в гнездо, расположенное внут-

ри головки, заделывается стальной стержень. Армировка изолятора, т. е. меха-

ническое соединение изоляционного тела с металлической арматурой, выпол-

няется при помощи цемента.

Соединение изоляторов в гирлянду осуществляется путем введения

утолщенной головки стержня в специальное ушко на шапке другого изолятора

и закрепления его замком. Длина стержня делается минимальной но достаточ-

ной для удобной сборки гирлянды.

Механическую нагрузку несут в основном головка изолятора и прежде

всего ее боковые опорные части. Поэтому конструкции тарельчатых изоляторов

различаются в первую очередь формой головки.

На рис. 2.8, а показан изолятор с конической головкой. При приложении

к такому изолятору растягивающей нагрузки, направленной вдоль оси изолято-

ра, цементное тело конической формы, расположенное в гнезде головки, рабо-

46

тает как клин, стремящийся расширить головку изолятора. Внешняя поверх-

ность головки, имеющая форму конуса, также образует клин, который сжима-

ется при вдавливании в цементную прослойку между шапкой и головкой. В ре-

зультате фарфор в боковых стенках головки испытывает в основном напряже-

ние сжатия.

Рис. 2.8. Подвесные изоляторы тарельчатого типа, а — с конической го-

ловкой, б — с цилиндрической головкой

Коэффициент температурного расширения у цемента выше, чем у фар-

фора. Поэтому, чтобы при изменениях температуры в головке не возникали

опасные механические напряжения, предусмотрена возможность некоторого

перемещения фарфора относительно цемента. С этой целью наружные и внут-

ренние поверхности головки выполняются гладкими, глазурованными и с ними

цемент не схватывается. Кроме того, для уменьшения силы трения между со-

прикасающимися поверхностями угол конусности головки делается достаточно

большим (не менее 10—13°).

Недостатком изоляторов с конической головкой являются относительно

большие размеры шапки, что неблагоприятно сказывается на разрядных харак-

теристиках гирлянд. Помимо этого, так называемая обратная конусность голов-

ки не позволяет изготовлять изоляторы высокопроизводительным методом

штамповки.

Несколько меньше размеры шапки у изоляторов с цилиндрической го-

ловкой. Точнее, головка у этих изоляторов имеет небольшую прямую конус-

ность, облегчающую процесс штамповки изоляционного тела. Для прочного за-

47

крепления шапки боковые поверхности головки покрывают фарфоровой крош-

кой, которая при обжиге прочно спекается с фарфором. Компенсация темпера-

турных деформаций и устранение механических напряжений, обусловленных

различием коэффициентов температурного расширения фарфора и цемента, до-

стигаются путем покрытия поверхности головки битумным составом.

Размеры и форма фарфоровой тарелки у изоляторов с конической и ци-

линдрической головками одинаковы. Верхняя, гладкая поверхность тарелки

наклонена под углом 5—10° к горизонтали для того, чтобы обеспечить стека-

ние дождевой воды. Край тарелки изогнут вниз и образует так называемую ка-

пельницу, не допускающую возникновение непрерывного потока воды с верх-

ней поверхности изолятора на нижнюю. Нижняя поверхность тарелки сделана

ребристой для увеличения длины утечки по поверхности и повышения мокро

разрядного напряжения. Изоляторы, предназначенные для работы в загрязнен-

ных районах, имеют существенно более сложную форму (рис. 2.9).

Конструкция стеклянных изоляторов аналогична рассмотренным. В свя-

зи с тем, что коэффициенты температурного расширения стекла, цемента и ар-

матуры приблизительно одинаковы, в стеклянных изоляторах отсутствует би-

тумная промазка.

Важное достоинство изоляторов тарельчатого типа состоит в том, что

при повреждении изоляционного тела, например в случае пробоя под шапкой,

механическая прочность изолятора и, следовательно, всей гирлянды не наруша-

ется. Благодаря этому пробой изолятора в гирлянде не приводит к падению

провода на землю.

48

Рис. 2.9 Подвесные изоляторы тарельчатого типа для районов с загрязнен-

ной атмосферой, а — типа ПФГ 6 для натяжных гирлянд, б типа ПФГ-5А для

поддерживающих гирлянд

Проверка механической прочности тарельчатых изоляторов проводится

при плавном увеличении механической нагрузки и одновременном воздействии

напряжения, составляющего 75—80% сухо разрядного. При этом механические

повреждения изоляционного тела под шапкой обнаруживаются по электриче-

скому пробою. Величина механической нагрузки, повреждающей изолятор при

таком испытании, называется электромеханической прочностью изолятора. Эта

характеристика указывается в обозначении изолятора. Например, ПФ6 — под-

весной фарфоровый с электромеханической прочностью 60 кН; ПС 16 — под-

весной стеклянный на 160 кН; ПСГ-22 — подвесной стеклянный для районов с

загрязненной атмосферой на 220 кН. Подвесные изоляторы тарельчатого типа

выпускаются с электромеханической прочностью от 60 от 400 кН. 2. Подвесные

стержневые изоляторы представляют собой фарфоровый стержень с ребрами,

армированный на концах двумя металлическими шапками при помощи цемент-

ного раствора (рис. 2.10). Для прочного соединения шапок с фарфором концы

стержня, а также внутренние опорные поверхности шапок имеют коническую

форму.

а)

б)

49

Диаметр фарфорового стержня выбирается в зависимости от требуемой

механической прочности с учетом того, что фарфор при такой толщине имеет

прочность на растяжение 1300—1400 Н/см2.

Применение стержневых изоляторов дает значительную экономию ме-

талла за счет уменьшения числа шапок, уменьшение массы и главное, длины

изоляционной конструкции, на которой крепится провод. Недостатками изоля-

торов этого типа являются возможность их полного разрушения и падения про-

вода на землю или заземленные конструкции. Ограничивает их применение

также сравнительно невысокая механическая прочность.

Из-за большой длины пути утечки, а также относительно простой фор-

мы, обеспечивающей хорошую очистку поверхности дождем и ветром, стерж-

невые изоляторы весьма перспективны для районов с загрязненной атмосферой.

[36]

Рис. 2.10 Стержневой подвесной изолятор СТ-110 на 110 кВ.

Полимерные изоляторы, обладая всеми преимуществами стержневых

изоляторов, приобрели дополнительно чрезвычайно важную характеристику:

50

механическую неразрушаемость под воздействием рабочих и аварийных нагру-

зок и даже в случае обстрела изоляторов дробью или пулями.

В качестве основного несущего элемента, воспринимающего механиче-

ские нагрузки используется однонаправленный стеклопластиковый стержень,

состоящий из десятков тысяч тончайших стеклянных волокон, обладая высокой

механической прочностью.

В качестве связующего элемента используются обычно эпоксидные и

полиэфирные смолы. Для увеличения разрядных характеристик изолятора и

защиты поверхности стеклопластикового стержня от электрического трека на

стержне армируются ребра. Ребра могут формироваться на стержне путем от-

ливки в пресс - формах, и в процессе формовки обеспечивается механическая

связь ребер со стержнем. При другом варианте ребра формируются отдельно и

армируются на стержне методом сварки, спекания или склеивания.

Рис. 2.11 Конструкция полимерных изоляторов а) - с тарелками из эти-

ленпропиленовых мономеров, б) - с развитой поверхностью из кремнийоргани-

ческой резины, в) -конструкции ЛПИ им. М.И. Калинина с фторопластовым

защитным покрытием стержня и фторопластовыми ребрами.

Конструкция (рис. 2.11.в):

1. - стальной наконечник изолятора с пружиной;

51

2. - стальная гильза с наружной резьбой и внутренним ступенчатым ко-

ническим отверстием;

3. - стальной клин со ступенчатыми скосами;

4. - стеклопластиковый стержень;

5. - защитное покрытие из фторопласта;

6. - тарелка из фторопласта, приваренная к покрытию.

Ребра обычно изготавливают из фторопласта, кремнийорганических

эластомеров, этиленпропиленовых полимеров или циклоалифатических смол.

Перед созданием разветвленной ребристой поверхности несущий стер-

жень может быть предварительно защищен трубчатой оболочкой из фторопла-

ста, защищающей поверхность стержня от химического и электрического раз-

рушения.

Концы несущего стержня армируются металлическими оконцевателями

для присоединения изоляторов к опорам или комплектования гирлянд. Оконце-

ватели армируются либо методом опрессовки, либо насаживанием их на стер-

жень с последующим расклиниванием.

Граничный слой между стержнем и оболочкой или ребрами является

наиболее слабым местом конструкции с точки зрения воздействия высокого

напряжения. С целью повышения электрической прочности, пространство меж-

ду стержнем и ребрами или оболочкой заполняется специальными герметика-

ми.

Используя описанный принцип создания стержневых полимерных кон-

струкций, можно изготовить изолятор практически любой длины, рассчитан-

ный на любой класс напряжения и нагрузки. С учетом существенного сокраще-

ния массы полимерных изоляторов по сравнению с эквивалентными по длине

гирляндами тарельчатых изоляторов их использование имеет особое значение

при проектировании и сооружении линий СВН.

Однако полимерные изолирующие конструкции имеют свои недостат-

ки: до сих пор не вполне изучена возможность долголетней надежной эксплуа-

тации под воздействием атмосферных условий и электрического поля. [30]

52

Перечень и краткая характеристика оборудования и материалов, ис-

пользуемых в лабораторной работе

Стенд и демонстрационный лист с изоляторами.

Описание хода проведения работы

1. Зарисовать эскизы предложенных изоляторов, дать основные размеры

и тип, затем найти их на стенде.

2. При помощи справочной литературы дать расшифровки букв и цифр

предложенных изоляторов. Нарисовать эпюру механических нагрузок на тело

изоляции тарельчатого изолятора с конической головкой.

3. Для указанных преподавателем изоляторов написать область приме-

нения, достоинства и недостатки.

4. Произвести краткий сравнительный анализ стеклянных, фарфоровых

и полимерных изоляторов.

Форма представления результатов, полученных при проведении работы

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1. Титульный лист.

2. Цель работы.

3. Выполнить пункты 1-4 (ход проведения лабораторной работы)

4. Сделать выводы по работе.

Выводы

Кратко описываются итоги проделанной работы, и приводится анализ по-

лученных результатов. Выводы не должны быть простым перечислением того,

что сделано. Необходимо отметить, что нового узнал студент при выполнении

работы, к чему привело обсуждение результатов, насколько выполнена заяв-

ленная цель работы.

Вопросы и задания для самостоятельного контроля

1. Как увеличить разрядное напряжение проходного, опорного и под-

весного изоляторов, не изменяя их строительных размеров?

2. С какой целью выполняется глазуровка изоляции?

53

3. Опишите основные электрические и механические характеристики

подстанционной и линейной изоляции.

4. Каким профилактическим испытаниям подвергается изоляция для

внешнего и внутреннего исполнения?

5. Как исключить коронное явление в области изолятора у провода или

шины?

6. Какие материалы используются для подвесных изоляторов ?

7. Какими особенностями обладают полимерные изоляторы по сравне-

нию с фарфоровыми и стеклянными?

8. Каким происходит сборка гирлянды подвесных изоляторов ?

9. Особенности конструкции подвесных изоляторов

10. Устройство проходного изолятора

Рекомендуемая литература с указанием соответствующих глав или тем

[3] § 3.1

[44] раздел 4 § 15.1, 15.2

54

3. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ВДОЛЬ ГИРЛЯНДЫ ИЗО-

ЛЯТОРОВ

(лабораторная работа № 3)

Цель работы: Изучение экспериментальной методики определения распре-

деления переменного напряжения по гирлянде изоляторов с помощью ис-

крового промежутка с неизменным расстоянием между шарами и способов

выравнивания распределения напряжения.

Задание измерить распределение напряжения на физической модели гир-

лянды изоляторов и гирлянде из пяти изоляторов.

Краткое содержание теоретической части

Для обеспечения требуемого уровня линейной и подстанционной изо-

ляции подвесные и опорные изоляторы соединяются по несколько штук в гир-

лянды и колонки. Распределение напряжения по изоляторам гирлянды не рав-

номерное. Если не принять специальных мер по выравниванию распределения

напряжения, то ближайшие к проводу изоляторы окажутся под воздействием

напряжения, превышающего напряжение начала короны, возрастут потери

энергии и радиопомехи.

Правила устройства электроустановок предусматривают при отсутствии

повышенных загрязнений следующее количество элементов в гирлянде при

различном номинальном напряжении:

Таблица 3.1 Количество изоляторов в гирлянде в зависимости от напряжения

ЛЭП

Номинальное напряжение ЛЭП,

кВ

35 110 150 220 330 500

Количество изоляторов ПФ-6А 3 7 9 13 19 -

Количество изоляторов ПФ-

16А

- 6 8 11 17 23

Количество изоляторов ПФ-

20А

- - - 10 14 20

55

Гирлянды подвесных и колонки опорных изоляторов могут рассматри-

ваться как цепочка последовательно включенных емкостей С (собственная ем-

кость изоляторов) и параллельно соединенных с ними емкостей относительно

земли – С1; и относительно провода - С2 находящегося под высоким напряже-

нием. Обычно они равны: С=50÷70 пФ; C1=4÷5 пФ; С2=0,5÷1 пФ.

Емкостной цепочкой можно представить ряд изоляционных конструк-

ций, работающих на. переменном напряжении. На (рис.3.1) приводится гирлян-

да изоляторов и ее схема замещения.

Схема содержит последовательное включение емкости С, емкости С1,

между промежуточными электродами и землей, а также емкости С2 между про-

межуточными электродами и электродом, находящимся под полный напряже-

нием сети U.

Рассмотрим распределение напряжения по такой цепочке при различных зна-

чениях ее параметров. При п - одинаковых продольных емкостей С и отсут-

ствии поперечных емкостей С1 и С2 напряжения на емкостях С будут одинако-

выми и равными U/n.

При C1≠O И С2≠O от каждого электрода оттекает ток i1 на землю. В ре-

зультате этого токи через емкости С уменьшаются по мере их удаления от ли-

нейного электрода.

Чем больше значение емкостей С1, тем меньше их сопротивления Хс1 и,

следовательно, тем больше оттекание тока и тем больше отличаются друг от

друга напряжения на конденсаторах С. При и С2≠0 происходит подтекание то-

ков i1 к промежуточным электродам ΔU6>ΔU5.....> Δ U1.

56

Рис. 3.1 Гирлянда изоляторов (а) и схема замещения (б) гирлянды.

Совместное влияние емкостей С1 и С2 сказывается таким образом, что

наибольшие напряжения приходятся на первые и последние емкости С.

Если C1≠C2 , то распределение напряжения имеет несимметричный ха-

рактер: при C1>C2 большее падение напряжения происходит на конденсаторе,

ближайшем к линейное электроду С.

Заметим, что в реальных изоляционных конструкциях обычно

C1>С2.Неравномерное распределение напряжения по элементам изоляционной

конструкции приводит к возникновении коронного разряда и способствует

снижению ее электрической прочности.

Величина емкостей для гирлянды изоляторов составляют

С=(50±70)пФ,С, = (4 ±5)пФ,С2 = (0,5 ± 1)пФ. Так как С1 >С2 , то преобладает

влияние емкостей на землю, вследствие чего наибольшее напряжение будет на

изоляторе, ближайшем к проводу линии. Предельно допустимое падение

напряжения на изоляторе зависит от его конструкции и составляет 30-60 кВ по

условиям коронирования арматуры изолятора. Корона является источником ра-

57

диопомех, а образующиеся при короне озон и окислы азоте вызывают корро-

зию арматуры изолятора.

В гирляндах, состоящих из одинакового числа однотипных элементов,

распределение фазового напряжения между изоляторами имеет вполне опреде-

ленный характер. При появлении в гирлянде дефектных изоляторов нормальное

распределение напряжения изменяется. На дефектные изоляторы приходится

малое напряжение (при полном пробое изолятора напряжение на нем равно ну-

лю), а на целые - большее, чем обычно. На рис. 1.20 приведены кривые распре-

деления напряжения по элементам гирлянды изоляторов при отсутствии (кри-

вая 1) и при наличии (кривая 2) дефектных изоляторов. Из рис. 1.20 (кривая 2)

видно, что дефектным является пятый изолятор гирлянды.

Рис. 3.2 Кривые распределения напряжения по элементам гирлянды

изоляторов при отсутствии (1) и наличии (2) дефектных изоляторов.

В гирлянде напряжением 220 кВ и выше напряжение на ближайшем к

проводу изоляторе может превышать допустимое значение. Применение рас-

щепленных проводов увеличивает емкость С2 до 2-3 пФ, что способствует вы-

равниванию распределения напряжения. Дополнительным средством регулиро-

вания распределения напряжения по изоляторам гирлянды служит специальная

арматура в виде колец, восьмерок или овалов. Арматура укрепляется в месте

58

подвески проводов к гирлянде. При этом увеличивается емкость изоляторов,

ближайших к проводу, и таким образом уменьшается доля напряжения, прихо-

дящегося на первый и некоторые ближайшие к проводу изолятора.

Применение изоляторов, имеющих различные значения продольных ем-

костей, позволяет значительно выровнять распределения напряжения по гир-

лянде изоляторов. Например, есть предложение в гирлянде ВЛ 1150 кВ из изо-

ляторов ПСК-210 (гладкий конус) последние изоляторы заменить на ПС 210 Б

(ребристый нормального наполнения), имеющие большую продольную ем-

кость.

При увлажненном загрязнении поверхностей изоляторов, а также под

дождем распределение напряжения вдоль гирлянды выравнивается, так как в

этих случаях оно определяется главным образом сопротивлениями утечки изо-

ляторов.

Электрооборудование подстанций имеет многочисленные элементы

крепления (фланцы с острыми краями, выступающие болты и т.п.), находящие-

ся под высоким напряжением. Для того, чтобы исключить коронирование этих

деталей оборудования, вводы высокого напряжения трансформаторов и вы-

ключателей, опорные колонки аппаратов снабжаются экранами. Наряду с

устранением короны экраны позволяют электрическую прочность разрядных

промежутков увеличить за счет выравнивания электрического поля.

Для измерения напряжения на изоляторах применяются измерительные

штанги.

Наибольшее распространение получила штанга ШИП - 220. Измери-

тельным элементом этой штанги является переменный искровой промежуток

между электродами игла—плоскость. После наложения на контролируемый

изолятор щупов штанги, вращая ее, изменяют расстояние между электродами

до пробоя искрового промежутка. Величина промежутка в момент пробоя ха-

рактеризует напряжение на изоляторе. Чтобы при пробое искрового промежут-

ка не был шунтирован изолятор, в цепь разрядника включается конденсатор,

емкость которого приблизительно равна емкости одного изолятора. Конденса-

59

тор вмонтирован в штангу. На (рис. 1.21.) приведена схема контроля изолятора

с помощью штанги.

Рис. 3.3. Схема измерения напряжения на изоляторе с помощью штанги.

С - защитная емкость в штанге; p - регулируемый искровой промежуток

Контроль изоляторов штангой целесообразно проводить после влажной

погоды, когда влага, проникшая в трещины дефектных изоляторов, облегчает

их выявление. Изоляторы бракуют, если приходящееся на них напряжение

меньше 2кВ. [31, 17]

Перечень и краткая характеристика оборудования и материалов, ис-

пользуемых в лабораторной работе

Аппарат АИИ-70, универсальная измерительная штанга с переменным ис-

кровым промежутком типа ШИП - 220, физическая модель гирлянды изоля-

торов.

1. Аппарат АИИ-70.

2. ШИП-220. Комплект штанги состоит из двух частей: изолирующей

части и измерительной головки.

Изолирующая часть выполнена из пяти легких бакелитовых трубок 2 —

5 (звеньев) длиной по 1 м. Изолирующая часть штанги может быть собрана из

двух звеньев и захвата для работы в устройствах с напряжением до 110 кВ, из

трех звеньев до 220 кВ. соединение звеньев производится при помощи закреп-

ленных в них на клеящем лаке стальных втулок. Резьба во втулках имеет круп-

60

ный шаг, что облегчает и ускоряет сборку отдельных звеньев. Поворот (при из-

мерениях) изолирующей части производится в сторону закручивания резьбы

соединяющих втулок, а обратный ход осуществляется при помощи пружины

измерительной головки.

Измерительная головка для контроля изоляторов включает градуиро-

ванный искровой промежуток из двух электродов: экранированной иглы и

плоскости. Конструкция электродов выбрана таким образом, что она обеспечи-

вает достаточную точность и растянутость шкалы в наиболее важном диапазоне

напряжений от 0 до 25 кВ.

3. Физическая модель гирлянды изоляторов (рис. 1.1) состоит из групп конден-

саторов С, С1, С2, резистораR и двух тумблеров. Предусмотрена возможность

включения и отключения перемычки тумблером К1; для имитации полного

пробоя изолятора, а тумблером К2 для имитации уменьшения сопротивления

изолятора. Питание стенда производится от понижающего автотрансформато-

ра.

Рис. 3.4 Электрическая схема модели

Описание хода проведения работы

См. общие правила по ТБ для лаборатории ВН

Часть 1. Работа с физической моделью:

1. Подать на физическую модель требуемое напряжение.

61

2. Измерить напряжение на каждом отдельном элементе при помощи

вольтметра.

3. Результаты измерений занести в табл. 3.2.

4. При помощи тумблера K1 смоделировать перекрытие изолятора, вы-

полнить пункты 2-3.

5. Вернуть тумблер К1 в исходное положение.

6. При помощи тумблера К2 смоделировать частичное перекрытие изо-

лятора, выполнить пункты 2-3.

7. Вернуть тумблер K2 в исходное положение.

Часть 2

Работа с повышенным напряжением:

Ознакомиться со схемой установки, расположением её элементов, пра-

вилами безопасности при работе на установке. Проводить работу, придержива-

ясь следующих пунктов:

1. Ознакомиться с инструкцией и назначением отдельных элементов

измерительной штанги и снять с ее помощью распределение напряжения на

гирлянде.

2. Осмотреть аппарат АИИ-70 на предмет целостности заземления.

3. Согласно рис.. переключить разъединитель QS.

4. Подсоединить гирлянду изоляторов к шине.

5. Проверить правильность сборки схемы.

6. Включить главный автомат.

7. Подсоединить аппарат АИИ-70 к сети через штепсельный разъем.

8. Включить автомат аппарата АИИ-70.

9. Подать не гирлянду изоляторов требуемое напряжение.

10. При помощи ШИП - 220 определить напряжение на каждом изоля-

торе гирлянды.

11. Результаты измерений занести в табл. 3.2.

12. Снизить напряжение установки до нуля.

62

13. Отключить установку от сети и создать видимый разрыв при помо-

щи штепсельного разъема.

14. Отключить главный автомат.

15. Смоделировать перекрытие одного или нескольких изоляторов, т.е.

установить перемычку из любого провода между головками изоляторов, при

этом следует вспомнить табл.

Таблица 3.2 Значения напряжения на изоляторе в гирлянде

16. Выполнить пункты 6 — 14.

17. Установить защитный экран на гирлянду изоляторов.

18. Выполнить пункты 6 - 14.

Форма представления результатов, полученных при проведении работы

1. По данным табл. 3.2 построить графические зависимости Δ U%=f(n)

2. Провести сравнительный анализ распределения напряжения по гир-

лянде (физ. модели) при частичном, полном перекрытии изоляции, без и при

наличии защитного экрана.

3. Сделать вывод о проделанных экспериментах.

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1. Титульный лист.

2.Цель работы.

3. Краткую информацию о влиянии емкости изоляторов на распределе-

ние напряжения по гирлянде изоляторов.

4. Краткое описание установки и физической модели используемой в

работе, их электрические схемы.

5. Таблицы и графики измерений.

Напряжение на изоляторе, % Номер изолятора

1 2 3 4 5

63

6. Выводы по работе.

Выводы

Кратко описываются итоги проделанной работы, и приводится анализ по-

лученных результатов. Выводы не должны быть простым перечислением того,

что сделано. Необходимо отметить, что нового узнал студент при выполнении

работы, к чему привело обсуждение результатов, насколько выполнена заяв-

ленная цель работы.

Вопросы и задания для самостоятельного контроля

1. Почему распределение переменного напряжения по гирлянде одно-

типных изоляторов не равномерно?

2. Как и почему изменится распределение напряжения при увлажнении

изоляторов гирлянды?

3. В гирлянду фарфоровых изоляторов предлагается установить одно-

типный стеклянный изолятор. В каком месте гирлянды установить его для бо-

лее равномерного распределения напряжения?

4. Из каких соображений выбирается количество элементов в гирлянде

ЛЭП переменного тока?

5. Какое влияние оказывает защитная арматура на распределение

напряжения по гирлянде?

6. Почему изолятор рассматривается как конденсатор?

7. Как можно увеличить емкость изолятора относительно провода?

8. Что необходимо сделать для выравнивания напряжения?

9. Расскажите устройство и принцип действия штанги ШИП-220.

10. Какое явления сопровождают появление короны?

Рекомендуемая литература с указанием соответствующих глав или тем

[3] § 3.1

[44] раздел 4 § 15.3

64

4. ИЗМЕРЕНИЕ ТАНГЕНСА УГЛА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ

(лабораторная работа № 4)

Цель работы: изучить метод контроля внутренней изоляции по величине

тангенса диэлектрических потерь на примере высоковольтных вводов.

Задание: измерить тангенс угла диэлектрических потерь для ввода ГТТБ-

60-110/800 и ввода масляного выключателя МВ-35.

Краткое содержание теоретической части

Устройство высоковольтных вводов.

Высоковольтные вводы состоят из внутренней изоляции выполненной из

пропитанной трансформаторным маслом изоляционной бумаги, разделенной на

слои уравнительными конденсаторными обкладками. От последней обкладки

изоляции сделан изолированный вывод, который выведен через изолятор на со-

единительную втулку и служит для измерения тангенса угла диэлектрических

потерь ( tg ) и емкости ввода рис. 4.1.

При эксплуатации вводов этот вывод должен быть надежно заземлен с

помощью проводника. Изоляционный остов может быть выполнен в качестве

делителя напряжения. С этой целью последний слой остова используется как

измерительный конденсатор, который включается последовательно с основной

емкостью ввода. Проводник от измерительной обкладки выводится через изо-

лятор в корпус специального вывода на соединительной втулке и служит для

измерения tg и емкости С изоляции ввода. Проводник от последней обкладки

наглухо крепится к соединительной втулке внутри ввода. Изоляционный остов

помещен в фарфоровые покрышки, которые являются внешней изоляцией и од-

новременно служат резервуаром заполняющего ввод масла. Центральный стер-

жень – труба, служит для соединения деталей ввода. У вводов масляных вы-

ключателей центральный стержень является токоведущим элементом. У транс-

форматорных вводов токоведущий проводник проходит внутри трубы. Втулка

соединительная – предназначена для крепления ввода на выключателе или

трансформаторе.

65

Рис. 4.1 Устройство ввода 110 кВ

1- латунная труба, 2- изоляционный остов, 3- уравнительные обкладки,

4- измерительный вывод, 5 - последний слой изоляции.

Ввод 35 кВ – бумажно-бакелитовый ввод, изготавливаемый путем намот-

ки на токоведущий стержень цилиндра из лакированной бумаги, смазанной ба-

келитовой смолой. Через определенные числа витков в цилиндр закладываются

обкладки из фольги для регулирования электрического поля в радиальном и

осевом направлениях. Во время намотки цилиндр обжимается горячими валь-

цами, вследствие чего смола плавится и склеивает слои бумаги. Затем цилиндр

проходит термическую обработку, в процессе которой смола полимеризуется.

Цилиндр помещают в фарфоровые покрышки, а пространство между покрыш-

кой и бумажно-бакелитовым сердечником заливают изоляционной мастикой.

66

Рис.4.2. Устройство ввода 35 кВ

1 - токопроводящий стержень, 2 - уравнительные обкладки, 3 - бумажно-

бакелитовый стержень.

Тангенс угла диэлектрических потерь – важнейший параметр изоляции.

От величины tg зависят потери в диэлектрике. Возрастание tg в процессе

эксплуатации происходит в результате общего старения изоляции и может при-

вести к пробою.

Величина диэлектрических потерь:

2P U w C tg , (1)

где U – действующее значение испытательного переменного напряжения;

w – угловая частота;

С – емкость изоляции;

– угол диэлектрических потерь.

Тангенс угла диэлектрических потерь представляет собой отношение ак-

тивной составляющей тока, протекающего в изоляции, к реактивной составля-

ющей:

a

c

Itg

I , (2)

где – угол между векторами полного тока и реактивной составляющей то-

ка в векторной диаграмме токов в изоляции (рис.2.16.).

67

Рис.4.3 Схема замещения и векторная диаграмма токов в изоляции

Увеличение тангенса угла потерь обусловлено увлажнением изоляции,

ионизацией газовых включений в расслоившейся изоляции, поверхностным за-

грязнением изоляции. Значение tg так же зависит от температуры, испыта-

тельного напряжения и его частоты.

Тангенс угла диэлектрических потерь – удельная величина, характери-

зующая диэлектрические потери в единице объема изоляции. Поэтому его су-

щественное возрастание наблюдается только при увеличении потерь значи-

тельной части объема изоляции. Если же потери возросли в малой части объема

изоляции, то tg изменился незначительно.

Покажем это для случаев параллельного и последовательного расположе-

ния диэлектриков с различными значениями тангенса угла диэлектрических по-

терь (рис. 4.4).

а) б)

Рис. 4.4 Параллельное (а) и последовательное (б) расположение

диэлектриков

В первом случае (параллельное расположение):

1 1 2 2

1 2

C tg C tgtg

C C

(3)

68

Если объем V2 значительно меньше объема V1, то и 2 1C C . Тогда

21 2

1

Ctg tg tg

C (4)

Из (4) следует, что результирующий тангенс угла диэлектрических по-

терь будет незначительно превышать тангенс угла потерь основного объема

изоляции.

При последовательном расположении слоев:

2 1 1 2

1 2

C tg C tgtg

C C

(5)

Если слой с повышением тангенса угла потерь имеет незначительную

толщину, то 2 1C C . В этом случае:

11 2

2

Ctg tg tg

C , (6)

так как 2 1C C , то 1tg tg

По этой причине достоверность результатов измерения тангенса угла ди-

электрических потерь применительно к неоднородной композиционной изоля-

ции соблюдается при общем старении (увлажнение изоляции). Указанные со-

ображения верны для вводов силовых трансформаторов, вводов трансформато-

ров тока.

При влажности твердой изоляции менее 3% при температуре 20 – 30 C

определяющее значение при измерении тангенса угла потерь изоляции имеют

характеристики трансформаторного масла.

При измерении tg изоляции и сравнении его значений с заводскими

данными необходимо учитывать влияние температуры изоляции при измерени-

ях.

Для изоляции силовых трансформаторов температурный пересчет произ-

водится по формуле:

21

1

tg Qtg Q

k

(7)

69

Таблица 4.1 Значения коэффициента k.

2 1Q Q 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

1k 1,15 1,31 1,51 1,75 2 2,3 2,65 3 3,5 4

Состояние изоляции оценивается по абсолютной величине tg .

Методика измерения тангенса угла диэлектрических потерь

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь является одним из ос-

новных и наиболее распространенным методом контроля изоляции электрообо-

рудования высокого напряжения, поскольку распределенные дефекты в первую

очередь вызывают увеличение диэлектрических потерь. Измеренное значение

тангенса дает представление о качестве изоляции, а характер изменения позво-

ляет судить об ухудшении свойств изоляции.

Измерение тангенса угла производится переносными мостами. Использу-

ется прямая (оба электрода испытуемого объекта изолированы) или переверну-

тая схема (один из электродов объекта заземлен). Напряжение питания моста не

превышает 10 кВ независимо о номинального напряжения испытуемого обору-

дования.

Условие равновесия моста

1 4 2 3Z Z Z Z , (8)

где 11

xx

Z Rj C

, 21

n

Zj C

, 3 3Z R , 4

44

4

1

1

x

Rj C

Z

Rj C

, (9)

1x

x

Rj C

4

4

4

1

1

x

Rj C

Rj C

= 3R1

nj C (10)

Из этого равенства следует:

4

3x n

RC C

R , 4

3xn

CR R

C (11)

Из треугольника сопротивлений схемы замещения диэлектрика (рис.3.4.) сле-

дует

70

x xtg R C , (12)

так как 4

4

10R

, f = 50 Гц, Сn = 50,05 мкФ, то

4tg C , 3

159360xC

R (13)

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь при наличии у ввода

измерительного вывода производится по «прямой» схеме, а при отсутствии из-

мерительного вывода по «перевернутой» схеме.

В данной работе измерение тангенса угла диэлектрических потерь основ-

ной изоляции ввода ГТТБ-110 производим по «прямой» схеме, а измерение

тангенса угла диэлектрических потерь последних слоев изоляции ввода ГТТБ-

110 и изоляции ввода МВ-35 производим по «перевернутой» схеме. Измерение

тангенса у вводов 35 кВ позволяет выявить увлажнение бакелито-бумажной ос-

новы и в меньшей степени дефекты мастичного наполнителя.

Схема лабораторной установки

а) б)

Рис.4.5 Принципиальные схемы измерения (а,б)

а – измерение по «прямой схеме».

б – измерение по «перевернутой схеме»

Перечень и краткая характеристика оборудования и материалов, ис-

пользуемых в лабораторной работе

два высоковольтных ввода: ввод ГТТБ-60-110/800;

71

ввод масляного выключателя МВ-35, мост переменного тока Р 5026, кон-

денсатор Р 5023, измерительный трансформатор НОМ –10 кВ, ЛАТр.

Паспортные данные и характеристика оборудования:

Высоковольтные вводы

Высоковольтные вводы предназначены для силовых трансформаторов,

шунтирующих реакторов и масляных выключателей, работающих в открытых

распределительных устройствах переменного тока частотой 50 Гц.

Условное обозначение ГТТБ-60-110/800: герметичный, трансформатор-

ный, с твердой изоляцией, Б – класс изоляции, 60 – угол наклона, 110 – класс

напряжения, 800 – номинальный ток.

Условное обозначение МВ-35: ввод масляного выключателя, 35 – класс

напряжения.

Мост Р 5026

Мост переменного тока предназначен для измерения емкости и тангенса

угла диэлектрических потерь изоляции промышленных установок (изоляторов,

вводов, конденсаторов, трансформаторов, генераторов, компенсаторов и т. п.) в

эксплуатационных условиях непосредственно на месте установки оборудования

Пределы измерения емкости и тангенса угла диэлектрических потерь,

пределы допустимой основной погрешности измерения емкости и тангенса угла

потерь, пределы рабочего напряжения приведены в таблице 2.8.

Изменение погрешности моста при изменении температуры окружающе-

го воздуха от нормальной 15 – 25 С до любой температуры в пределах рабоче-

го диапазона не превышает 0,5 предела допустимой основной погрешности, в

диапазоне температур от 1 до 10 С и от 35 до 40 С не превышает предела до-

пускаемой основной погрешности на каждые 10 С изменение температуры.

Таблица 4.2 Основные технические данные моста Р 5026

Пределы из-

мерения

Пределы допуска-

емой погрешности

измерения

Пределы

рабочего

напряже-

ния, кВ

Схема изме-

рения

Диапазон

рабочих

темпера-

тур, С

72

Сх, ПФ tg x ,%xC tg x

10 –

1000

1,10-4

– 0,1

1000,5

C

4

0,01

2 10

tg

5–10 Прямая 10–35 С

100 –

10000

1,10-4

– 1,0

500,5

C

4

0,01

1 10

tg

3–10 Прямая 10–35

105 –

106

5,10-4

– 1,0

502,5

C

4

0,05

3 10

tg

3–5 Прямая пере-

вернутая

от –10 до

+40

Устройство моста Р5026

Мост состоит из панели У-1, нуль- индикатора У-2, магазина сопротивле-

ний У-3, магазина емкостей У-4.

Рис.4.6 Электрическая схема моста Р 5026

Магазин сопротивления У-3 имеет три декады (20х100; 9х10; 9х1 Ом) и

плавно регулируемый потенциометр со шкалой и ценой деления 0,02 Ом. По-

грешность корректировки сопротивления до номинального значения первых

трех декад не превышает 0,1%, погрешность градуировки последней декады не

превышает 0,01% Ом.

Нуль-индикатор предназначен для индикации равновесия моста, пред-

ставляет собой чувствительный, транзисторный, избирательный усилитель, на

выходе которого включен стрелочный прибор. Чувствительность не менее 2

73

мкА/мкВ и изменяется ступенями через 30 дБ. Входное сопротивление нуль-

индикатора не менее 300 Ом.

Магазин емкостей У-4 состоит из трех декад: 9х0,1; 9х0,01; 9х0,001 мкФ

и воздушного конденсатора переменной емкости. Погрешность корректировки

емкости декад магазина 0,2%.

Панель У-1. На панели расположены переключатели пределов измерения

на высоком и на низком напряжении, рисунок 1 - «А», блокировочная кнопка

переключателя - «К», переключатель полярности нуль-индикатора и знака тан-

генса угла диэлектрических потерь - «Б», переключатель плеча R4, разрядники,

гнездо для подключения шнура питания, зажимы подключения Сх и С0, образ-

цовые конденсаторы для низковольтной схемы измерения, элементы питания

нуль-индикатора и шунтирующие сопротивления.

Корпус моста, его наружная и лицевая панель служат внешним электро-

статическим экраном и при работе моста заземляются.

Переключатель пределов «А» обеспечивает выбор схемы моста для рабо-

ты на высоком (красная маркировка), и на низком (черная маркировка) напря-

жении. Для исключения ошибки от неправильных действий оператора перевод

работы схемы с высокого напряжения на низкое и обратно возможен лишь при

нажатой кнопки «К». Переключатель «Б» обеспечивает два включения для из-

мерения положительного tg . Каждое такое включение имеет два положения

«1» и «2». При переходе из положения «1» в положение»2» изменяется поляр-

ность присоединения нуль-индикатора.

Образцовый воздушный конденсатор Р 5023

Образцовый конденсатор, применяемый при работе моста на высоком

напряжении, конструктивно представляет собой воздушный конденсатор с ко-

аксиальным расположением электродов. Наружный электрод является высоко-

потенциальным, внутренний – низкопотенциальным. Оба электрода укреплены

через изоляторы на трубе, проходящей в осевой части цилиндров.

Трансформатор напряжения НОМ –10

74

Трансформатор напряжения однофазный двухобмоточный с естествен-

ным масляным охлаждением представляет собой преобразователь переменного

тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения.

Технические данные: номинальное напряжение вторичной обмотки 100 В;

номинальное напряжение первичной обмотки 10000 В; максимальная мощность

640 ВА.

Трансформатор напряжения состоит из магнитопровода и двух обмоток,

которые помещаются в бак, заполненный трансформаторным маслом. На

крышке трансформатора смонтированы вводы первичного и вторичного

напряжения, размещена пробка для доливки трансформаторного масла.

ЛАТр (лабораторный автотрансформатор) - предназначен для регули-

рования напряжения от 0 до 240 В.

Описание хода проведения работы

1. Произвести внешний осмотр испытуемого высоковольтного ввода.

2. Проверить надежность заземления фланца ввода и подставки.

3. Проверить правильность сборки «прямой» или перевернутой схем в зави-

симости от метода испытаний (рис.2.18).

4. Проверить надежность заземления приборов Р–5026, Р–5023, НОМ–10.

5. Проверить целостность и исправность гальванического элемента, для пи-

тания нуль-индикатора. В нормальном режиме стрелка должна показать 28 –

30 мА.

6. Дать команду «Подаю напряжение».

7. Подать напряжение 100 В на низкую обмотку трансформатора НОМ

10000/100 В.

8. Произвести измерение в соответствии с правилами работы с приборами

Р- 5026, Р-5023.

9. Снять напряжение.

10. Дать команду «Напряжение снято».

11. Отключить ЛАТр от сети, сделать видимый разрыв.

75

12. Записать данные измерения в протокол испытания, форма которого при-

ведена в таблице 2.10.

13. Пересоединить схему испытания.

14. Выполнить пункты 6-12.

15. Измерить температуру окружающей среды.

16. Разобрать схему.

17. Дать заключение, о состоянии изоляции ввода, сверив полученные дан-

ные с нормами.

Форма представления результатов, полученных при проведении работы

Таблица 4.3 Форма протокола измерений

№

Тангенс угла диэлектрических потерь и емкость отдельных участков изоля-

ции вводов

Основная изоляция Изоляция измерительного конденсато-

ра, ввода

С4 R3 С4 R3

1

2

3

4

5

Отчет по лабораторной работе включает в себя:

1. Титульный лист.

2. Цель работы.

3. Краткие теоретические сведения по определению tg .

4. Характеристику приборов использованных в лабораторной работе и

описание электрической схемы.

5. Протоколы измерений и результаты вычислений.

6. Выводы по работе.

Выводы

76

Кратко описываются итоги проделанной работы, и приводится анализ по-

лученных результатов. Выводы не должны быть простым перечислением того,

что сделано. Необходимо отметить, что нового узнал студент при выполнении

работы, к чему привело обсуждение результатов, насколько выполнена заяв-

ленная цель работы.

Вопросы и задания для самостоятельного контроля

1. Конструкция ввода 110 кВ.

2. Конструкция ввода 35 кВ.

3. Методика проведения измерения тангенса угла диэлектрических потерь.

4. Дать определение тангенса угла диэлектрических потерь и вывести фор-

мулу для его нахождения.

5. Что такое «прямая» и «перевернутая» схемы измерения, когда они при-

меняются?

6. Охарактеризовать оборудование, используемое в данной работе.

7. По каким критериям производится оценка состояния изоляции ввода?

8. Методы контроля изоляции высоковольтного оборудования.

9. Достоинства и недостатки метода определения тангенса диэлектрических

потерь, используемого в лабораторной работе.

10. При каких условиях справедливо равенство 4tg C ?

Рекомендуемая литература с указанием соответствующих глав или тем

[3] § 34.5

[44] раздел 4 § 17.1

77

5. КОНСТРУКЦИИ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ И ИСПЫТАНИЕ ИХ

ИЗОЛЯЦИИ ВЫПРЯМЛЕННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ

(лабораторная работа № 5)

Цель работы: изучить конструкции изоляции высоковольтных кабелей

получить практические навыки по проведению профилактических испытаний

силовых кабелей выпрямленным напряжением. Определить пригодность испы-

туемых кабелей к эксплуатации.

Задание зарисовать конструкции кабелей провести испытание изоляции ка-

белей.

Краткое содержание теоретической части

Конструкция и классификация силовых кабелей

Силовые кабели различают:

1. по роду металла токопроводящих жил – кабели с алюминиевыми и

медными жилами;

2. по роду материалов которыми изолируются токопроводящие жилы

– кабели с бумажной, с пластмассовой и резиновой изоляцией;

3. по роду защиты изоляции жил кабелей от влияния внешней среды –

кабели в металлической, пластмассовой и резиновой оболочке;

4. по способу защиты от механических повреждений – бронированные

и небронированные;

5. по количеству жил – одно-, двух-, трех-, четырех- и пятижильные.

Силовые кабели имеют общие конструктивные элементы: токопроводя-

щие жилы, изоляцию, оболочку и защитные покровы. Кроме основных элемен-

тов в конструкцию кабеля могут входить экраны, жилы защитного заземления и

заполнители.

78

Рис.5.1 Конструкция силового кабеля: 1 – покровная оболочка; 2 – бро-

ня; 3 – подушка; 4 – внутренняя оболочка; 5 – поясная бумажная изоляция; 6 –

жильная изоляция; 7 – нулевая жила; 8 – токоведущие жилы.

Элементы конструкции силовых кабелей и их назначение

1. Токопроводящие жилы являются проводниками электрического тока.

Силовые кабели имеют основные и нулевые жилы. Трехжильные кабели имеют

только основные жилы, четырехжильные — три основные и одну нулевую. Ос-

новные жилы используются для передачи электрической энергии, а нулевые —

для прохождения разности токов фаз при их неравномерной нагрузке, поэтому

ее выполняют как правило меньшего сечения.

Токопроводящие жилы силовых кабелей изготовляют из алюминия и

меди однопроволочными и многопроволочными. По форме жилы выполняют

круглыми, секторными или сегментными.

Рис.5.2 Сечение жил кабелей: а – круглого сечения; б – сегментное сече-

ние; в – секторное сечение.

2. Изоляция обеспечивает необходимую электрическую прочность токо-

проводящих жил по отношению друг к другу и к заземленной оболочке (земле).

Применяется бумажная, резиновая и пластмассовая (поливииилхлоридная и по-

лиэтиленовая) изоляция. Изоляция, наложенная на жилу кабеля, называется

изоляцией жилы. Изоляция, наложенная поверх изолированных скрученных

или параллельно уложенных жил многожильного кабеля, называется поясной.

Бумажная изоляция кабелей пропитывается вязкими пропиточными составами.

3. Экраны применяют для защиты внешних цепей от влияния электро-

магнитных полей токов, проходящих по кабелю, и для обеспечения симметрии

электрического поля вокруг жил кабеля. Экраны выполняют из полупроводя-

щей бумаги и алюминиевой или медной фольги.

79

4. Заполнители необходимы для устранения свободных промежутков

между конструктивными элементами кабеля с целью герметизации, придания

необходимой формы и механической устойчивости конструкции кабеля. В ка-

честве заполнителей применяют жгуты из бумажных лент или кабельной пря-

жи, нити из пластмассы или резины.

5. Оболочки. Алюминиевая, свинцовая, стальная гофрированная, пласт-

массовая и резиновая негорючая (найритовая) оболочки кабеля предохраняют

внутренние элементы кабеля от разрушения влагой, кислотами, газами и т. п.

Алюминиевую оболочку силовых кабелей на напряжение до 1 кВ допус-

кается использовать в качестве четвертой (нулевой) жилы в четырехпроводных

сетях переменного тока с глухозаземленной нейтралью за исключением устано-

вок со взрывоопасной средой и установок, в которых ток в нулевом проводе

при нормальных условиях составляет более 75 % тока в фазной жиле.

6. Защитные покровы. Так как оболочки кабелей могут повреждаться и

даже разрушаться от химических и механических воздействий, их покрывают

защитными покровами.

Защитные покровы предохраняют оболочки кабеля от внешних воздей-

ствий (коррозии, механических повреждений). К ним относятся подушка, бро-

непокров и наружный покров. В зависимости от конструкции кабеля применя-

ют один, два или три защитных покрова. Подушка накладывается на экран или

оболочку для их защиты от коррозии и повреждения лентами или проволоками

брони. Подушка выполняется из слоев пропитанной кабельной пряжи, поливи-

нилхлоридных, полиамидных и других равноценных лент, крепированной бу-

маги, битумного состава или битума.

Для защиты от механических повреждений оболочки кабелей обматы-

вают в зависимости от условии эксплуатации стальной ленточной или прово-

лочной броней. Броня из плоских стальных лент защищает кабели только от

механических повреждений. Броня из стальных проволок помимо этого вос-

принимает также и растягивающие усилия. Эти усилия возникают в кабелях

80

при вертикальной прокладке кабелей на большую высоту или по крутонаклон-

ным трассам.

Для предохранения брони кабелей от коррозии ее покрывают наружным

покровом, выполненным из слоя кабельной или стеклянной пряжи, пропитан-

ной битумным составом, а в некоторых конструкциях поверх слоев пряжи и би-

тума накладывают выпрессованный поливинилхлоридный или полиэтиленовый

шланг.

Кабели с бумажной пропитанной изоляцией могут быть одно-, трех- и

четырехжильными, причем одно- и четырехжильные кабели изготавливают

только на напряжение 1 кВ, а трехжильные могут быть на 1; 3; 6 и 10 кВ. Ос-

новными особенностями кабелей на напряжения 1 - 10 кВ является отсутствие

экранов на изоляции и применение секторных токопроводящих жил, что позво-

ляет уменьшить их наружный диаметр на 15.25%, а также массу и стоимость.

На напряжения 20 и 35 кВ используются конструкции кабелей с отдельно

экранированными жилами и радиальным электрическим полем. В отечествен-

ной практике используются кабели с отдельно освинцованными жилами.

Рис. 5.3 Конструкция трехжильного кабеля с поясной изоляцией:

1 — токопроводящая жила; 2 — жильная изоляция; 3 — поясная изоляция; 4 —

межфазные заполнения; 5 — свинцовая или алюминиевая оболочка; 6 — по-

душка под броню; 7 — броня из двух стальных лент; 8 — наружный защитный

покров

81

Маслонаполненные кабели выпускаются на высокие и сверхвысокие

напряжения. В настоящее время европейскими производителями разработаны,

испытаны и созданы маслонаполненные кабели напряжением до 1000 кВ с

площадью сечения кабеля до 2500 мм2, имеющие пропускную способность до 3

млн. кВт. Маслонаполненные кабели достаточно широко применяются в Рос-

сии и за рубежом на территории крупнейших городов.

Рис. 5.4 Маслонаполненный кабель высокого давления в стальном трубопрово-

де (марка МВДТ).

1 — одножильный кабель; 2 — масло; 3 — стальной трубопровод; 4 — анти-

коррозионный покров.

В маслонаполненных кабелях применяется бумажная масляная изоляция под

давлением. Такая изоляция обладает значительно большей электрической

прочностью и надежностью, чем бумажная изоляция с вязкой пропиткой. Мас-

лонаполненные однофазные кабели представляют собой медную жилу площа-

дью сечения 150 мм2и выше, внутри которой находится масло под давлением:

низким — до 10 кПа, средним — до 30 кПа, высоким — свыше 30 кПа.

В кабелях низкого и среднего давления жила покрывается бумажной изоляци-

ей, свинцовой или алюминиевой оболочкой, поверх оболочки выполняется ас-

фальтированное покрытие для подземной прокладки. На каждую жилу в кабе-

лях высокого давления накладывается экран из полупроводящей бумаги, бу-

82

мажная изоляция, экран из полупроводящей и металлизированной бумаги, а

также спирали из мягких полукруглых проволок. Жилы затягивают в стальную

трубу, которую заполняют маслом под избыточным давлением. Стальные тру-

бы прокладывают в земле или в тоннелях.

Особенностью маслонаполненных кабелей является необходимость эксплуата-

ции маслосистем, а в отдельных случаях и систем охлаждения. Кроме того,

необходима установка специальных баков питания и давления по концам и по

трассе кабеля для поддержания давления в масле. [40]

В маслонаполненных кабелях возможность образования газовых включений

при изготовлении и при эксплуатации исключается тем, что для пропитки их

изоляции применяется маловязкое дегазированное масло, а сама технология

пропитки исключает появление пустот в изоляции.

Давление масла в кабеле для обеспечения надежности его работы должно под-

держиваться в определенных пределах. Для этого в конструкции кабеля преду-

сматриваются маслопроводящие каналы, а вдоль кабельной линии устанавли-

ваются специальные компенсаторы (баки питания и давления), которые прини-

мают избыток масла при нагревании кабеля и отдают – при его охлаждении.

Токопроводящая жила маслонаполненного кабеля обычно имеет в центре ка-

нал, по которому происходит перемещение масла при изменении температуры

кабеля, рис. 5.4.

83

Рис. 5.4. Одножильный маслонаполненный кабель: 1 – опорная металлическая

спираль;2 – токоведущая жила; 3 – экран из полупроводящей бумаги; 4 - про-

питанная бумажная изоляция; 5 – экран из металлизированной бумаги; 6 -

свинцовая оболочка; 7 – вторая свинцовая оболочка; 8 – усиливающие ленты

Диаметр канала для кабелей на напряжения 110-220 кВ равен 12-14 мм; для ка-

белей на напряжение свыше 220 кВ – 18-20 мм. Канал внутри жилы образуется

с помощью поддерживающей металлической плоской спирали 1, поверх кото-

рой накладываются повивы круглых проволок.

Токопроводящая жила 2, а также изоляция кабелей 4 экранируются полупро-

водящей бумагой. Для экранирования можно использовать металлизированную

бумагу, медную или алюминиевую фольгу.

Изоляция маслонаполненных кабелей состоит из лент кабельной бумаги, про-

питанных дегазированным минеральным или синтетическим маслом. Такая

изоляция обладает целым рядом ценных свойств: высокая электрическая проч-

ность, малые диэлектрические потери, высокие механические параметры.

Наличие у жилы и оболочки 6 кабеля экранов из полупроводящих бумаг, обла-

дающих адсорбционными свойствами, способствует стабилизации электриче-

ских свойств изоляции.

84

Практика эксплуатации показала, что наиболее экономичными являются кабели

с давлением масла, находящимся в пределах 0,024-0,29 МПа для кабелей в

свинцовой оболочке и 0,024-0,5 МПа для кабелей в алюминиевой оболочке.

[41]

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена

Самым распространенным и широко используемым в кабельной продукции по-

лиолефином, является полиэтилен (ПЭ).

В начальной стадии обработки термопластичный полиэтилен имеет серьезные

недостатки, основным их которых это ухудшение механических свойств, при

нагреве до температуры плавления материала.

Чтобы решить данную задачу производители применяют сшитый полиэтилен,

причем «сшивка» происходит на молекулярном уровне. При этом в процессе

сшивки, образуются поперечные связи между макромолекулами полиэтилена,

которые создают трехмерную структуру материала. За счет такого строения,

полиэтилен имеет высокие показатели электрических и механических характе-

ристик, большой диапазон использования рабочих температур, меньшую гигро-

скопичность. Есть несколько технологий сшивания термопластичных материа-

лов. Для кабелей до 1 кВ используется самый распространенный способ - сши-

вание через привитые органофункциональные группы, в качестве таких групп

используют силаны. Этот способ еще называют силанольная сшивка. Сшивание

полиэтилена происходит с использованием пара или воды, температура кото-

рых достигает 80-90 °С. Под воздействием влаги, тепла и применением катали-

затора, совершается гидролиз силанольных групп и, как следствие, сшивка ма-

териала.

Этот способ сшивания полиэтилена невозможно применить для кабелей с изо-

ляцией рассчитанной на напряжение 10 – 35 кВ, потому в процессе обработки

достаточно сложно добиться равномерности физико-механических свойств в

радиальном направлении изоляции, а также по причине того, что изоляция ка-

85

белей высокого напряжения имеет значительно большую толщину, по сравне-

нию с изоляцией кабелей низкого напряжения.

Для того чтобы сшить изоляцию кабелей на напряжение 10 – 35 кВ применяет-

ся другой способ – сшивание с использованием пероксидов. Этот процесс, в от-

личие от силанольной сшивки, происходит в сухой среде, а именно в среде

инертного газа (азота), при воздействии высоких температур от 300 до 400 °С и

давления в 8 – 12 атм., при этом сохраняются электрические характеристики

высоковольтных кабелей.

Применение вышеописанных способов сшивки кабелей подтверждается и ми-

ровыми производителями, которые наладили технологию производства и прак-

тически полностью перешли на использование силовых кабелей на среднее и

высокое напряжение с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Это можно

объяснить тем, что кабели с бумажно-пропитанной изоляцией расцениваются и

считаются как морально устаревшие. Как показывает практика, применяя кабе-

ли с изоляцией из СПЭ на напряжение 6-10 кВ можно решить задачи по улуч-

шению надежности электроснабжения потребителей путем оптимизации и ре-

конструкции схем электрических сетей.

Преимущества СПЭ-кабелей:

1. за счет увеличения допустимой температуры жилы достигнута большая

пропускная способность кабеля (в зависимости от условий прокладки, допу-

стимые нагрузочные токи на 1/6 – 1/3 выше, чем у кабелей с бумажной изоля-

цией);

2. высокая устойчивость к влаге, при этом отпадет необходимость в метал-

лической оболочке;

3. при коротком замыкании обеспечивается больший ток термической

устойчивости;

4. изоляционные электрические характеристики выше, а диэлектрические

потери ниже;

5. меньше допустимый радиус изгиба кабеля;

86

6. поскольку для изоляции и оболочки применяются полимерные материа-

лы, то для прокладки кабелей при температурах –20°С их предварительный

подогрев не требуется;

7. неограниченные возможности по прокладке кабелей на трассах с любой

разностью уровней;

8. СПЭ-кабель имеет меньшие габариты и массу, как следствие прокладка

кабеля, как в кабельных сооружениях, так и в грунте на сложных трассах

становится легче.

Рис.5.5 Типовая конструкция высоковольтного кабеля с изоляцией из

сшитого полиэтилена

1. Многопроволочная, круглая, уплотненная токопроводящая жила, алюминие-

вая или медная , класс гибкости жилы 2. Жилы сечением 1000 мм кв. и 1200 мм

кв. – сегментированные, скрученные по системе «Миликен».

2. Внутренний экструдированный электропроводящий слой.

3. Изоляция из пероксидносшитого полиэтилена.

4. Внешний экструдированный электропроводящий слой.

87

5. Слой обмотки электропроводящей полимерной лентой или электропроводя-

щей бумагой, или электропроводящей водоблокирующей лентой (кабели с ин-

дексом «г» или «2г»)

6. Экран из медных проволок. Возможно введение в экран распределенного оп-

тического датчика температуры

7. Медная лента

8. Алюмополимерная лента для кабелей с индексом «2г»

9. Наружная оболочка из полиэтилена, ПВХ пластиката или пластиката пони-

женной горючести (кабели с индексом «нг»)

Соединение и присоединение силовых кабелей

Соединение и присоединение силовых кабелей выполняют с помощью

кабельной арматуры, муфт и концевых заделок.

Соединительные муфты служат для герметизации участков соединения

токопроводящих жил кабелей и защиты их от механических воздействий.

Соединительные переходные муфты служат для соединения кабелей с

различными типами изоляции (например, кабеля с бумажной изоляцией с кабе-

лем с пластмассовой изоляцией).

Концевые муфты (заделки) служат для предохранения изоляции кабеля

от проникновения в нее влаги, содержащейся в окружающем воздухе и его при-

соединения к электрооборудованию или ЛЭП. Муфта, предназначенная для

присоединения кабельной линии к воздушной, называется мачтовой муфтой

(КМ), она устанавливается на опорах.

Стопорные муфты (тип Ст) служат для предотвращения стекания изоля-

ционного состава, при недопустимой для данной марки кабеля разности между

высшей и низшей точками расположения его концов.

Стопорные переходные муфты служат для соединения кабелей с раз-

личными типами пропитанной бумажной изоляции и для предотвращения сте-

88

кания изоляционного состава, при недопустимой для данной марки кабеля раз-

ности между высшей и низшей точками расположения его концов.

Ответвительные муфты служат для присоединения ответвительного ка-

беля к магистральной кабельной линии.

Для соединения кабелей напряжением 6000 В и выше ранее применя-

лись эпоксидные (СЭ) и свинцовые (СС) муфты, а для кабелей напряжением до

1000 В кроме названных ранее – также и чугунные (СЧ).

В настоящее время в качестве соединительных и концевых муфт приме-

няются термоусаживаемые муфты. Основой их служат полимерные элементы,

которые при нагревании (обычно с помощью газовой горелки) уменьшаются в

размерах (усаживаются) и образуют плотный водонепроницаемый слой изоля-

ции кабеля.

Отличительные особенности термоусаживаемых муфт по сравнению с

ранее применявшимися:

более высокая стоимость;

в 2-2,5 раза меньшие затраты времени на монтаж;

в 3 раза больший срок службы.

В настоящее время, кроме термоусаживаемых муфт, так же выпускаются

заливные муфты и муфты холодной усадки, но широкого распространения они

не получили. Основное их отличие от термоусаживаемых муфт в том, что их

монтаж проходит без применения огня (в конструкции данных муфт нет термо-

усаживаемых элементов).

Правильно смонтированная муфта должна обеспечивать надежный элек-

трический контакт в местах соединения жил, изоляцию жил между собой и

вдоль линии, а также защиту кабелей от вредного влияния окружающей среды

и механических повреждений.

К основным работам по монтажу муфт и концевых заделок относятся:

разделка концов кабелей, соединение или оконцевание жил, восстановление

изоляции в месте соединения жил (изолирование), сборка муфты, заземление

89

оболочки и брони кабеля, заливка эпоксидным компаундом или заливочной

массой.

Число соединительных муфт на 1 км вновь строящихся кабельных ли-

ний не должно быть более 4 для трехжильных кабелей 1-10 кВ при сечениях

кабелей до 95 мм2 и не более 5 при сечениях 120-240 мм2, а для трехфазных ка-

белей 20-35 кВ не более 6 соединительных муфт. Для одножильных кабелей

число соединительных муфт на 1 км должно быть не более 2.

Ниже приведены рисунки поясняющие конструкцию термоусаживаемых

соединительной и концевой муфт.

Рис.5.6 Термоусаживаемая соединительная муфта: 1. изолирующие пер-

чатки; 2. внутренние изолирующие трубки; 3. внешние антитрекинговые изоли-

рующие трубки; 4. электропроводящие трубки; 5. толстостенные изолирующие

манжеты (на место соединения жил); 6. внутренний кожух; 7. внешний защит-

ный кожух; 8. герметик маслостойкий; 9. герметик-заполнитель; 10. мастика

для заполнения межфазного пространства; 11. изолирующая распорка; 12. про-

вод заземления; 13. припой; 14. экранирующая алюминиевая лента; 15. пружи-

ны постоянного давления; 16. бандажная медная проволока; 17. киперная лента.

[42]

90

Рис. 5.7 Термоусаживаемая концевая муфта наружней установки: 1. по-

лупроводящая перчатка; 2. трубки для выравнивания напряженности электри-

ческого поля; 3. маслостойкие трубки; 4. антитрекинговые изолирующие труб-

ки; 5. манжеты антитрекинговые концевые; 6. маркировочные трубки; 7. пояс-

ная манжета; 8. герметик маслостойкий; 9. герметик-заполнитель; 10. провод

заземления с наконечником; 11. припой; 12. изолятор основания; 13. пружина

постоянного давления; 14. изоляторы жильные. [42]

91

Муфта состоит из двух половин с продольным разъемом. Вверху муфты

имеется отверстие с крышкой для заливки битумной кабельной массы, а на

торцах - хомуты для закрепления и уплотнения мест ввода кабеля в муфту.

Уплотнение производится путем подмотки на кабель смоляной ленты. Недо-

статком данных муфт является плохая герметичность конструкции.

С развитием заливных технологий на смену битума пришли эпоксидные

компаунды. Теперь требовалось лишь смешать в одном объеме две жидкости –

эпоксидную смолу и отвердитель – и залить внутрь формы, а затем дождаться,

когда смола затвердеет. На рисунках приведенных ниже представлены кон-

струкции заливных муфт КНЭ, СЭф и СС, получивших широкое распростране-

ние.

92

Рис. 5.8 Заливная концевая эпоксидная муфта серии КНЭ: 1 – воронка

для заливки эпоксидного компаунда; 2 – наконечник; 3 – подмотка лентой-

герметиком; 4 – изолятор; 5 – крышка; 6 – корпус муфты; 7 – компаунд; 8 –

узел крепления провода заземления к броне (оболочке) кабеля; 9 – провод за-

земления. [43]

93

Рис. 5.9 Заливная соединительная эпоксидная муфта серии СЭф: 1 – узел

крепления провода заземления к броне (оболочке) кабеля; 2 – провод заземле-

ния; 3 – распорная звездочка; 4 – компаунд; 5 – гильза; 6 – соединительное

кольцо для фиксации полукорпуса муфты; 7 – изолирующая лента; 8 – корпус

муфты. [43]

94

Рис. 5.10 Заливная соединительная муфта серии СС: 1 – свинцовый кор-

пус муфты; 2 – заливочная смесь; 3 – жилы кабеля; 4 – изоляция места соедине-

ния жил; 5 – место соединения жил (гильза, пайка и т.п.); 6 – провод заземле-

ния; 7 – место пайки провода заземления; 8 – бандаж из проволоки, закрепля-

ющий провод заземления. [43]

Недостатком такой технологии является необходимость точно рассчи-

тать пропорцию смешивания эпоксидной смолы и отвердителя, учтя и темпера-

туру окружающей среды, иначе компаунд будет затвердевать либо слишком

медленно, либо слишком быстро. Кроме того, пропорции смешивания влияют

на важные свойства уже застывшего компаунда в последующей эксплуатации,

такие, к примеру, как влагопоглощение и механическая прочность. Также стоит

отметить, что химическая реакция при смешивании компонентов зачастую со-

провождается выделением веществ, небезопасных для органов дыхания челове-

ка.

Следующим этапом совершенствования заливных муфт является появ-

ление технологии закрытого смешивания и заливки компаунда, что позволяет

решить указанные выше проблемы. Данную технологию сегодня активно при-

меняют при производстве различных типов заливных муфт. Методика монтажа

муфт по технологии закрытого смешивания будет описана в данной работе.

Достоинство заливных муфт по сравнению с термоусаживаемыми в том,

что технология монтажа заливных муфт не требует применения огня и как

следствие специального инструмента – газовой горелки или высокотемпера-

95

турного фена. Время монтажа термоусаживаемых и заливных муфт примерно

одинаково. К недостаткам заливных муфт можно отнести их более высокую

стоимость.

Муфты холодной усадки применяются аналогично термоусаживаемым

муфтам, а также рекомендованы к монтажу в условиях запрещающих исполь-

зование открытого пламени. Основой муфты являются эластичные, выполнен-

ные из силиконовой резины и отформованные специальным образом компонен-

ты, которые находятся в предварительно растянутом состоянии на специальном

каркасе из свитого в спираль пластикового шнура. При монтаже каркас удаля-

ется, и компоненты муфты сжимаются до первоначального состояния, плотно

усаживаясь на кабель и обеспечивая качественную электрическую изоляцию и

надёжную герметизацию места соединения.

Преимущества технологии холодной усадки.

Не требуется применения пламени. Для монтажа муфт холодной усадки

не требуется применение нагревательного оборудования (технический фен, га-

зовая горелка). Особенно актуально это в тех случаях, когда применение от-

крытого огня (для монтажа термоусаживаемой муфты), затруднено или же за-

прещено. В частности, данная технология крайне востребована при монтаже

силовых кабелей в горнодобывающей промышленности (в угольных и сланце-

вых шахтах). Кроме того, в подземных сооружениях (коллекторах, колодцах и

т.п.) внутреннее пространство зачастую сильно ограничено и с нагревательной

аппаратурой (газовая горелка, баллон с газом) бывает очень сложно «развер-

нуться», что может привести к ошибкам или некачественному монтажу термо-

усаживаемой муфты.

Низкая чувствительность к ошибкам монтажа. Монтаж термоусажи-

ваемых муфт требует высокой квалификации электромонтажника при работе с

нагревательным оборудованием в процессе усадки компонентов муфты. В слу-

чае недостаточной квалификации монтажника, изолирующая трубка в одном

месте может быть усажена лучше, в другом – хуже, в третьем – недопустимо

перегрета. Ситуация усугубляется перепадом диаметров элементов кабеля в ме-

96

сте монтажа муфты, на которые усаживается изолирующая трубка. Равномер-

ную качественную усадку в этой ситуации получить весьма непросто.

Технология холодной усадки исключает опасность неравномерного

нагрева термоусаживаемых изоляционных изделий, эластомерная трубка при

удалении корда под действием собственного стягивающего усилия плотно са-

дится на изолируемую область, создавая тем самым изолирующий слой эквива-

лентной толщины.

Быстрый и лёгкий монтаж. Монтаж компонентов муфты состоит в сле-

дующем: изолирующая трубка помещается поверх места ее усаживания; вруч-

ную, без применения каких либо инструментов, удаляется поддерживающий

спиралевидный каркас путем его раскручивания и одновременного вытягива-

ния; и трубка плотно усаживается на элементы кабеля. В компонентах муфты

(трубки, перчатки) отсутствует термоклей, поэтому их легко можно удалить в

случае необходимости.

Постоянное радиальное прижимное давление в течение всего срока

службы. Термоусаживаемые изделия при усадке принимают форму предмета,

на котором усаживаются, образуя плотно прилегающий изоляционный слой.

Однако они не создают постоянного радиального прижимного давления, по-

скольку термоусаживаемый материал не расширяется и не сжимается вместе с

кабелем. В связи с этим в большинстве изделий термоусадки используются

термоплавкие клеи и мастики для защиты кабеля от влияния внешней среды.

Муфта холодной усадки создает постоянное радиальное прижимное

давление, которое будет действовать на протяжении всего срока ее службы. По

мере того как кабель под воздействием перепадов температуры расширяется и

сжимается, вместе с ним расширяется и сжимается муфта холодной усадки, со-

храняя герметичное уплотнение.

Высокая устойчивость материалов муфты к внешней среде. В техноло-

гии холодной усадки в качестве изоляционного материала используется EPDM-

резина или силикон. Силикон устойчив к ультрафиолетовому излучению и со-

храняет свои свойства под воздействием солнечных лучей, кроме того, он гид-

97

рофобен (отталкивает воду). Но при этом силикон обладает меньшей устойчи-

востью к истиранию. Изделия из силикона рекомендуется использовать для

установки над поверхностью земли на кабелях среднего напряжения, на откры-

том воздухе, а также в условиях экстремальных перепадов температур. EPDM-

резина обладает большей жесткостью и устойчивостью к истиранию, чем сили-

кон. Она также устойчива к воздействию большинства химических веществ.

Изделия из EPDM-резины и силикона не изменяют свои физические характери-

стики даже при нагреве в скважине до температуры свыше 200°C.

Безвредные условия работы. При проведении монтажных работ в ка-

бельных колодцах и проходных тоннелях проблемы возникают в связи с при-

сутствием в них горючих газов, которые при контакте с пламенем могут приве-

сти к взрыву. Газы, выделяемые пламенем горелки, должны принудительно вы-

водиться из колодца, а в рабочую зону необходимо обеспечить подачу свежего

воздуха с целью создания безопасных условий работы.

По этим причинам изделия холодной усадки являются более безопасным

выбором при работах в кабельных колодцах, проходных тоннелях и в других

местах с возможной избыточной загазованностью.

Область применения.

Холодная усадка наиболее пригодна в ситуациях с большими скачками

нагрузки или значительными перепадами температур.

Следует отметить, что во многих случаях при соединении силовых кабе-

лей целесообразно сочетать технологии холодной и термоусадки. Например, в

качестве внутренней муфты может использоваться изделие холодной усадки,

которое обеспечивает постоянное радиальное прижимное давление при изме-

нении размеров кабеля в зависимости от нагрузки, а также уменьшает риск

ошибок при монтаже. В качестве внешнего защитного кожуха возможно ис-

пользование термоусаживаемой трубки или манжеты для монтажа при низких

температурах, для обеспечения более высокой механической прочности соеди-

нения и для удовлетворения требований по устойчивости к воздействию агрес-

сивных сред.

98

Для оценки диэлектрической прочности внутренней изоляции кабеля

определяют ток утечки, по этому показателю производится оценка электриче-

ской прочности кабеля.

Между пробивным напряжением и током утечки изоляции при нормиро-

ванном испытательном напряжении (или «сопротивлением утечки» изоляции)

существует некоторая корреляционная связь. Поэтому по току или сопротивле-

нию утечки оценивают состояние изоляции перед включением его в работу по-

сле монтажа, а так же в процессе эксплуатации.

Электрическое поле в изоляции зависит от конструкции кабеля. Схему

измерения следует составлять в зависимости от типа кабеля: одножильной или

многожильной; с оболочкой (экраном) или без оболочки; если имеется экран, то

необходимо учитывать, наложен ли он на каждую жилу или является общим

для нескольких жил и т. д.

Методика проведения измерений

Профилактические испытания изоляции силовых кабелей (кабели с вяз-

кой пропиткой, кабели с изоляцией из полимеров, газо- и маслонаполненные

кабели и др.) в зависимости от класса напряжения, конструктивных особенно-

стей, условий прокладки и эксплуатации и других факторов выполняются в

следующем объеме:

- проверка мегаомметром;

- испытание повышенным напряжением постоянного тока или частотой

50 Гц;

- испытание постоянно-переменным напряжением кабеля под нагрузкой;

- измерение тангенса угла диэлектрических потерь и т. п.

Проверка кабелей мегаомметром 1000—2500 В производится до и после

испытания изоляции кабеля повышенным выпрямленным напряжением или пе-

ременным током и позволяет выявлять лишь грубые развитые дефекты, а также

различного рода упущения, допущенные при ремонтах кабелей (оставленная

закоротка, не снятый с концевых разделок обтирочный материал и т. п.).

99

Измеренное сопротивление изоляции кабеля нормируется при его завод-

ских испытаниях и составляет 100 МОм на 1 км для кабелей 6—35 кВ с вязкой

пропиткой и 200—400 МОм на 1 км для газонаполненных кабелей.

При измерениях в эксплуатации показания мегаомметра не служат осно-

ванием для оценки изоляции кабельной линии, поскольку в значительной сте-

пени определяются состоянием концевых разделок и зависят от длины испыту-

емого кабеля. Происходит это потому, что емкость силовых кабелей значитель-

на и за сравнительно короткий промежуток времени (15—60 с) она не успевает

полностью зарядиться. При этом показания мегаомметра определяются не

установившимся значением тока утечки, а зарядным током и потому во много

раз меньше действительных.

Целью испытания повышенным выпрямленным напряжением или часто-

той 50 Гц является выявление дефектов в изоляции силовых кабелей, не обна-

руженных мегаомметром, путем доведения их до пробоя.

Напряжение от мегаомметра или выпрямительной установки подводится

к одной из жил испытуемого кабеля. Остальные жилы испытуемого кабеля, а

также все жилы других параллельных кабелей данного напряжения должны

быть надежно соединены между собой и заземлены. У трехжильных кабелей

испытанию подвергается изоляция каждой жилы относительно металлической

оболочки и других заземленных жил. У однофазных кабелей и кабелей с от-

дельно освинцованными жилами испытывается изоляция жилы относительно

металлической оболочки. У кабелей с резиновой оболочкой или иным изоли-

рующим покрытием испытанию подвергается изоляция каждой жилы относи-

тельно других заземленных жил.

Вместе с кабелем допускается испытывать также и опорные изоляторы

ошиновки (до разъединителя). В городских кабельных сетях испытанию при

одновременном отключении могут подвергаться несколько кабельных линий,

отходящих от подстанции, или цепочка последовательно соединенных кабель-

ных линий с распределительными устройствами. На станциях и подстанциях

испытание групповых кабелей одного присоединения (генератор, трансформа-

100

тор и др.) производится, как правило, вместе без отсоединения жил кабелей от

сборных шин.

Оценка состояния силовых кабелей с рабочим напряжением до 1000 В

включительно производится путем приложения к ним испытательного напря-

жения или мегаомметром на 2500 В. Измеренное значение сопротивления изо-

ляции должно быть не ниже 0,5 МОм.

Кабели 3—6 кВ с резиновой изоляцией испытываются в течение 5 мин

выпрямленным напряжением, равным двукратному номинальному линейному

напряжению кабеля.

Кабели на номинальное напряжение 1, 3, 6 и 10 кВ с пластмассовой изо-

ляцией испытываются на монтаже выпрямленным напряжением соответственно

5, 15, 36 и 60 кВ.

Уровни испытательных напряжений для кабелей с вязкой пропиткой и

маслонаполненных принимаются согласно таблице 2.1.

Продолжительность испытания каждой фазы кабелей с вязкой пропиткой

и номинальным напряжением до 35 кВ включительно принимается 10 мин для

новых кабельных линий и 5 мин для кабелей, вышедших из капитального ре-

монта и находящихся в эксплуатации. Для маслонаполненных кабелей 110 –

220 кВ длительность приложения испытательного напряжения 15 мин.

Таблица 5.1 Уровни испытательных выпрямленных напряжений кабелей

Период испы-

тания

Испытательное напряжение, при номинальном

напряжении силового кабеля, кВ

3 б 10 20 35 110 220

Вновь вводи-

мые кабели

18 36 60 100 175 250 500

Кабели, вы-

шедшие из ка-

питального

ремонта

18 36-45 60 100 175 250 500

Кабели, находя

щиеся в экс-

плуатации

15-25 36-45 60-70 80-100 150-175 250 500

101

Измерение тока утечки кабеля 3 – 35 кВ при испытании его повышенным

выпрямленным напряжением производится, как правило, с помощью микроам-

перметра, включенного на стороне высокого напряжения испытательной уста-

новки. При измерениях тока утечки возможно искажение отсчета за счет пара-

зитных токов. Поэтому микроамперметр и провод, соединяющий его с испыту-

емым кабелем, экранируют. Кроме того, для снижения тока короны в концевых

разделках испытуемого кабеля на его жилы надевают изолирующие колпаки

(стеклянные, резиновые, пластмассовые) или специальные экранирующие гиль-

зы, обеспечивающие полное экранирование измерительных цепей выпрями-

тельной установки.

При испытании силовых кабельных линий повышенным выпрямленным

напряжением оценка их состояния производится не только по абсолютному

значению тока утечки, но и путем учета характера изменения тока утечки во

времени, асимметрии токов утечки по фазам, характера сохранения и спада за-

ряда и т. п. В эксплуатации принято, что кабельная линия может быть введена в

работу, если измеренные токи утечки имеют стабильное значение, но не пре-

восходят 300 мкА для линий с номинальным напряжением до 10 кВ и 800 мкА

для линий 20—35 кВ. Оценку изоляции кабельной линии по коэффициенту

асимметрии рекомендуется производить в том случае, если измеренные токи

утечки близки к браковочным данным.

Для исправной изоляции силового кабеля ток утечки спадает в зависимо-

сти от длительности приложения испытательного напряжения, и тем больше,

чем лучше качество изоляции. У силового кабеля с дефектной изоляцией ток

утечки увеличивается по времени. При заметном нарастании тока утечки при

испытании силового кабеля продолжительность испытания увеличивается до

10—20 мин. При дальнейшем нарастании тока утечки, если оно не вызвано де-

фектами концевых разделок, испытание должно вестись до пробоя изоляции

кабеля.

Поскольку в большинстве случаев дефектом концевых разделок является

поверхностное увлажнение, которое сравнительно легко устраняется при полу-

102

чении в процессе испытания силового кабеля завышенных токов утечки, долж-

ны быть приняты меры к определению состояния изоляции концевых разделок.

Если испытуемый кабель имеет сухие концевые разделки, то для выделения в

случае необходимости поверхностных токов утечки, проходящих по жилам

разделки, необходимо на концы жил наложить охранные кольца. Последние

представляют собой полоски шириной 10 мм из металлической фольги или

гибкого медного провода. Охранные кольца накладываются на жилы испытуе-

мого кабеля примерно на расстоянии 100—150 мм от места разделки жил, если

они связываются с потенциалом земли, и на таком же расстоянии от наконеч-

ников жил, если к ним подводится высокое напряжение от экрана схемы. При

испытании одиночного кабеля измерение поверхностных токов утечки конце-

вых разделок может производиться по схеме на рис. 2.12. Если количество ис-

пытуемых кабелей составляет два и более, тo для измерения поверхностных то-

ков утечки концевых разделок может быть использована схема, при которой

охранное кольцо, наложенное на жилу концевой разделки, расположенной

вблизи испытательной установки, соединяется непосредственно с экраном схе-

мы.

Метод испытания кабельных линий 6 кВ под нагрузкой применяется в

эксплуатации в тех случаях, когда отключение кабеля для профилактических

испытаний связано с определенными трудностями. Сущность метода заключа-

ется в том, что испытательное напряжение от выпрямительной установки под-

водится к нейтрали работающего силового трансформатора, связанного с испы-

туемой кабельной сетью, и накладывается на фазное напряжение сети.

При испытаниях кабелей под нагрузкой не испытывается их междуфазная изо-

ляция, что является существенным недостатком метода.

Для испытания изоляции маслонаполненных кабелей 110 кВ и выше на

месте монтажа обычно сооружаются специальные стационарные установки по-

стоянного тока, работающие по схеме умножения напряжения.

103

Схема лабораторной установки

Рис. 5.11 Схема измерения поверхностных токов утечки силовых кабелей.

Iр — ток утечки концевой разделки кабеля.

Перечень и краткая характеристика оборудования и материалов, ис-

пользуемых в лабораторной работе:

аппарат АИИ 70 с выпрямительной приставкой, микроамперметр, штанга

разрядная, мегаомметр.

Паспортные данные и характеристика оборудования:

Аппарат АИИ – 70

Аппарат АИИ – 70 предназначен для испытания кабелей, твердых и жид-

ких диэлектриков переменным или выпрямленным высоким напряжением

Технические характеристики аппарата АИИ - 70

Номинальное напряжение питающей сети однофазного тока частотой 50

Гц – 127/220 В; наибольшее переменное напряжение 70 кВ; выпрямленный ток

со стороны высокого напряжения 5 мА; выходная минутная мощность высоко-

вольтного трансформатора 2 кВА.

Подробная характеристика аппарата АИИ – 70 рассмотрена в Лаб. раб. №

1., разд. I.

Выпрямительная приставка АИИ -70

Выпрямительная приставка представляет собой набор последовательно

соединенных диодов, типа Д 1007 в количестве 16 штук, помещенных в изоли-

рующий цилиндр, предназначена для выпрямления напряжения (Лаб. раб. № 1,

разд. I).

Микроамперметр - предназначен для замера показаний тока.

104

Тип – М 366; пределы измерения – 75, 150, 300 мА; длина шкалы 75 мм;

класс точности 1,0.

Штанга разрядная - предназначена для снятия емкостного заряда кабеля

Описание хода проведения работы

При выполнении лабораторной работы должны соблюдаться общие

правила техники безопасности зала высоких напряжений, указанных в

Разделе I.

1. Произвести внешний осмотр испытуемого кабеля

2. Проверить надежность заземление защитной брони и оболочки.

3. Заземлить все жилы кабеля.

4. Собрать схему для измерения изоляции кабеля выпрямленным напря-

жением (рис. 2.12.).

5. Подсоединить аппарат АИИ – 70 к выпрямительной приставке.

6. Подсоединить микроамперметр.

7. Подсоединить гибкий провод разрядной штанги к заземлению.

8. Подсоединить высоковольтный провод к свободной жиле кабеля

остальные оставить заземленными.

9. Удалить персонал за ограждение.

10. Дать команду «Подаю напряжение».

11. Включить АИИ – 70.

12. Плавно поднять напряжение.

13. Произвести измерение.

14. Плавно снять напряжение.

15. Отключить прибор, сделать видимый разрыв.

16. Подсоединить разрядную штангу к выпрямительной приставке.

17. Дать команду «напряжение снято».

18. Заземлить жилу, подвергавшуюся испытанию.

19. Снять заземление со следующей жилы.

20. Выполнить пункты 5-17.

21. Разобрать схему.

105

22. Дать заключение о состоянии изоляции кабеля.

Форма представления результатов, полученных при проведении работы

Таблица 5.2 Форма протокола результатов измерений

Фаза Напряжение,

кВ

Время испытания,

мин

Ток утечки,

мкА

Заключение

А

В

С

Отчет по лабораторной работе включает в себя:

1. Титульный лист.

2. Цель работы.

3. Краткие теоретические сведения по испытанию изоляции силовых ка-

белей.

4. Характеристику приборов использованных в лабораторной работе и

описание электрической схемы.

5. Протоколы измерений и результаты вычислений.

6. Выводы по работе.

Выводы

Кратко описываются итоги проделанной работы, и приводится анализ по-

лученных результатов. Выводы не должны быть простым перечислением того,

что сделано. Необходимо отметить, что нового узнал студент при выполнении

работы, к чему привело обсуждение результатов, насколько выполнена заяв-

ленная цель работы.

Вопросы и задания для самостоятельного контроля

1. Область применения силовых кабелей.

2. Правила техники безопасности при испытании силовых кабелей.

3. Методика испытания силовых кабелей.

4. Характеристика оборудования, используемого при испытаниях.

5. Типы и конструкции силовых кабелей.

106

6. Способы испытания кабелей.

7. Для какой цели производят испытания силовых кабелей повышенным

выпрямленным напряжением?

8. Какова периодичность испытания в процессе эксплуатации?

9. Каковы значения испытательного напряжения и времени испытания

для кабеля, используемого в данной работе?

10. На каком основании делают вывод о пригодности кабеля к эксплуата-

ции?

Рекомендуемая литература с указанием соответствующих глав или тем

[3] глава 32

[44] раздел 4 § 20.1, 20.2, 20.4

107

Заключение

Учебное пособие по лабораторным работам «Изоляция электроустановок» зна-

комит студентов с основными изоляционными конструкциями электрооборудо-

вания, применяемого в электроэнергетике, и способами или методами опреде-

ления изоляционных свойств. Пособие содержит 5 лабораторных работ, в кото-

рых рассматриваются основные виды внешней и внутренней изоляции.

108

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Александров Г.Н., Установки сверхвысокого напряжения и охрана окру-

жающей среды. – М.: энергоатомиздат, 1989. – 308 с.

2. Баженов С.А., Воскресенский В.Ф. Профилактические испытания изоля-

ции оборудования высокого напряжения. – М., «Энергия», 1997.

3. Базуткин В.В., Ларионов В.П., Пинталь Ю.С. и др. Техника высоких

напряжений. Изоляция и перенапряжения в электрических системах. / под

ред. В.П.Ларионова. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 464 с.

4. Быстрицкий Г.Ф., Кудрин Б.И. Выбор и эксплуатация силовых трансфор-

маторов: Учеб. пособие для вузов: Учеб. пособие для сред. проф. образова-

ния – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 176 с.

5. Высоковольтные электротехнологии / под ред. И.П. Верещагина. – М.:

Изд-во МЭИ, 2000. – 204 с.

6. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках: учеб. по-

собие для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: «Знак», 2000. – 440 с., ил.

7. Заземления в сетях высокого напряжения и средства защиты от перена-

пряжений / М.В. Костенко, И.М. Богатенков, Ю.А. Михайлов, Ф.Х. Хали-

лов. – Л.: Изд-во ЛПИ, 1983. - 74 c.

8. Защита сетей 6-35 кВ от перенапряжений / Ф.Х. Халилов, Г.А. Евдоку-

нин, В.С. Поляков и др.; под ред. Ф.Х. Халилова. – СПб.: Энергоатомиздат,

2002. – 272 с.

9. Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых

в электроустановках. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003. 112 с.

10. Исследования и области применения ограничителей перенапряжений /

Сборник научных трудов НИИПТ. – Ленинград.: Энергоиздат, 1981. – 87 с.

11. Калявин В.П., Рыбаков Л.М. Надежность и диагностика электроустано-

вок. / Йошкар-Ола: Изд-во Мар гос. уч-та- 2000. - 348 с.

12. Карякин Р.Н. Заземляющие устройства промышленных электроустано-

вок. – м.: Энергоатомиздат, 2000. – 476 с.

109

13. Кужекин И.П. Испытательные установки и измерения на высоком напря-

жении. – М.: Энергия, 1980. – 136 с.

14. Кучинский Г.С., Кизеветтер В.Е., Пинталь Ю.С. Изоляция установок вы-

сокого напряжения. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 367 с.

15. Лабораторные работы по ТВН / Аронов М.А. и др. – М.: Энергоатомиз-

дат, 1982. – 352 с.

16. Лабораторный практикум по ТВН. Изоляция и перенапряжения / под ред.

Н.В.Савиной. – Благовещенск: Изд-во АмГУ, 2006. – (электронное пособие).

23. Объемы и нормы испытаний электрооборудования/ Под общ. ред.

Б.А. Алексеева, Ф.Л. Когана, Л.Г. Мамикянца. – 6-е изд. – М.: Изд-во НЦ

ЭНАС, 2000. – 256 с.

24. Основы современной энергетики: Уч-ник для вузов ч. 2 Современная

электроэнергетика / под ред. А.П. Бурмана и В.А. Строева. – М. Изд-во

МЭИ, 2004. – 462 с.

25. Пинталь Ю.С., Сергеев Ю.Г. Разряд в воздухе вдоль загрязнений и

увлажнение поверхности изолятора. – М.: Изд-во МЭИ, 2002. – 31 с.

26. Сви П.М. Контроль изоляции оборудования высокого напряжения. – М.:

Энергия, 1988.–126 с.

27. Сви П.М. Методы и средства диагностики оборудования высокого

напряжения. – М.: Энергоатомиздат, 1993. – 126 с.

28. Справочник по электротехническим установкам высокого напряжения. /

под ред. И.А. Баумштейна, М.В.Хомякова. – М.: Энергия, 1981. – 568 с.

29. Степанчук К.Ф., Тиняков Н.А. Техника высоких напряжений. – Минск,

В.школа, 1982. – 367 с.

30. Техника высоких напряжений. / под ред. Д.В. Разевича. – М.: Энергия,

1976. – 426 с.

31. Техника высоких напряжений. Теоретические и практические основы

применения. / М.Б. Бейер, В.Бек, К. Меллер, В. Цэнгль. – М.: Энергоатомиз-

дат, 1989. – 555 с.

110

32. Техника высоких напряжений: Учебник для вузов / И.М.Богатенков,

Ю.Н.Бочаров, Н.И. Гумерова, Г.М.Иманов и др.; под ред. Г.С.Кучинского. –

СПб.: Энергоатомиздат, 2003.– 608 с.

33. Ушаков В.Я. Изоляция установок высокого напряжения. – М.: Энерго-

атомиздат, 1994. – 367 с.

34. Физико-математические основы техники и электрофизики высоких

напряжений. Учебное пособие для вузов. / под ред. К.П. Кадомской. – М.:

Энергоатомиздат, 1995. – 416 с.

35. Хаушильд В., Мош В., Статистика для электротехников в приложении к

технике высоких напряжений / пер. с нем.. – Л.: Энергоатомиздат, 1989. –

312 с.

36. Электрические аппараты высокого напряжения/ под ред. Г.Н. Алексан-

дрова. Изд-во СПб ГТУ, 2000. -503 с.

37. Электрические изоляторы. / под ред. Н.С. Костюкова. – М.: Энергоатом-

издат, 1984. – 296 с.

38. Электротехнический справочник в 3 томах. ТЗ. Производство и распреде-

ление электрической энергии. / под ред. проф. МЭИ.: А.И. Попов (гл. ред.). –

М.: Изд-во МЭИ, 2002. – 964 с.

39. Яманов С.А., Яманова Л.В. Стойкость и надежность электрической изо-

ляции. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 176 с.

40. http://forca.ru/spravka/spravka/maslonapolnennye-kabeli.html

41. http://www.eti.su/articles/kabel-i-provod/kabel-i-provod_562.html

42. http://elektro-montagnik.ru/?address=labs/lab1/&page=page2

43. http://elektro-montagnik.ru/?address=labs/lab5/&page=page1

44. Техника высоких напряжений: Учебник для вузов / И.М.Богатенков,

Ю.Н.Бочаров, Н.И. Гумерова, Г.М.Иманов и др.; под ред.

Г.С.Кучинского. – СПб.: Энергоатомиздат, 2003.– 608 с.

45. Куффель, Е. Техника и электрофизика высоких напряжений [Текст]:

учеб.-справ. Рук. / Е. Куффель, В. Цаенгль, Дж. Куффель.- Долгопрудный:

Интеллект, 2011.-520 с.

111