Dielektrinis stipris: sumažėjimo apibrėžimas ir priežastys

Fizinė prasmė

Elektrinio lauko stipris didėja didėjant įtampai tarp laidininkų, tai gali būti kondensatoriaus plokštės ar kabelių šerdys (atskiroje apvijoje), tam tikru momentu įvyksta gedimas Isolation. Vertė, apibūdinanti įtampą gedimo momentu, vadinama dielektrine stiprumu ir nustatoma pagal formulę:

čia: U - įtampa tarp laidininkų, d - dielektrinis storis.

Dielektrinis stipris matuojamas kV / mm (kV / cm). Ši formulė galioja plokščiams laidininkams (juostelių ar plokščių pavidalu), tarp kurių yra tolygus izoliacijos sluoksnis, pavyzdžiui, popieriniame kondensatoriuje.

Trumpi jungimai elektros įrenginiuose ir kabeliuose atsiranda būtent dėl ​​izoliacijos gedimo, šiuo metu yra elektrinis lankas. Todėl dielektrinis stipris yra viena iš svarbiausių izoliacijos savybių. Reikalavimai elektros įrenginių izoliacijai ir elektros instaliacijos įtampai 1 - 750 kV yra nustatyti GOST 55195-2012 ir GOST 55192-2012 (elektros stiprumo bandymo metodai montavimo vietoje).

Skirstymo tipai

Vienarūšiams dielektrikams išskiriami keli suskirstymo tipai - elektrinis ir terminis. Yra ir kitas jonizacija gedimas, kuris yra dujų intarpų jonizacijos kietoje dielektrikoje pasekmė. Dielektrikų dielektrinis stiprumas daugeliu atžvilgių priklauso nuo lauko nevienalytiškumo ir dujų jonizacijos procesų (intensyvumo ir pobūdžio) ar kitų cheminių medžiagų pokyčių. Tai lemia tai, kad tos pačios medžiagos skilimas vyksta esant skirtingoms įtampoms. Todėl gedimo įtampa nustatoma pagal vidutinę vertę, pagrįstą daugybės bandymų rezultatais. Dujų dielektrinio stiprumo priklausomybę nuo tankio (slėgio) ir dujų sluoksnio storio išreiškia Pascheno dėsnis: U_{ir kt}= f (pA)

Dujos ir izoliacija

Atrodytų, kaip yra susijusi dujų jonizacija ir elektros įrangos izoliacija? Dujos ir elektra yra glaudžiai susijusios, nes tai puikus dielektrikas. Todėl aukštos įtampos įrangai izoliuoti naudojama dujinė terpė.

Kaip dielektrikas naudojamas: oras, azotas ir SF6. SF6 dujos yra sieros heksafluoridas, perspektyviausia medžiaga elektros izoliacijos požiūriu. Aukštos įtampos elektros tiekimui ir priėmimui, daugiau kaip 100 kV (elektrinės išėjimas, priėmimas) elektros energija dideliuose miestuose ir pan.), naudojamos pilnos skirstyklos (GIS).

Pagrindinė SF6 dujų taikymo sritis yra būtent GIS. Dujos, be to, naudojamos kaip elektros izoliacija, gali atsirasti eksploatuojant alyva pripildytus kabelius (arba kabelius su įmirkyto popieriaus izoliacija). Dėl to, kad praeina skirtingo dydžio įtampa, kabelis yra cikliškai šildomas ir aušinamas.

Kabeliams su impregnuoto popieriaus izoliacija taikomas terminas „terminis skilimas“. Celiuliozės pirolizės metu susidaro vandenilis, metanas, anglies dioksidas ir anglies monoksidas. Vykstant izoliacijos senėjimo procesui, susidarę dujų dariniai (esant padidintai įtampai) sukelia izoliacijos jonizaciją. Dėl jonizacijos reiškinių maitinimo kabeliai su alyva impregnuota popieriaus izoliacija (klampi impregnavimas) naudojami elektros linijose, kurių įtampa yra iki 35 kV, ir vis rečiau naudojamos šiuolaikinėse energijos.

Dielektrinės jėgos sumažėjimo priežastys

Labiausiai neigiamą įtaką izoliacijos dielektriniam stiprumui daro kintama įtampa ir temperatūra. Esant kintamajai įtampai, tai yra, įtampa, kuri kartkartėmis keičiasi, pavyzdžiui, elektrinė išleidžia 220 kV, dėl techninio gedimo ar planuojamo remonto įtampos vertė buvo sumažinta iki 110 kV, po remonto ji vėl tapo 220 kV. Tai kintama įtampa, tai yra, kintanti per tam tikrą laiką. Dėl to, kad Rusijos Federacijoje 50 procentų elektros instaliacijų elektros perdavimui jau yra išnaudojo savo išteklius (ir tai yra 25–30 metų), tada kintamoji įtampa yra gana dažna reiškinys. Vidutinė šios įtampos vertė nustatoma pagal grafiką:

Arba nustatoma pagal formulę:

Kabelio šildymo temperatūra dėl elektros srovės srauto žymiai sumažina laidininko tarnavimo laiką (atsiranda vadinamasis izoliacijos senėjimas). Skaidymo stiprumo priklausomybė skirtingose ​​temperatūrose parodyta grafike:

Maitinimo kabelių elektrinis stiprumas

Labiausiai reikalaujanti dielektrinio stiprumo pramonė tikriausiai yra kabelių gaminiai. Rusijoje pagrindinis elektros energijos pramonėje naudojamas kabelių tipas (skirtas vardinei įtampai iki 500 kV) yra aliejumi užpildyti kabeliai su popierine izoliacija.

Be to, kuo didesnė vardinė įtampa, kuriai jie skirti, tuo didesnis kabelio svoris. Degazuota ir mažo klampumo alyva (MH-3, MH-4 ir analogai) naudojama kaip impregnavimas. Padidėjęs alyvos slėgis padidina alyvos ir popieriaus izoliacijos dielektrinį stiprumą. Kabeliai, kurių slėgis yra 10-15 atmosferų, naudojami esant aukštai įtampai, stiprumo vertė siekia 15 kV / mm.

Pastaraisiais metais alyvos užpildyti kabeliai buvo pakeisti XLPE kabeliais. Jie yra lengvesni, lengviau valdomi, o tarnavimo laikas yra tas pats. Be to, PSE nėra tokie jautrūs temperatūros pokyčiams ir jiems nereikia papildomos įrangos, pavyzdžiui, alyvos kompensacinių bakų (skirtų kompensuoti skirtingo slėgio alyvos perteklių). XLPE kabelius lengviau montuoti, lengviau prižiūrėti ir prižiūrėti.

Visas pasaulis kuria specialiai XLPE kabelius, todėl tokie laidininkai savo parametrais jau yra pastebimai geresni nei kabeliai, užpildyti alyva:

Vienintelis AAP trūkumas yra intensyvus senėjimas, tačiau daugybė pasaulio gamintojų tyrimų sulėtino šį procesą. Vadinamieji medžiai nebėra izoliacijos gedimo priežastys. Augantis energijos suvartojimas šiuolaikiniame pasaulyje skatina ne tik energijos šaltinių, bet ir kabelių gaminių bei skirstomųjų įrenginių plėtrą. Izoliacijos dielektrinio stiprumo tyrimai yra pagrindinis energijos energijos tikslas.

Susijusios medžiagos:

• Kabelio apsauga nuo mechaninių pažeidimų
• Kabelio izoliacijos varžos matavimas
• Galios praradimo priežastys dideliais atstumais