лекционный курс. Лекционный курс. Лекционный комплекс дисциплина tvn 3319 Техника высоких напряжений
 Скачать 2.74 Mb.
|
|
Воздушные изоляционные промежутки ЛЭП На линиях электропередачи разряды могут происходить не только по изоляторам, но и по воздуху между токоведущими и заземленными частями опор линий (рис. 9). Габариты ВЛ определяются необходимыми длинами воздушных промежутков в пролете (между проводом и землей, между проводами соседних фаз, между проводом и тросом) и на опорах (между проводом и стойкой, траверсой или оттяжкой) с учетом провеса, качания, пляски проводов и др. Величины воздушных промежутков для ЛЭП с подвесными изоляторами определяются исходя из условий воздействия рабочего напряжения, внутренних и атмосферных перенапряжений. Во всех случаях изоляционные промежутки должны быть такими, чтобы при отклонении гирлянды под действием ветра, направленного поперек трассы линии, разрядные напряжения воздушных промежутков были на 10% выше воздействующих напряжений и равны разрядным напряжениям по изоляторам.   Рисунок 9. Воздушные изоляционные промежутки на опоре. Опорные изоляторы Опорные изоляторы служат изолирующим основанием для токоведущих частей электрических аппаратов, сборных шин, шинопроводов и др.    Рисунок 10. Опорный изолятор на 10 кВдля внутренней установки типа ОА-10 кВ  Рисунок 11. Опорный малогабаритный изолятор на 10 кВдля внутренней установки типа ОМА-10 Для внутренней установки на напряжения 3—35 кВ опорные изоляторы имеют простую форму и состоят из фарфорового тела и металлической арматуры — колпачка и основания. На рис.10 представлен опорный изолятор типа ОА-10кВ старой конструкции, а на рис.11 – малогабаритный опорный изолятор типа ОМА-10 новой конструкции.     Рис.13. Опорно-штыревой изолятор ШТ-35. Рис.12. Опорно-штыревой изолятор ШН для наружной установки на напряжения 6 и 10 кВ. Как видно из рис.10, опорные изоляторы старой серии имеют фарфоровое тело с внутренней полостью и фарфоровой перемычкой. Герметизация внутренней полости осуществляется штампованным из жести донышком, приклеенным к нижнему торцу фарфора битумной массой. Металлическая арматура соединяется с фарфоровым телом с помощью цемента. М  алогабаритные изоляторы новой серии (рис.11) имеют внутреннее крепление арматуры. Благодаря этому их высота в среднем на 35-45% меньше, чем высота обычных опорных изоляторов. Отсутствие внутренней полости исключает возможность возникновения внутренних разрядов. Рисунок 14. Опорно-штыревой изолятор ИШД-35. Опорные изоляторы для внутренней установки подразделяются на группы, отличающиеся величинами минимальных разрушающих нагрузок на изгиб: группа А — 375 кг; группа Б — 750 кг;группа В— 1250 кг; группа Д — 2000 кг;группа Е — 3000 кг;группа Л — 4000 кг;группа Р — 6000 кг. В обозначение типа опорного изолятора включается характеристика его механической прочности, например ОМА-10 или ОМБ-10, что означает: опорный малогабаритный группы А (или Б) на 10 кВ. Для наружной установки применяются опорно-штыревые и опорно-стержневые изоляторы. Опорно-штыревые изоляторы состоят из фарфорового тела с сильно развитой боковой поверхностью и металлической арматуры: колпака и стального или чугунного штыря с фланцем. Колпак и штырь скрепляются с фарфором цементом. На напряжения 6—10 кВ фарфоровое тело изолятора выполняется цельным с одним—двумя ребрами (рис.12), а на напряжения 20—35 кВфарфоровое тело выполняется составным — из двух или трех фарфоровых частей, соединенных цементом (рис. 13). На 11О, 150 и 220 кВ штыревые изоляторы соединяются в колонки, состоящие, соответственно, из трех, четырех и пяти 35-киловольтных изоляторов типа ИШД-35 (рис. 14). Недостатками опорно-штыревых изоляторов являются значительный вес, большие размеры и недостаточная механическая прочность. В эксплуатации довольно часто наблюдается появление трещин в фарфоре. Для наружных установок широкое распространение получили опорно-стержневые изоляторы типа КО-400; СТ-110; КО-220 (рис. 15). Эти изоляторы состоят из цилиндрического сплошного фарфорового тела с ребрами и металлических колпаков, закрепленных на фарфоре цементом. Вследствие большой толщины фарфора пробой изоляторов практически исключается, кроме случаев явного брака — трещин в фарфоре. По минимальным разрушающим нагрузкам на изгиб опорно-стержневые изоляторы на напряжения от 10 до 110 кВразделяются на четыре группы: группа I — не менее 300 кг;группа II —не менее 500 кг; группа III — не менее 1000 кг;группа IV — не менее 2000 кг.    Рисунок 15. Опорные изоляторы КО-400 (а) и СТ-110 (б).  Рисунок 16. Опорная конструкция на 330 кВ При напряжении 220 кВ два стержневых изолятора скрепляются между собой, образуя колонку. При напряжении 330 кВ и выше по условиям механической прочности опорная изоляция выполняется из трех колонок, расположенных по углам трехгранной призмы или пирамиды (рис.16). Для увеличения жесткости конструкции все три колонки соединяются между собой поясами жесткости. Напряжение, приложенное к колонке опорных изоляторов, распределяется по высоте неравномерно, подобно тому, как это имеет место в гирляндах подвесных изоляторов. Наиболее нагруженным является верхний изолятор. Может оказаться, что напряжение, приходящееся на верхний элемент, будет больше его разрядного напряжения и, следовательно, произойдет его перекрытие. В таблице 4 приведены нормированные испытательные напряжения изоляторов. Таблица 4 - Нормированные испытательные напряжения изоляторов, гирлянды изоляторов.
Содержание отчета: 1 Работа должна содержать титульный лист выполненный на формате А4 по стандарту. 2 Изложить цель работы. 3 Привести основные типы применяемых разрядников, их характеристики, область применения. 4 Изучить конструктивные особенности изоляторов. Контрольные вопросы: Дать определение изоляторам? Перечислить три основные группы изоляторов? Где применяются линейные, стационарные и аппаратные изоляторы? Перечислить признаки, по которым определяют тип изолятора? Каким воздействиям подвергаются изоляторы в эксплуатации? Описать конструкцию линейных штыревых изоляторов на напряжение 6-10 кВ и 20-35 кВ? Описать конструкцию линейных подвесных изоляторов? Описать конструкцию стержневого подвесного изолятора? В чем состоит принцип конструкции воздушных изоляционных промежутков ЛЭП? Описать конструкцию опорных изоляторов? Описать конструкцию опорно-штыревых изоляторов? Рекомендуемая литература 1. Техника высоких напряжений. Под ред. М.В. Костенко. Учебное пособие для вузов. М., «Высшая школа», 1973. 2. Техника высоких напряжений. Под ред. В.П. Ларионова-М.: Энергоиздат, 1982. 3. Лабораторные работы по технике высоких напряжений: Учебное пособие для ВУЗов. М.Л. Аронов, В.В. Базуткин, П.В. Борисоглебский и др. 2-е издание, перераб. и доп., -М.: Энергоатомиздат, 1982,-352с. ил. Контрольные задания для СРС [1,2,3] 1 Воздушные изоляционные промежутки ЛЭП. 2 Изучить зависимость падения или увеличения разрядного напряжения вдоль изоляторов от погодных условий. Лабораторная работа №3 Изучение изоляции кабелей высокого напряжения Цель работы: Изучить основные типы и марки кабелей высокого напряжения применяемых в электроустановках, ознакомиться с их конструкцией и применяемой изоляцией. Задание: 1. Ознакомиться с целью работы 2. Изучить основные типы кабелей и ознакомиться с их конструкцией. 4. Изучить маркировку кабелей 1 Изоляция кабелей высокого напряжения 1.1 Кабели с вязкой пропиткой К  абели с вязкой пропиткой изготовляют на напряжения не более 35 кВ. Такие кабели выпускаются нескольких типов с 1-4 жилами. Каждому типу кабеля присвоена определенная марка-обозначение. Например, марка АОСК означает: кабель с алюминиевыми жилами (А), жилы отдельно изолированные (О), со свинцовой оболочкой (С), с броней из круглых проволок (К).  Рисунок 18. Трехжильные кабели с вязкой пропиткой. а — с поясной изоляцией исекторными жилами на 10 кВ; б—с отдельно освинцованными жилами (типа ОСБ); 1—токопроводящая жила, 2—фазная изоляция; 3—поясная изоляция; 4 — джутовое заполнение; 5—свинцовая оболочка; 6 — броня; 7—алтикоррозионый покров; 8 — экран из полупроводящей бумаги На рис.18,а приведена конструкция трехжильного кабеля с поясной изоляцией и секторными жилами. При секторной форме жил достигается наиболее полное использование объема кабеля. Каждая жила имеет собственную фазную изоляцию, а все три жилы имеют относительно свинцовой оболочки общую поясную изоляцию. Наличие поясной изоляции позволяет увеличить и изоляцию жил относительно оболочки без увеличения фазной изоляции. Пространство между фазной и поясной изоляцией заполняется жгутами, скрученными из джута или низкокачественной кабельной бумаги. Между свинцовой оболочкой и броней наматывается слой кабельной пряжи, пропитанной битумом, что уменьшает вероятность смятия свинцовой оболочки в местах изгибов кабеля. Кабели с вязкой пропиткой на напряжения 20 и 35 кВ имеют отдельно освинцованные или экранированные жилы (рис.18,б), что устраняет возможность появления тангенциальной составляющей электрического поля и приводит к увеличению максимальной рабочей напряженности до 42 кВ/см (при переменном напряжении) и до 300 кВ/см (при постоянном напряжении). При монтаже (соединении) кабелей с вязкой пропиткой пропиточный состав не вытекает из концов кабеля. Однако в условиях эксплуатации при наклонном расположении кабеля наблюдается постепенное стекание пропиточного состава в нижнюю часть трассы. В результате этого в верхнем участке кабеля появляются пустоты, заполняемые газом, а в нижнем повышается давление, что может привести к повреждению металлической оболочки кабеля. Поэтому разность уровней начала и конца кабеля ограничивается: например, для кабелей 6—10 кВ она не должна превышать 15м. Для вертикальной и наклонной прокладок применяют кабели с обедненно-пропитанной вязкой изоляцией. Достигается это путем дополнительного нагрева кабеля в процессе производства, в результате чего около 70% пропиточного состава из него вытекает. Однако толщину изоляции таких кабелей приходится увеличивать. Для вертикальной прокладки кроме вязких пропиточных составов применяют нестекающие составы. Конструкции этих кабелей одинаковы. 1.2 Маслонаполненные кабели  Маслонаполненные кабели изготовляются на напряжение выше 35 кВ. По уровню давления маслонаполненные кабели разделяются на кабели низкого (до 0,4— 0,5 МПа) и высокого давления (0,7—1,5 МПа). Наибольшие рабочие напряженности маслонаполненных кабелей возрастают с увеличением давления и составляют 60—100 кВ/см у кабелей низкого давления, 80—120 кВ/см у кабелей среднего давления и достигают 180 кВ/см у кабелей высокого давления.   Рисунок 19. Маслонаполненный кабель среднего давления на 220 кВ. 1—маслопроводящий канал; 2—токопроводящая жила из фасонных луженых проводов; 3—экраны изполупроводящей металлизированной бумаги; 4—градированная изоляция из бумаги; 5—свинцовая оболочка; 6—ленты из пластиката; 7—медные усиливающие ленты; 8—защитные покровы; 9—стальная проволока.  Рисунок 20. Труба с кабелем под давлением масла. 1—токопроводящая жила; 2—изоляция; 3— герметизирующие покровы;4—полукруглая проволо-ка; 5—стальная труба; 6—масло; 7—антикоррозионные покровы. Конструкция маслонаполненных кабелей низкого и среднего давления примерно одинакова. Различие состоит главным образом в том, что у кабелей среднего давления защитные покровы и броня имеют большую механическую прочность, чем у кабелей низкого давления. Пример конструкции маслонаполненного кабеля среднего давления приведен на рис.19. Для увеличения рабочей напряженности в этом кабеле жила выполнена из луженых Z-образных медных проволоки экранирована полупроводящей бумагой. Это обеспечивает большую гладкость ее поверхности, а изоляция выполнена градированной (из бумаги разной толщины и плотности). Маслонаполненные кабели высокого давления изготовляются на напряжения 110—500 кВ. Принципиальная конструкция таких кабелей показана на рис.20. Изолированные и экранированные жилы, снабженные наложенными на них полукруглыми проволоками скольжения, размещаются в стальных трубах. Стальная труба воспринимает на себя давление масла и одновременно с этим является надежной защитой от механических повреждений изоляции кабеля. Изоляция каждой из жил пропитана вязким составом и покрыта эластичным, герметически плотным покровом (например, полиэтиленом). Благодаря эластичности герметический покров передает изоляции давление масла, заполняющего трубу. Предназначен он также для предотвращения контакта изоляции кабеля с маслом в трубе, так как масло, заполняющее трубу, не предназначается для изоляции кабеля, а служит только для передачи на него давления и его электрические характеристики могут быть низкими. 1.3 Газонаполненные кабели Газонаполненные кабели имеют конструкцию, аналогичную маслонаполненным кабелям, только вместо масла в них вводится чистый и сухой газ (обычно азот). Газ может вводиться в изоляцию (аналог маслонаполненных кабелей низкого и среднего давлений) либо служить только для передачи давления на изоляцию через герметичную оболочку (аналог маслонаполненных кабелей высокого давления). Перспективно применение вместо бумажной изоляции синтетических пленок с повышенной электрической прочностью. Преимущество газонаполненных кабелей перед маслонаполненными состоит в том, что у них более простая система поддержания давления. Однако условия охлаждения токопроводящих жил у газонаполненных кабелей хуже. 1.4 Кабели с газовой изоляцией под давлением Конструкция кабелей с газовой изоляцией под давлением достаточно проста: в стальной или аллюминиевой трубе на форфоровых или эпоксидных изоляторах закреплены токопроводящие жилы, а труба заполнена сжатым газом, обычно элегазом (SF6). Расчеты показывают, что такие кабели будут особенно эффективны при напряжениях 750-1150 кВ и смогут успешно конкурировать с воздушными линиями электропередачи.  Содержание отчета: 1 Работа должна содержать титульный лист выполненный на формате А4 по стандарту. 2 Изложить цель работы. 3 Привести основные типы применяемых кабелей, их характеристики, область применения. Контрольные вопросы: На какое напряжение изготовляют кабели с вязкой пропиткой? При какой форме жил достигается наиболее полное использование объема кабеля с вязкой пропиткой? Какие применяют кабели для вертикальной и наклонной прокладок? Для какого напряжения изготовляются маслонаполненные кабели? В чем отличие конструкции маслонаполненных кабелей низкого и среднего давления? Описать конструкцию кабеля ОСБ, ААБ, АСБ? Область применения (класс напряжения) кабелей ОСБ, АСБ? Маркировка кабелей? Рекомендуемая литература: 1. Техника высоких напряжений. Под ред. М.В. Костенко. Учебное пособие для вузов. М., «Высшая школа», 1973. 2. Техника высоких напряжений. Под ред. В.П. Ларионова-М.: Энергоиздат, 1982. 3. Лабораторные работы по технике высоких напряжений: Учебное пособие для ВУЗов. М.Л. Аронов, В.В. Базуткин, П.В. Борисоглебский и др. 2-е издание, перераб. и доп., -М.: Энергоатомиздат, 1982,-352с. ил. 4. Сви П.М. Контроль изоляции оборудования высокого напряжения.-М.: Энергия, 1980. | |||||||||||||||||||