Пластмассовая изоляция

1. Резиновая изоляция изготавливается на основе натуральных или синтетических (бутадиеновых, бутиловых и др.) каучуков.

2. Полиэтиленовая изоляция изготавливается на основе полиэтиленов низкой плотности (ПЭНП) и полиэтиленов высокой плотности (ПЭВП). ПЭВП имеет лучшие механические характеристики, однако менее технологичен из-за более высокой температуры размягчения. Электрическая прочность для полиэтиленовых изоляций толщиной 1 мм при частоте 50 Гц составляет 35-40 кВ/мм. Полиэтилен (ПЭ) инертен к большей части агрессивных сред и при комнатной температуре не растворим ни в одном из известных растворителей. Введение в ПЭ органических перекисей (с последующим нагревом или действием ионизирующих излучений -вулканизацией), приводит к образованию поперечных связей, переводящих его из термопластичного состояния в термореактивное (сшитый полиэтилен).

3. Поливинилхлоридная изоляция (ПВХ) -смесь поливинилхлоридной смолы с пластификаторами, стабилизоторами и другими добавками. Пластификаторы придают материалу пластичность и облегчают процесс его переработки, но уменьшают его химическую стойкость, нагревостойкость и электроизоляционные свойства. В изоляционные ПВХ пластикаты вводят антиоксиданты, обеспечивающие длительное сохранение высокого удельного электрического сопротивления (1 ÷ 5 МОм∙м), гибкости при низких температурах и нагревостойкости. Для получения цветного ПВХ пластиката в него вводят окрашивающие добавки, главным образом пигментные красители. Широко используется в кабелях ВН в качестве защитного покрова.

4. Изоляция из фторопласта (политетрафторэтилена) -сокращенно Ф-4, обладает высокими механическими и диэлектрическими свойствами. Ф-4 используется в диапазоне температур от -90 до + 250 °С. Ф-4 исключительно стоек к большинству химических веществ.

Пластмассовая изоляция в промышленных масштабах используется в силовых кабелях на напряжения до 220 кВ и в импульсных кабелях. Основным диэлектрическим материалом в этих случаях является полиэтилен низкой и высокой плотности. Пластмассовая изоляция в кабеле располагается между полупроводящими экранами (экраны служат для снижения неоднородностей электрического поля), выполняемыми из наполненного углеродом полиэтилена. Экран на токоведущей жиле, изоляция из полиэтилена и наружный экран наносятся методом экструзии (выдавливания). В некоторых типах импульсных кабелей применяются прослойки из фторопластовых лент, которые для получения монолитности изоляции подвергают нагреву (запечка). Для защитных оболочек кабелей в ряде случаев используется поливинилхлорид.

Газовая изоляция. Для выполнения газовой изоляции в высоковольтных конструкциях используется электротехнический газ (элегаз), который является шестифтористойя серой. Это бесцветный газ без запаха, который примерно в пять раз тяжелее воздуха. Он имеет наибольшую прочность по сравнению с такими инертными газами, как азот и двуокись углерода. Чистый газообразный элегаз безвреден, химически неактивен, обладает повышенной теплоотводящей способностью и является очень хорошей дугогасящей средой; он не горит и не поддерживает горение. Электрическая прочность элегаза в нормальных условиях примерно в 2,5 раза выше прочности воздуха.

Высокая электрическая прочность элегаза объясняется тем, что его молекулы легко присоединяют электроны, образуя устойчивые отрицательные ионы (электроотрицательный газ – W ср=-1,5 эВ). Из-за этого затрудняется процесс размножения электронов в сильном электрическом поле, который составляет основу развития электрического разряда.

Элегаз

При увеличении давления электрическая прочность элегаза возрастает почти пропорционально давлению и может быть выше прочности жидких и некоторых твердых диэлектриков. Наибольшее рабочее давление и, следовательно, наибольший уровень электрической прочности элегаза в изоляционной конструкции ограничивается возможностью сжижения элегаза при низких температурах, например, температура сжижения элегаза при давлении 0,3 МПа составляет -45°С, а при 0,5 МПа равна -30°С. Такие температуры у отключенного оборудования наружной установки вполне возможны зимой во многих районах страны.

Для крепления токоведущих частей в комбинации с элегазом используются опорные изоляционные конструкции из литой эпоксидной изоляции.

Элегаз используется в выключателях, кабелях и герметизированных распределительных устройствах (ГРУ) на напряжения 110 кВ и выше и является весьма перспективным изоляционным материалом.

При температурах выше 3000°С может начаться разложение элегаза с выделением свободных атомов фтора. Образуются газообразные отравляющие вещества. Вероятность их появления существует для некоторых типов выключателей, предназначенных для отключения больших токов к.з. Поскольку выключатели герметически закрыты, появление ядовитых газов не опасно для эксплуатационного персонала и окружающей среды, но при ремонте и вскрытии выключателя необходимо принимать специальные защитные меры.

Напряжение начала короны, кВ, в элегазовых промежутках, образующих однородное поле, рассчитывается по формуле:

где L – длина промежутка, см; d – относительная плотность элегаза.

Для цилиндрических электродов, образующих коаксиальную систему, напряженность начала короны, кВ/см, определяется как:

где r — радиус внутреннего электрода, см.

Дата добавления: 2014-01-11