Механизм перекрытия изолятора при загрязненной поверхности и под дождем.
Наличие загрязнения в сухом состоянии не оказывает заметноговлияния на разрядное напряжение, так как слой сухого загрязнения имеет высокое сопротивление. При увлажнении в слое образуется электролит, что уменьшает сопротивление слоя загрязнения и приводит к изменению распределения напряжения по поверхности изолятора, в результате чего разрядное напряжение снижается.
Перекрытие изолятора под дождем связано с образованием на его поверхности проводящей пленки воды толщиной в десятые доли мм и подсушиванием отдельных участков поверхности токами утечки,
что приводит к возникновению частичных дуг и их удлинению
Под действием приложенного к изолятору напряжения по увлажненному слою загрязнения проходит ток утечки, нагревающий его (рис. 3.4). Так как загрязнение распределено по поверхности изолятора неравномерно, плотность тока утечки неодинакова на отдельных участках изолятора из-за сложной конфигурации его поверхности, то нагревание слоя загрязнения происходит также неравномерно.
|
|
D
D
I
Рис. 3. 4. Ток утечки по поверхности изолятора
На тех участках изолятора, где плотность тока наибольшая, а загрязняющий слой тоньше, происходит интенсивное испарение воды, и образуются подсушенные участки с повышенным сопротивлением. Подсушенные участки расширяются в первую очередь по окружности изолятора и в меньшей степени по высоте. Как только подсушенный участок образуется по всей окружности изолятора, почти все напряжение, воздействующее на изоляцию, оказывается приложенным к этому участку. В результате этого подсушенный участок перекрывается искровыми каналами, называемыми частичными дугами.
Сопротивление искрового канала меньше сопротивления подсушенного участка поверхности изолятора, поэтому ток утечки возрастает. Возрастание тока утечки приводит к дальнейшему подсушиванию слоя загрязнения и его ширины, следовательно, и к увеличению его сопротивления.
Процессы подсушки поверхности происходят медленно. При импульсном воздействии напряжения они могут не успеть развиться. Дождь и загрязнение практически не влияют на его разрядное напряжение при грозовых импульсах.
Поверхности изоляторов загрязняются и увлажняются неравномерно. При сложной форме изолятора разряд на отдельных участках может отрываться от поверхности и развиваться по наикратчайшему пути в воздухе. Эффективно используется не вся геометрическая длина пути утечки, а только ее часть. Поэтому напряжение перекрытия изоляторов, загрязненных в реальных условиях эксплуатации пропорционально не геометрической, а эффективной длине пути утечки = /k, где k 1 - коэффициент формы (или использования поверхности) изолятора.
|
|
Для гирлянд и колонок, состоящих из изоляторов
(3.4)
коэффициент k для тарельчатых изоляторов рассчитывается по формуле
(3.5)
Для конкретной местности с определенными метеорологическими условиями, свойствами и интенсивностью загрязнения атмосферы вероятность перекрытия изолятора зависит от величины удельной длины пути утечки [см/кВ]
(3.6)
Поскольку для различных районов нормируется, должно соблюдаться условие Тогда число изоляторов в гирлянде должно определяться по формуле
(3.7)
Проверка выбранного количества изоляторов производится по условиям работы гирлянд под дождем при воздействии внутренних перенапряжений по формуле
(3.8)
где - расчетная кратность внутренних перенапряжений;
- расчетная мокроразрядная напряженность (кВ/см);
Н - строительная высота изолятора (мм).
Вопросы для самоконтроля:
1. Каким образом внесение твердого диэлектрика в однородный разрядный промежуток снижает его электрическую прочность?
2. Для каких изоляционных конструкций тангенциальная составляющая напряженности электрического поля больше, чем нормальная составляющая >?
3. В каком случае каналы стримеров, развивающихся вдоль поверхности диэлектрика, имеют значительно большую емкость по отношению к внутреннему электроду?
4. Как образуется скользящий разряд?
5. Как влияет на разрядное напряжение наличие загрязнения в сухом состоянии на поверхности изоляторов?
6. Каков механизм развития разряда вдоль поверхности увлажненного изолятора?
7. По какой формуле определяется число изоляторов в гирлянде ЛЭП и ОРУ?
8. Как производится проверка выбранного количества изоляторов по условиям работы гирлянд под дождем?