Какво е диелектричната сила?
Физическо значение
Силата на електрическото поле се увеличава с увеличаване на напрежението между проводниците, може да бъде плоча на кондензатор или кабелно ядро (в отделна намотка), в един момент се получава разрушаване на изолацията. Стойността, характеризираща напрежението в момента на разпадане, се нарича електрическа сила и се определя по формулата:
тук: U е напрежението между проводниците, d е дебелината на диелектрика.
Диелектричната якост се измерва в kV / mm (kV / cm). Тази формула е валидна за плоски проводници (под формата на ленти или плочи) с равномерен слой изолация между тях, като например в кондензатор за хартия.
Късо съединение в електрически апарати и кабели възникват именно поради разрушаване на изолацията, в този момент възниква електрическа дъга, Следователно диелектричната якост е една от най-важните характеристики на изолацията. Изискванията за диелектричната якост на изолацията на електрическо оборудване и електрически инсталации с напрежение 1 - 750 kV са описани в GOST 55195-2012 и GOST 55192-2012 (методи за изпитване на електрическа якост на мястото на инсталиране).
Видове разбивка
В хомогенните диелектрици се разграничават няколко вида разбивка - електрически и топлина, Също така съществува йонизация разпад, който е следствие от йонизацията на газовите включвания в твърд диелектрик. Електрическата сила на диелектриците в много отношения зависи от нехомогенността на полето и от появата на газови йонизационни процеси (интензитет и характер) или други химически промени в материала. Това води до факта, че разпадането на един и същ материал става при различни напрежения. Следователно напрежението на пробив се определя от средната стойност според резултатите от многобройни тестове. Зависимостта на електрическата сила на газа от плътността (налягането) и дебелината на газовия слой се изразява от закона на Пашен: Uи т.н.= f (pA)
Газ и изолация
Изглежда, как е свързана йонизацията на газовете и изолацията на електрическото оборудване? Газът и електричеството са свързани по най-близкия начин, защото е отличен диелектрик.Ето защо се използва газова среда за изолиране на оборудване с високо напрежение.
Като диелектрик се използва: въздух, азот и газ. Elegaz е серен хексафлуорид, най-обещаващият материал по отношение на електрическата изолация. За разпределение и приемане на електричество с високо напрежение се използват повече от 100 kV (премахване на електроцентрали, приемане на електричество в големите градове и т.н.), цялостни разпределителни уреди (ГИС).
Основната област на приложение на SF6 газ е именно разпределителното устройство. Газът, освен че се използва като електрическа изолация, може да възникне по време на работа на маслени кабели (или кабели с импрегнирана хартиена изолация). Тъй като цикличното нагряване и охлаждане на кабела се получава в резултат на преминаването на напрежение с различни размери.
Терминът "термично разграждане" е приложим за кабели с импрегнирана хартиена изолация. При пиролизата на целулозата се получават водород, метан, въглероден диоксид и въглероден оксид. По време на процеса на стареене на изолацията получените газови образувания (при високо напрежение) причиняват йонизационен разпад на изолацията. Само поради явления на йонизация, захранващите кабели с изолация, направена от хартия, напоена с масло (с вискозна импрегниране), се използват в електропроводи с напрежения до 35 kV и се използват все по-малко в съвременната енергия.
Причини за намаляването на диелектричната сила
Най-негативният ефект върху диелектричната якост на изолацията се оказва от променливо напрежение и температура. При променливо напрежение, тоест напрежение, което се променя от време на време, например електроцентралата издава 220 kV на линията, поради техническа неизправност или планиран ремонт, стойността на напрежението се намалява до 110 kV, след ремонта отново е 220 kV. Това е променливо напрежение, тоест се променя през определен период от време. Променливото напрежение е доста често. Средната стойност на това напрежение се определя с помощта на графиката:
Или се определя от формулата:
Температурата на нагряване на кабела, поради потока на електрически ток, значително намалява експлоатационния живот на проводника (възниква така нареченото стареене на изолацията). Зависимостта на интензитета на разпадане при различни температури е показана на графиката:
Електрическа сила на силови кабели
Най-взискателната индустрия за електрическа сила вероятно са кабелни изделия. Основният тип кабели, използвани в енергетиката (проектирани за номинално напрежение до 500 kV) са напълнени с масло кабели с хартиена изолация.
Освен това, колкото по-високо е номиналното напрежение, за което са проектирани, толкова по-голямо е теглото на кабела. Маслото се използва като депресирано импрегниране и нисък вискозитет (MN-3, MN-4 и аналози). Увеличаването на налягането на маслото води до увеличаване на диелектричната якост на изолацията от масло-хартия. Кабели с налягане от 10-15 атмосфери се използват при високо напрежение, стойността на якостта достига 15 kV / mm.
През последните години напълнените с масло кабели са заменени от омрежени полиетиленови кабели (SPE кабели). Те са по-леки, по-лесни за работа и експлоатационният живот е същият. В допълнение, SPE не са толкова чувствителни към температурните промени и не се нуждаят от допълнително оборудване, като резервоари за компенсиране на масло (за компенсиране на излишното масло при различно налягане). Омрежените полиетиленови кабели се монтират много по-лесно, клемите и съединителите са по-лесни за поддръжка.
Целият свят разработва кабели SPE (XLPE кабели), това доведе до факта, че такива проводници са вече забележимо по-добри в своите параметри от кабелите, пълни с масло:
Единственият недостатък на SPE е интензивното стареене, но многобройни проучвания на всички световни производители забавят този процес. Така наречените триони вече не са причините за разрушаване на изолацията.Ръстът на потреблението на енергия в съвременния свят стимулира развитието не само на източници на електроенергия, но и на кабелни продукти и разпределителни уреди. Проучванията върху електрическата якост на изолацията са основният акцент в енергетиката.
Свързани материали:
Зареждане...
