Учебное пособие: Проектирование электромеханических устройств

750

до 750

3000

Для повышения надёжности аппарата возникает желание увеличить изоляционные расстояния, однако чрезмерное увеличение этих расстояний приводит к увеличению габаритов, массы, стоимости аппаратов. Целесообразно руководствоваться минимальными расстояниями, которые регламентированы ГОСТ, для аппаратов низкого напряжения общепромышленного применения в зависимости от назначения цепи или аппарата, в зависимости от образования дуги при номинальных напряжениях от 100 до 600 В, минимальные электрические зазоры могут быть от 4 до 7 мм, а расстояния утечки – от 5 до 22 мм.

Рисунок 1.1- Направление тока утечки

При выборе изоляционной конструкции необходимо учитывать, что изоляция зависит не только от свойств материала, но и от наличия пыли, особенно влаги на поверхности. Для уменьшения габаритных размеров аппаратов и исключения непрерывного покрова токопроводящих осадков целесообразно на изоляционных деталях предусматривать ребра, выступы, впадины.

У аппаратов, работающих в тяжёлых условиях (тяговые аппараты), для работы в условиях угольных шахт, величины расстояний необходимо предусматривать большие расстояния, чем рекомендованы в [1, табл. - 2.2].

8.3 Аппараты высокого напряжения

Общие требования – изоляция аппаратов высокого напряжения должна выдерживать испытательное напряжение и при этом должен оставаться запас электрической прочности. Рекомендуемые по выбору испытательные напряжения приведены в [1, табл. - 2.3].

Величины испытательных напряжений в таблице указаны для нормальных атмосферных условий (температура +20 °С, 0,1MПа) при установке электрического аппарата над уровнем моря не более 1000 м для аппаратов с номинальным напряжением до 330 кВ и не более 500 м - для аппаратов с номинальным напряжением 500 кВ и более. При установке аппарата над уровнем моря на высоте, превышающей 500 и 1000 м, но не более чем на высоте 3500 м, их внешняя изоляция должна выдерживать испытательное напряжение, умноженное на корректирующий коэффициент, который определяется по формуле:

где: Н – высота над уровнем моря, м; – для аппаратов, предназначенных для установки до 1000 м; – для аппаратов, предназначенных для установки до 500 м.

Для аппаратов, работающих при максимальной температуре выше 35°С, испытательное напряжение должно быть повышено на 1% на каждые 3°С свыше 35°С. Если аппарат выдержал одномину1 мин. действия испытательного напряжения с учётом добавочных коэффициентов, то считается, что изоляция аппарата выбрана правильно. Кроме внешней изоляции в аппаратах высокого напряжения вводят понятие внутренней изоляции.

Изоляционное расстояние в аппаратах высокого напряжения можно разделить на внешнее, электрическая прочность которого зависит от атмосферных условий и на внутреннее, у которого электрическая прочность не зависти от них. В качестве примера рассмотрим баковый масляный выключатель.

Рисунок 1.2 –Баковый масляный выключатель:

S₁ - расстояние между внешним фланцем проходящей изоляции и крышкой бака;

S₂ - расстояние между токоведущими частями разных потенциалов в воздухе;

S₁ и S₂ – внешняя изоляция, изолирующей средой является воздух;

S₃ и S₆ – расстояние между токоведущими деталями и заземлённой частью аппарата;

S₄ – расстояние между токоведущими частями разных потенциалов;

S₅ – расстояние между разомкнутыми контактами.

При расчёте общей изоляции аппарата целесообразно предусматривать координацию уровней электрической изоляции отдельных элементов. Как указывалось ранее, изоляция аппарата должна выдерживать испытательное напряжение и при этом должен оставаться запас электрической прочности. Для воздушных промежутков это условие реализуется путём введения коэффициента запаса.

где: – испытательное сухоразрядное напряжение; определяется с рекомендацией ГОСТа; величина – коэффициент запаса.

Для изоляционных промежутков, находящихся в масле, величина пробивного напряжения определяется с учётом корректирующего коэффициента координации уровней изоляции . Величина принимается в пределах .

8.4 Порядок расчета общей электрической изоляции аппарата высокого напряжения

Характерные изоляционные промежутки в зависимости от конфигурации электрического поля, заменяют эквивалентной формой электродов типа: игла-игла, игла-плоскость, плоскость-плоскость и др.

По величине номинального напряжения определяется величина испытательного сухоразрядного напряжения с учётом условий работы.