Главная
>
Измерительный преобразователь тока т 10 20 W БО 80 мм Рис. 8-15. Двухступенчатая бумажно-масляная изоляция Рис. 8-16. Электрическая напряженность участка в масле бумажно-масляной изоляции при £ 6 == = 4 кВ/мм (кривая 1) и 2,5 кВ/мм (кривая 2) в сравнении с электрической прочностью трансформаторного масла (кривая 3) Расчет комбинированной изоляции заключается в определении допустимой напряженности электрического поля на самом слабом участке - в масле. Выделим трубку электрического потенциала abed и обозначим ее участки с различными диэлектрическими проницаемостями 1, 1 и /д. Здесь /i и /д - длины участков силовой трубки в бумажно-масляной изоляции, а 1 - длина участка в масле. Тогда Ur + U h + h . h где [/i + [/g = [/б - действующее значение напряжения на бумажно-масляных участках изоляции, кВ; = Uj - действующее значение напряжения на участке в масле, кВ; - относительная диэлектрическая проницаемость бумажно-масляной изоляции; Ем - относительная диэлектрическая проницаемость масла; + 4 = - длина участка трубки в бумажно-масляной изоляции, мм; 4 = - длина участка в масле, мм. При расчетах относительную диэлектрическую проницаемость трансформаторного и конденсаторного масел можно принимать равной 2,2. Диэлектрическая проницаемость кабельной бумаги, пропитанной трансформаторным маслом, составляет 3,5-4, а конденсаторной бумаги, пропитанной конденсаторным маслом, 3,5- 3,6. Диэлектрическая проницаемость масла и бумаги практически не зависит от температуры. Напряженности поля (в киловольтах на миллиметр) в бумажно-масляной изоляции и в масле равны; Решив систему уравнений [/ = f/6 + f/ H- = A :iM., лолучим1 1+ м + б ем где и - действующее значение напряжения, приложенного к изоляции, кВ. В рассматриваемой конструкции толщина изоляции ступеней одинакова. Тогда член leje = k будет постоянным и, следовательно. Произведя по формуле (8-4) расчет напряженности для различных длин трубки в масле получим зависимость = = / (/м) при данном приложенном напряжении U (рис. 8-16, кривые 1 и 2). Кривая 3 соответствует действующему значению пробивного напряжения трансформаторного масла в зависимости от длины разрядного промежутка 1 между электродами радиусом г 5 см. Напряженность fj, должна быть меньше электрической i прочности масла как при рабочем напряжении, так и при испытательном. Поэтому при построении кривых Е f (L) в (8-4) вместо и следует подставлять действующее значение испытательного напряжения для данного ТТ. Из рисунка видно, что кривая 1 почти вся лежит выше кривой 3. Следовательно, по большинству трубок напряженность Е достигает таких значений, что электрическая прочность масла оказывается недостаточной и происходит пробой. При некотором увеличении толщины изоляции зависимость Е = f (м) будет характеризоваться кривой 2. Здесь разряда в масле произойти не может, так как кривая 2 лежит ниже кривой электрической прочности масла 3. Пример 8-1. Рассчитать толщину бумажно-масляной изоляции ТТ на -220 кВ. Радиус поперечного сечения первичной обмотки г = 40 мм; эквивалентный радиус сечения магнитопровода со вторичной обмоткой Гд = 50 мм; коэффициент sanaca Ksau = 1,15 при рабочем напряжении и Кзаи = 1.1 -при испытательном. Для аппаратов на 220 кВ согласно ГОСТ 1516.1-76 действующее значение наибольшего рабочего напряжения равно 252 кВ, а испытательного напряжения 470 кВ. С целью облегчить работы по наложению изоляции на обмотки выполняем ее двухступенчатой, т. е. часть изоляции будет намотана на первичную обмотку, а часть - на вторичную. Расчет ведем при наименьшем радиусе поперечного се- чения обмоток, т. е. при г = 40 мм. Принимаем Ег = 4: кВ/мм; наибольшее ра-бочее фазное напряжение составляет 252/j/ 3 ?w 146 кВ. По формуле (8-За) определяем наружный радиус изоляции, намотанной на первичную обмотку, помня, что на каждую ступень изоляции приходится половина приложенного напряжения, т. е. 146 : 2 = 73 кВ: /? = 40ехр-Ь1 = 40.1.69 = 67.6 мм. 40-4 Толщина изоляции Л = - г = 67.6 - 40 = 27.6 мм. Такую же толщину принимаем и для изоляции, намотанной на вторичную обмотку. Определив толщину изоляции, следует сравнить зависимость напряженности поля для различных длин силовых трубок в масле с кривой электрической прочности трансформаторного масла. Для этого на график действующего значения электрической прочности трансформаторного масла (кривая 3 на рис. 8-16) наносим зависимость действующего значения напряженности электрического поля в масле бумажно-масляной изоляции для различных /м в соответствии с (8-4). При определении Ем принимаем Bj, = 2.2; £(5 = 2,5 и Д = 27 мм. Следует помнить, что в (8-4) при двухступенчатой изоляции = 2Д. Коэффициент запаса по испытательному напряжению принимаем /fsan = 1.1- Тогда, подставляя выбранные величины в формулу (8-4), для ряда значений получим кривую / (см. рис. 8-16). Так как напряженность поля в масле бумажно-масляной изоляции (кривая /) для всех получилась больше электрической прочности масла (кривая 3), то произойдет пробой на участке в масле. Поэтому уменьшаем напряженность в бумажной части изоляции до 2,5 кВ/мм и по (8-За) вновь определяем R = 40exp-g = 92,8 мм. Толщина изоляции А - R - г - 92,8 - 40 = 52,8 мм. По формуле (8-4) снова строим кривую напряженности участка в масле при новом значении Д (кривая 2). Поскольку кривая 2 идет ниже кривой 3, то разряд при испытательном напряжении развиваться не будет. Бумажно-масляная изоляция конденсаторного типа (БМИК). Выше было показано влияние неоднородности электрического поля в чисто бумажно-масляной изоляции Б радиальном направлении. В конструкциях с бумажно-масляной изоляцией может быть, кроме того, и продольная (аксиальная) неоднородность поля. Поэтому при создании реальных конструкций ТТ приходится увеличивать толщину изоляции, а тем самым и габариты всего ТТ. Это очень осложняет конструирование ТТ на более высокие классы напряжения. Наиболее однородные поля в радиальном и аксиальном направлении можно получить искусственным регулированием электрического поля. Для выравнивания поля в толщу бумажно-масляной изоляции закладываются проводящие или полупроводящие обкладки. Таким образом, толща бумажно-масляной изоляции разделяется на ряд изолирующих слоев, между которыми имеются проводящие (или полупроводящие) обкладки. Каждая пара об-
|