Главная >  Измерительный преобразователь тока 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 [ 100 ] 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138


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-



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 [ 100 ] 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138