Рис. 8-19, К

расчету защиты

ступенчатой

I io

-1-й подслой \0

влениях. Поле, опасное с точки зрения ионизации, разделенное на п более тонких частей, согласно формулам (8-5) и (8-6) -2-й подслой обеспечивает более высокое начальное напряжение ионизации.

Как и при всякой другой vo защите, при ступенчатой за-

щите конденсаторной изоляции справедливо правило, что внешние обкладки оказываются электрически перегруженными по сравнению с . внутренними обкладками; Рассчитать неравномерность распределения напряжения в ступенчатой разделке легче всего, пользуясь расчетом емкости по принципу шаг за шагом .

Предположим для простоты, что поле между манжетами в ступенчатой защите является плоскопараллельным, так как в цилиндрической изоляции толщина промежуточного слоя, разделенного манжетами, мала по сравнению с радиусом этого слоя. Такое допущение позволяет определять емкость между манжетами как емкость плоского конденсатора. Примем на электрической схеме ступенчатой защиты (рис. 8-19) следующие обозначения: 1 - длина геометрического перекрытия одной манжеты другою, см; 1х - длина выступающей части манжеты, см; С = KFJAc - собственная емкость между парой обкладок подслоя х площадью F, Ф; Fx= rJx - площадь перекрытия манжет, см ; Ас - расстояние между манжетами, см; - средний радиус подслоя X, см; К = 8,84 10 - диэлектрическая проницаемость пустоты, Ф/см; Е - относительная диэлектрическая проницаемость данной изоляции; Сд = Ke.SJ{xAc) - паразитная емкость между выступающей частью манжеты и основной обкладкой А, Ф; Sx = ГхГх - площадь выступающей части манжеты, см ; х - порядковый номер подслоя, считая от обкладки А; х = 1 п. Длины 1х и Гх подбираются таким образом, что го/о = rJi =

= : ~ Гх1х == ... = Гп1п и Го/о = nli = ... = Гх1х = ... =

= Гп1п- Иногда длина манжет принимается одной и той же для всех подслоев, т. е. /о + 6 = + Il = ... = U In = const. Длина выступающей части манжеты Ix практически одна и та же для всех подслоев, т. е. она равна 1/п-й части расстояния между

торцами основных обкладок А и В, равного Х1 i- Толщина под-

СЛОЯ Дс = А/п принимается одной и той же для всех подслоев. Тогда для схемы рис. 8-19 получим:

емкость первого подслоя между основной конденсаторной обкладкой А и манжетой 1

Ci = С + С ;

емкость двух первых слоев

. C + Ci 2

емкость трех первых слоев

з- с + Сг Т 3 емкость четырех слоев . .

С4 =

емкость (в фарадах) всего устройства (при 5 подслоях)

общий поток электрического смещения (в кулонах)

где t/д - напряжение, приходящееся на данный слой изоляции, т. е. между обкладками Л и Б, кВ;

разность потенциалов (в киловольтах) на последнем (5-м) I подслое, т. е. между манжетой 4 и обкладкой В,

I [/, = -=[/д-1. (8-7)

Если бы напряжение распределялось равномерно между всеми пятью подслоями, то на последнем подслое была бы разность потенциалов

Отсюда коэффициент неравномерности распределения между , отдельными подслоями

нер - {/ ~ C-fCa

При числе подслоев п формулы (8-7) и (8-7а) примут вид

= --#тат (8-8)

пСп-1 309

в работе [62] приведена формула коэффициента неравномерности при ступенчатой защите с одинаковой длиной обкладок и уступов 1[ и одинаковой толщиной подслоев

+ ( -!)/; нер- г + о,5(п-1)г1

Напряжение f/ на последнем, наиболее нагруженном подслое п, прилегающем к обкладке В, должно быть меньше напряжения начала ионизации у края обкладки.

Зависимость напряженности начала ионизации (в киловольтах на миллиметр) от толщины подслоя Дс (в миллиметрах) может быть представлена эмпирическими формулами [27]:

для ленточной изоляции из кабельной бумаги толщиной 120 мкм

£ =10(Дс)- -5 ;

для листовой конденсаторной изоляции из бумаги КОН-1 толщиной 10 мкм

£ = 5,5(Дс)-°-58.

Зная Е , нетрудно определить и напряжение начала ионизации. Оно будет равно f/ = ЕА. Значение f/ должно быть меньше f/ на п-м подслое.

3. Конусная защита (рис. 8-20) - это своеобразное видоизменение толщинкой защиты. Оно заключается в том, что близ края конденсаторной обкладки производится подмотка изоляционной бумаги, которая образует коническое утолщение под краем обкладки. Таким образом производится утолщение изоляции в области, опасной с точки зрения развития скользящего разряда, в то время как общая толщина изоляции не меняется, т. е. Дё > Дс и, следовательно, увеличивается начальное напряжение ионизации.

Ионизационное напряжение при конусной защите повышается довольно медленно: примерно пропорционально корню квадратному из толщины.

Переход в каждом слое от нормальной толщины к увеличенной под краем обкладки должен быть постепенным, в виде конуса с прямолинейной или криволинейной образующей.

Расчет профилей конусной защиты и электрический расчет даются в литературе по кабельной технике. В конструкциях ТТ конусная защита применяется очень редко.

4. Радиусная защита состоит в том, что края обкладок 1 конденсаторной изоляции снабжаются кольцевым электродом круглого сечения 2 либо кольцом сложного профиля 3 (рис. 8-21). Следовательно, край обкладки является уже не острием, а имеет округлую форму, что снижает Напряжение начальной иони-

Рис. 8-20. Схема конусной защиты 310