Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 1 (3-е изд., 1986) (1152095), страница 27
Текст из файла (страница 27)
стоажюм напряженна й 332 Прииэнзниз газов в качестве электрической изоляции 3.12. ПРИМЕНЕНИЕ ГАЗОВ В КАЧЕСТВЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОИ ИЗОЛЯЦИИ Теиерированне, преобразование, передача и распределение электроэнергии пока производятся с помощью электроустановок, которые находятся в среде окружающего их атмосфер.
.ного воздуха, поэтому воздух пока самый распространенный из газообразных 'диэлектриков. Однако проблема повышения напряжения в настоящее время. остается актуальной. В этих условиях низкая электрическая прочность воздуха является серьезным препятствием к дальнейпгему развитию высоковольтной электротехники. Поэтому уже давно существует тенденция к замене воздушной изоляции атмосферного давления более прочной газовой изоляцией путем размещения всех элементов электрооборудования или ее части в 'металлических оболочках, загюлненных сжатыми газами, в особенности высокопрочнымн.
При применении гааов с повышенной электрической прочностью, например элегаза, для создания необходимой црочности требуется более низкое давление— ярнмерно 0,4 МПа, а при применении азота, ие обладающего этим свойством,— более высокое давление, примерно 2 МПа. Одяако следует иметь в виду, что выбор газа для тех или иных целей определяется ие только его электрической прочностью, но и совокупностью целого ряда других свойств, в том числе его охлаждшошей и дугогаснщей способносп о, стоимостью и т. и.
Как уже отмечалось в $3.1, способность иехоторых газов полностью восстанавливать свою электричесггую прочность после дугового разряда широко используется в воздушных и злегазоных выключателях. Влегаз обладает не только более высокой электрической прочноспю, ие и существенно более высокой дугогасяшей способностью, чем воздух. Таким образом„ в элегазовых выключателях удачно сочетаются два основных свойства газа, необходимые для создания простых и экономичных выключателей.
Наряду с широким использованием элегааовых выключателей за рубежом, а также в Советском Союзе 1гарастаклцими темпами идет внедрение элегазовых распределительных устройств, в которые наряду с выключателем входят разъединители, короткозамыкатели, трансформаторы тока и напряжения. В зтих аппаратах используется вся гамча ценных свойств элегаза, о которой подробно сказано в-$3.6. В последнее время как за рубежом, так и в Советском Союзе иамепшась тевлеицкя ирактического использования элегаза в высоковольтных кабелях. созданы опытные образцы. За рубежом находятся и эксплуатации кабели длиной несколько сотен метров. В этом виде злектрооборудования'вместе с другими ценными свойствами элегааа используется его более высокая, чем азота, теплопередаюшая способность.
В кабеле преобладает теплопередача путем коивекпии, а ее эффективность сущест'венно зависит от плотности среды и ее удель. ной теплоемкости. Роль конвективного типа теплопередачя увеличивается с увеличением ширины газовой прослойкн, поэтому коэффициент кратности обмена — отвошение коэффициентов теплопередачи одной среды к другой — может существенно меняться в зависимосги от ширины и геометрии прослойки, череа которую происходит тенлообмен.
В трансформаторах с его узкими каналами между катушками и слоями обмоток коэффициент кратности теплообмеиа элегазз по отношению к воздуху иебольшой— примерно 1,2, в то время как з широких циливдрических прослойках, свойственных кабелям, он может достигать 1,5 и более.
Лучшей теплопередающей средой, чем элегаз, является газ Сера. Однако его температура кипения равна — 38'С н область его применения в наружных.установках в Советском Союзе весьма ограничена. Кроме того, он существенно дороже элегаза, а его необходимое количество в кабелях очень велико. В связи с тем, что стоимость алагеза в кабелях составляет существенную долю в его полной стоимости, иыеется тенденция заполиенкя кабеля не чистым элегазом, а его смесью с азотом, который намного дешевле злегаза. В й 3.7 отмечалось, что уже небольшие добавки злегааа к азоту заметно повышают его электрическую прочность Однако надо иметь н аиду, что такая добавка отнюдь не ведет к заметному увеличению охлаждающей способности азота.
Преимуществами элегазового кабеля по сравнению с бумажно-масляным являютсн: малые электрическая емкость и диэлектрические потери, хорошее охлахкдеине. Указанные свойства позволяют передавать по таким линиям очень большие мощности. Конструктивно элегазовый кабель представляет собой металлическую оболочку, в которой при помощи элекгроиаолиционных распорок укреплена проводящая жила. В последнее время были разработаны гибкие элегазовые кабели с гофрированной оболочкой, что существенно повышает их конкурентоспособность. В силовых трансформаторах интенсивность охлаждения играет определяющую роль даже при небольшой их мгхцности, Как отмечалщь выше, применение в трансформаторах элегаза не приводят к существенному повьппению интенсивности охлаждения по сравнению с воздушным и тем более по сравнению с масляным.
Поэтому элегазовые трансформаторы пока не нашли широкого применения. Они используются в ряде случаев вместо воздушных, когдз предъявляются особые требования пожаро- безопасности. Такие трансформаторы эксплуатируются в небольшом количестве в Японии.
Одним из зоаможиых направлений интенсификации охлаждения в трансформаторах является применение принудительной циркуляции элегаза. В таком типе охлаждения его интенсивность сущесгяеииым образом зависит гт численного аиачеиия массовой скорости, т. е. произведения гшотности газа не скорость его циркуляции. благодаря большой плотности злегаза необходимое значение этой величины досгкгается при относительно небольших скоростях.
Так как мощность, расходуемая иа ождаиие необходимой скорости циркуляции газа, пропорциональна квадрату ее значения, то преимущество злегаза с ыо большой плотностью по сравнению, например, с азотом весьма существенно. Вместе с тем следует Жидкие диэлектрики РАЗДЕЛ 4 ЖИДКИ Е Д И Эл ЕКТР И К И Д. С. Варшавский„Г. Д. Головино иметь в виду, что примеыение нрпнудительной циркуляции усложняет конструнцпю трансй рматара и снижает ыадежиость его работы. дельные образцы таких трансформаторов были созданы н США.
Независимость диэлектрической проницаемасти азота, метаха и других газов от частоты напряжения в очень широккх пределах ее изменения, а также неизменность диэлектрической проницаемости при постоянной плотности газа при изменении температуры иптользуются в эталонных (иамерительных) конденсаторах. Фактор малых диэлектрических потерь газов прв высоних частотах испалмуется при создании высокочастотных конденсаторов. Водород, имеющий весьма высокий коэффициент теплопроводностн, несмотря иа мень!иую электрическую прочность по сравнению с воздухом, используется в качестве электроизоляциоииой и охлаждающей среды з крупных турбогенераторах. Применение водорода в этом случае привалит к сныжению вентиляционных потерь п потерь на трение о газ примерно в 10 рав по сравнению с потерямн при применении воздуха и, следовательно, заметно повышает КПД генератора.
Одновремеяно при этом происходит снижение вентиле!ионных шумов гь что особенно важно, удлиняется срок службы твердой изолшши !енцратора вследствие отсутствия процессов окисления и образования азотнстык соединений. Инертные газы: аргон, неон, гелий и др.— ипользуются в основном в технике слабых 4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Жидкие диэлектрики можно классифицировать по различным признакам. 1, Но хпыической природе: а) нефтяные масла; б) синтетические жидкости (хлорнрованные и фторированные углеводороды, кремний- нлн фтороргвническне жидкости, рвзличрого рода производные на ароматической основе, сложные эфиры различных типов, полиизобутилены). П.
По специфике применения для! а) трансформаторов, б) выкмочателей и коктвкторных устройств регулирования напряжения под нагрузкой; в) конденсаторов; г) кабелей; д) систем циркуляцпанного охлаждения и изоляции установок высокого напряжения П1. По верхнему пределу допустимой рабочей температуры: а) до 70'С (нефтяные масла в конденсаторах); б) до 06 С (нефтяные масла в трансформаторах, хлорированыые углеводороды в конденсаторах); в) до !36'С (некоторые синтетические и хлорироваиные углеводороды, некоторые эфиры кремниевой, токов.
Аргон, обладакпций малой теплопроводностью, а также инертностью к твердым материалам применяется в газатронах и тиратроиах, а также в гаэонаполненных фотоэлементах. Неон используется в газонаполненных разрядниках для аашиты приборов в цепи слабого тока, например телеграфа от случайных перенапряжений, вызванных грозонымп разрядами.
Газоразрядные приборы также используются во многих импульсных злектрнческих схемах. В высоковольтной технике инертные газы, например гелий, иногда могут использоватьтя квк добавка к пысокопрочным сжатым газам для повышения нх дугогасительной способности. Широко известно использование янертных газов в газосветыых трубках. !. Дянаев Н. А. Эясхтропяяз, Мл Гостзхнздзт.
!966. 669 с. 2. Мпв Дж. м Крзгс Дж. Электрический пробой в гзззхуПср. с звгях Под ров. В. С. Комсязкозз, м.г изд-во аясстр. лят.. !960. 665 с. 3. тсхвгжз змсохях яяпряжсмяй/Пся сбжсй рзд, Д. В. Рззевягз. Мс Эвзргвя. 1976 668 с. з. Нозтз. А. Й. Ковструхпхя я рзсчст зязгззовмх зппзрзтоз носового яяиряхссявя.
Лз Эвсргвя, !979. 222 с. 6. Сзввкоз Н. Н. Эязхтропзояясяя в рззрзд з вакууме. М.: Атомяздзт, !972. ЭМ с. б, Аязясзшчгсв Г. Н., Нввяов П. Л. Изоязпяя злсктрмчзсхяк зяпзрзтоз высокого взпряжзввз. Лх Эязргсжтомижгзт, 1966. 207 с фосфорной, органической кислот, полиорганосилоксаны); г) до 200'С (некоторые типы фторуглеродов, хлор(фтор) органосилоксаны(; д) до 250'С (полнфеиилэфиры и специальные полиоргаыосилоксаиы). Классификация по верхнему пределу допустимой температуры зависит также от особенностей эксплуатации нгилкого диэлектрика и требуемого срока службы.
1У. По степени горючести: а) горючие; б) негорючие. Конкретные требования к жидкому диэлектрику определяются конструкцией и усы!виями ырименения оборудования, в катаром он применяется, степенью зкологической опасности, Общие требования можно сформулировать следующим образом; 1) высокая электрическая прочность, 2) высокое р, 3) низю!й 1й 6, 4) высокая стабильность в условиях эксплуатации, хранения и технологической обработки, 5) высокая стойкость к воздействию электрического н тепловою полей, 6) высокач стойкость против окисления, 7) определенное значение е, с учетам особенностей электроизоляцианной конструкции, 8) совместимость с Оснознам свойство электроизолчционных костей врнменяемымн матерналамн, 9) пожаробез- опасность, 10) экономичность, 1Ц экологнче- гхая безопасность, 12) низкая вязкость в диа- пазоне рабочнх температур.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
