عزل التركيبات الكهربائية

ينقسم عزل التركيبات الكهربائية إلى خارجي وداخلي.

بالنسبة للعزل الخارجي ، تشتمل تركيبات الجهد العالي على فجوات عازلة بين الأقطاب (الأسلاك خطوط الكهرباء (خطوط الكهرباء), إطارات التوقيت (RU)، الأجزاء الحية الخارجية الأجهزة الكهربائية الخ) ، حيث دور الرئيسي عازل ينفذ الهواء الجوي. توجد الأقطاب الكهربائية المعزولة على مسافات معينة من بعضها البعض ومن الأرض (أو أجزاء مؤرضة من التركيبات الكهربائية) ويتم تثبيتها في موضع معين بمساعدة العوازل.

يشمل العزل الداخلي عزل لفائف المحولات والآلات الكهربائية ، وعزل الكابلات ، والمكثفات ، والعزل المضغوط للبطانات ، والعزل بين جهات اتصال المفتاح في حالة الإيقاف ، أي العزل ، محكم الإغلاق من البيئة بواسطة غلاف ، غلاف ، خزان ، إلخ. عادة ما يكون العزل الداخلي عبارة عن مزيج من مواد عازلة مختلفة (سائلة وصلبة ، غازية وصلبة).

من الخصائص المهمة للعزل الخارجي قدرته على استعادة قوته الكهربائية بعد إزالة سبب الضرر. ومع ذلك ، فإن القوة العازلة للعزل الخارجي تعتمد على الظروف الجوية: الضغط ودرجة الحرارة والرطوبة. تتأثر القوة العازلة للعوازل الخارجية أيضًا بتلوث السطح وهطول الأمطار.

تقادم خصوصية العزل الداخلي للمعدات الكهربائية ، أي تدهور الخصائص الكهربائية أثناء التشغيل. تسخن الخسائر العازلة من العزل. قد يحدث تسخين مفرط للعزل ، مما يؤدي إلى الانهيار الحراري. تحت تأثير التفريغ الجزئي الذي يحدث في شوائب الغاز ، يتم تدمير العزل وتلوثه بمنتجات التحلل.

انهيار العزل الصلب والمركب - ظاهرة لا رجعة فيها تؤدي إلى إتلاف المعدات الكهربائية. يعد عزل الغازات السائلة والداخلية ذاتي الشفاء ، لكن خصائصه تتدهور. من الضروري المراقبة المستمرة لحالة العزل الداخلي أثناء تشغيله من أجل تحديد العيوب التي تتطور فيه ولمنع التلف الطارئ للمعدات الكهربائية.

العزل الخارجي للتركيبات الكهربائية

في ظل الظروف الجوية العادية ، تكون القوة العازلة لفجوات الهواء منخفضة نسبيًا (في مجال موحد بمسافات بين الأقطاب الكهربائية حوالي 1 سم × 30 كيلو فولت / سم). في معظم منشآت العزل ، عندما يتم تطبيق الجهد العالي ، يكون غير متجانسة للغاية الحقل الكهربائي... القوة الكهربائية في مثل هذه المجالات على مسافة بين الأقطاب الكهربائية من 1 إلى 2 متر هي حوالي 5 كيلو فولت / سم ، وعلى مسافات 10-20 مترًا تنخفض إلى 2.5 - 1.5 كيلو فولت / سم.في هذا الصدد ، تزداد أحجام خطوط النقل العلوية والمفاتيح الكهربائية بسرعة مع زيادة الجهد المقنن.

تُفسر ملاءمة استخدام الخصائص العازلة للهواء في محطات توليد الطاقة ذات فئات الجهد المختلفة من خلال التكلفة المنخفضة والبساطة النسبية لإنشاء العزل ، فضلاً عن قدرة عزل الهواء على استعادة قوة العزل بالكامل بعد إزالة سبب التفريغ. فجوة الفشل.

يتميز العزل الخارجي باعتماد قوة العزل على الظروف الجوية (الضغط p ودرجة الحرارة T والرطوبة المطلقة H للهواء ونوع وشدة الترسيب) ، وكذلك على حالة أسطح العوازل ، أي كمية وخصائص الشوائب عليها. في هذا الصدد ، يتم اختيار فجوات الهواء للحصول على القوة العازلة المطلوبة في ظل مجموعات غير مواتية من الضغط ودرجة الحرارة والرطوبة.

يتم قياس القوة الكهربائية على عوازل التركيب الخارجي في ظل ظروف تتوافق مع آليات مختلفة لعمليات التفريغ ، أي عندما تكون الأسطح عوازل نظيفة وجافة ونظيفة ومبللة بالمطر وقذرة ورطبة. تسمى جهود التفريغ المقاسة في ظل الظروف المحددة بالتفريغ الجاف ، والتفريغ الرطب والأوساخ ، أو جهد تفريغ الرطوبة ، على التوالي.

العازل الرئيسي للعزل الخارجي هو الهواء الجوي - فهو لا يخضع للشيخوخة ، أي بغض النظر عن الفولتية التي تعمل على العزل وأنماط تشغيل الجهاز ، فإن متوسط ​​خصائصه يظل دون تغيير بمرور الوقت.

تنظيم المجالات الكهربائية في العزل الخارجي

مع الحقول غير المتجانسة للغاية في العزل الخارجي ، يمكن تفريغ الهالة عند الأقطاب ذات نصف قطر الانحناء الصغير. يتسبب ظهور الهالة في خسائر إضافية للطاقة وتداخل لاسلكي مكثف. في هذا الصدد ، تعتبر تدابير تقليل درجة عدم تجانس المجالات الكهربائية ذات أهمية كبيرة ، مما يجعل من الممكن الحد من إمكانية تكوين الإكليل ، وكذلك زيادة جهد تصريف العزل الخارجي بشكل طفيف.

يتم تنظيم المجالات الكهربائية في العزل الخارجي بمساعدة الشاشات على تقوية العوازل ، مما يزيد من نصف قطر انحناء الأقطاب الكهربائية ، مما يزيد من جهد التفريغ لفجوات الهواء. تستخدم الموصلات المنقسمة في خطوط النقل العلوية لفئات الجهد العالي.

العزل الداخلي للتركيبات الكهربائية

يشير العزل الداخلي إلى أجزاء من هيكل عازل يكون فيها الوسيط العازل سائلًا أو صلبًا أو غازيًا عازلًا ، أو توليفات منها ، والتي ليس لها اتصال مباشر بهواء الغلاف الجوي.

إن الرغبة أو الضرورة في استخدام العزل الداخلي بدلاً من الهواء المحيط بنا ترجع إلى عدد من الأسباب. أولاً ، تتمتع مواد العزل الداخلي بقوة كهربائية أعلى بشكل ملحوظ (5-10 مرات أو أكثر) ، والتي يمكن أن تقلل بشكل حاد من مسافات العزل بين الأسلاك وتقليل حجم المعدات. هذا مهم من الناحية الاقتصادية. ثانيًا ، تؤدي العناصر الفردية للعزل الداخلي وظيفة التثبيت الميكانيكي للأسلاك ؛ تعمل العوازل السائلة في بعض الحالات على تحسين ظروف التبريد للهيكل بأكمله بشكل كبير.

تتعرض عناصر العزل الداخلي في الهياكل عالية الجهد لأحمال كهربائية وحرارية وميكانيكية قوية أثناء التشغيل. تحت تأثير هذه التأثيرات ، تتدهور الخواص العازلة للكهرباء ، والعزل "يتقادم" ويفقد قوته العازلة.

تعتبر الأحمال الميكانيكية خطرة على العزل الداخلي ، لأن التشققات الدقيقة يمكن أن تظهر في العوازل الصلبة التي تتكون منها ، حيث يحدث بعد ذلك ، تحت تأثير مجال كهربائي قوي ، تصريفات جزئية وسوف تتسارع شيخوخة العزل.

شكل خاص من التأثير الخارجي على العزل الداخلي ناتج عن ملامسة البيئة وإمكانية تلوث ورطوبة العزل في حالة كسر إحكام التثبيت. يؤدي ترطيب العزل إلى انخفاض حاد في مقاومة التسرب وزيادة خسائر العزل الكهربائي.

يجب أن يكون للعزل الداخلي قوة عازلة أعلى من العزل الخارجي ، أي مستوى يتم فيه استبعاد الانهيار تمامًا طوال فترة الخدمة.

تؤدي عدم إمكانية الرجوع في تلف العزل الداخلي إلى تعقيد تراكم البيانات التجريبية لأنواع جديدة من العزل الداخلي ولهياكل العزل الكبيرة المطورة حديثًا لمعدات الجهد العالي والفائق. بعد كل شيء ، لا يمكن اختبار كل قطعة من العزل الكبير والمكلف إلا مرة واحدة.

يجب أن تكون المواد العازلة أيضًا:

• لها خصائص تكنولوجية جيدة ، أي يجب أن تكون مناسبة لعمليات العزل الداخلي عالية الإنتاجية ؛

• يفي بالمتطلبات البيئية ، أييجب ألا تحتوي أو تشكل منتجات سامة أثناء التشغيل ، وبعد استخدام المورد بالكامل ، يجب أن تخضع للمعالجة أو التدمير دون تلويث البيئة ؛

• ألا تكون نادرًا وأن يكون لديك مثل هذا السعر بحيث يكون هيكل العزل قابلاً للتطبيق اقتصاديًا.

في بعض الحالات ، يمكن إضافة متطلبات أخرى إلى المتطلبات المذكورة أعلاه بسبب تفاصيل نوع معين من المعدات. على سبيل المثال ، يجب أن تحتوي مواد مكثفات الطاقة على ثابت عازل متزايد ، ومواد لغرف التبديل - مقاومة عالية للصدمات الحرارية والأقواس الكهربائية.

سنوات عديدة من الممارسة في إنشاء وتشغيل مختلف معدات عالية الجهد يوضح أنه في كثير من الحالات يتم تلبية مجموعة المتطلبات بالكامل على أفضل وجه عند استخدام مزيج من عدة مواد في تكوين العزل الداخلي ، يكمل كل منهما الآخر ويؤدي وظائف مختلفة قليلاً.

وبالتالي ، فإن المواد العازلة الصلبة فقط هي التي توفر القوة الميكانيكية للهيكل العازل. عادة ما يكون لديهم أعلى قوة عازلة. يمكن للأجزاء المصنوعة من عازل كهربائي صلب ذو قوة ميكانيكية عالية أن تعمل كمرساة ميكانيكية للأسلاك.

إستعمال عوازل سائلة يسمح في بعض الحالات بتحسين ظروف التبريد بشكل كبير بسبب الدوران الطبيعي أو القسري للسائل العازل.