Izolace elektroinstalace

Izolace elektroinstalace se dělí na vnější a vnitřní.

K vnější izolaci zahrnují vysokonapěťové instalace izolační mezery mezi elektrodami (dráty elektrické vedení (elektrické vedení), rozvodové pneumatiky (RU), vnější živé části elektrické spotřebiče atd.), v nichž roli hl dielektrikum provádí atmosférický vzduch. Izolované elektrody jsou umístěny v určitých vzdálenostech od sebe a od země (nebo uzemněných částí elektrických instalací) a jsou upevněny v určité poloze pomocí izolátorů.

K vnitřní izolaci patří izolace vinutí transformátorů a elektrických strojů, izolace kabelů, kondenzátorů, zhutněná izolace průchodek, izolace mezi kontakty spínače ve vypnutém stavu, tzn. izolace, hermeticky uzavřená od okolí pláštěm, pláštěm, nádrží atd. Vnitřní izolace je obvykle kombinací různých dielektrik (kapalné a pevné, plynné a pevné).

Důležitou vlastností vnější izolace je její schopnost obnovit svou elektrickou pevnost po odstranění příčiny poškození. Dielektrická pevnost vnější izolace však závisí na atmosférických podmínkách: tlaku, teplotě a vlhkosti. Dielektrická pevnost vnějších izolátorů je také ovlivněna povrchovou kontaminací a srážkami.

Zvláštností vnitřní izolace elektrických zařízení je stárnutí, tzn. zhoršení elektrických charakteristik během provozu. Dielektrické ztráty zahřívají izolaci. Může dojít k nadměrnému zahřívání izolace, což vede k tepelnému průrazu. Pod vlivem částečných výbojů vyskytujících se v plynových inkluzích je izolace zničena a kontaminována produkty rozkladu.

Porušení pevné a kompozitní izolace — nevratný jev vedoucí k poškození elektrického zařízení. Kapalná a vnitřní plynová izolace je samoopravná, ale její vlastnosti se zhoršují. Je nutné neustále sledovat stav vnitřní izolace během jejího provozu, aby se zjistily závady, které se v ní vyvíjejí, a aby se předešlo havarijnímu poškození elektrického zařízení.

Vnější izolace elektroinstalace

Za normálních atmosférických podmínek je dielektrická pevnost vzduchových mezer relativně nízká (v rovnoměrném poli s mezielektrodovými vzdálenostmi asi 1 cm ≤ 30 kV / cm). Ve většině izolačních konstrukcí při použití vysokého napětí vysoce nehomogenní elektrické pole… Elektrická síla v takových polích ve vzdálenosti mezi elektrodami 1–2 m je přibližně 5 kV/cm a ve vzdálenostech 10–20 m klesá na 2,5–1,5 kV/cm.V tomto ohledu se velikost nadzemních přenosových vedení a rozváděčů rychle zvětšuje s rostoucím jmenovitým napětím.

Účelnost využití dielektrických vlastností vzduchu v elektrárnách s různými napěťovými třídami je vysvětlena nižší cenou a relativní jednoduchostí vytvoření izolace a také schopností vzduchové izolace plně obnovit dielektrickou pevnost po odstranění příčiny výboje. porucha mezery.

Vnější izolace je charakterizována závislostí dielektrické pevnosti na povětrnostních podmínkách (tlak p, teplota T, absolutní vlhkost vzduchu H, druh a intenzita srážek), jakož i na stavu povrchů izolantů, tzn. množství a vlastnosti nečistot na nich. V tomto ohledu jsou vzduchové mezery voleny tak, aby měly požadovanou dielektrickou pevnost za nepříznivých kombinací tlaku, teploty a vlhkosti.

Elektrická pevnost na izolátorech venkovní instalace se měří za podmínek odpovídajících různým mechanismům výbojových procesů, jmenovitě když povrchy izolanty čisté a suché, čisté a mokré deštěm, špinavé a vlhké. Výbojová napětí měřená za specifikovaných podmínek se nazývají suchý výboj, mokrý výboj a nečistota, respektive vlhkostní výboj.

Hlavním dielektrikem vnější izolace je atmosférický vzduch — nepodléhá stárnutí, tzn. bez ohledu na napětí působící na izolaci a provozní režimy zařízení zůstávají jeho průměrné charakteristiky v průběhu času nezměněny.

Regulace elektrických polí ve vnější izolaci

Při vysoce nehomogenních polích ve vnější izolaci je možný korónový výboj u elektrod s malým poloměrem zakřivení. Vzhled koróny způsobuje další energetické ztráty a intenzivní rádiové rušení. V tomto ohledu mají velký význam opatření ke snížení stupně nehomogenity elektrických polí, která umožňují omezit možnost tvorby koróny a také mírně zvýšit vybíjecí napětí vnější izolace.

Regulace elektrických polí ve vnější izolaci se provádí pomocí clon na výztuži izolátorů, které zvětšují poloměr zakřivení elektrod, čímž se zvyšují výbojová napětí vzduchových mezer. Dělené vodiče se používají na nadzemních přenosových vedeních tříd vysokého napětí.

Vnitřní izolace elektroinstalací

Vnitřní izolace označuje části izolační konstrukce, ve kterých je izolačním médiem kapalné, pevné nebo plynné dielektrikum nebo jejich kombinace, které nejsou v přímém kontaktu s atmosférickým vzduchem.

Potřeba nebo nutnost použití vnitřní izolace spíše než vzduch kolem nás je způsobena řadou důvodů. Za prvé, vnitřní izolační materiály mají výrazně vyšší elektrickou pevnost (5-10krát nebo více), což může výrazně snížit izolační vzdálenosti mezi vodiči a zmenšit velikost zařízení. To je důležité z ekonomického hlediska. Za druhé, jednotlivé prvky vnitřní izolace plní funkci mechanického upevnění vodičů; kapalná dielektrika v některých případech výrazně zlepšují podmínky chlazení celé konstrukce.

Vnitřní izolační prvky ve vysokonapěťových konstrukcích jsou během provozu vystaveny silnému elektrickému, tepelnému a mechanickému zatížení. Vlivem těchto vlivů se zhoršují dielektrické vlastnosti izolace, izolace "stárne" a ztrácí svou dielektrickou pevnost.

Pro vnitřní izolaci je nebezpečné mechanické zatížení, protože v pevných dielektrikách, které ji tvoří, mohou vzniknout mikrotrhliny, kde pak vlivem silného elektrického pole dochází k částečným výbojům a urychluje se stárnutí izolace.

Zvláštní formu vnějšího vlivu na vnitřní izolaci způsobují kontakty s okolím a možnost znečištění a vlhkosti izolace v případě porušení hermetičnosti instalace. Smáčení izolace vede k prudkému poklesu svodového odporu a ke zvýšení dielektrických ztrát.

Vnitřní izolace musí mít vyšší dielektrickou pevnost než vnější izolace, tj. úroveň, při které je průraz zcela vyloučen po celou dobu životnosti.

Nevratnost poškození vnitřní izolace značně komplikuje shromažďování experimentálních dat pro nové typy vnitřních izolací a pro nově vyvinuté velké izolační konstrukce zařízení vysokého a ultravysokého napětí. Koneckonců, každý kus velké drahé izolace může být testován na selhání pouze jednou.

Dielektrické materiály musí také:

• mají dobré technologické vlastnosti, tzn. musí být vhodné pro vysoce výkonné procesy vnitřní izolace;

• splňují ekologické požadavky, tzn.během provozu nesmí obsahovat ani tvořit toxické produkty a po vyčerpání celého zdroje musí projít zpracováním nebo zničením bez znečištění životního prostředí;

• nebýt vzácností a mít takovou cenu, aby byla izolační struktura ekonomicky životaschopná.

V některých případech mohou být k výše uvedeným požadavkům přidány další požadavky z důvodu specifik konkrétního typu zařízení. Například materiály pro výkonové kondenzátory musí mít zvýšenou dielektrickou konstantu, materiály pro spínací komory vysokou odolnost proti tepelným šokům a elektrickým obloukům.

Dlouholetá praxe v tvorbě a provozu různých vysokonapěťová zařízení ukazuje, že v mnoha případech je celý soubor požadavků nejlépe splněn, když je ve skladbě vnitřní izolace použita kombinace více materiálů, které se vzájemně doplňují a plní mírně odlišné funkce.

Mechanickou pevnost izolační struktury tedy zajišťují pouze pevné dielektrické materiály. Obvykle mají nejvyšší dielektrickou pevnost. Části vyrobené z pevného dielektrika s vysokou mechanickou pevností mohou fungovat jako mechanická kotva pro dráty.

Používání kapalná dielektrika umožňuje v některých případech výrazně zlepšit podmínky chlazení díky přirozené nebo nucené cirkulaci izolační kapaliny.