電気設備の絶縁

電気設備の絶縁は外部絶縁と内部絶縁に分けられます。

高電圧設備の外部絶縁には、電極 (ワイヤー) 間の絶縁ギャップが含まれます。 電力線（電力線）, タイミングタイヤ(RU)、外部充電部 電気製品 など）、その中での主な役割は、 誘電 大気中の空気を供給します。絶縁された電極は、相互および地面（または電気設備の接地部分）から一定の距離を置いて配置され、絶縁体の助けを借りて特定の位置に固定されます。

内部絶縁には、変圧器や電気機械の巻線の絶縁、ケーブル、コンデンサの絶縁、ブッシュの圧縮絶縁、オフ状態のスイッチの接点間の絶縁が含まれます。ケーシング、ケーシング、タンクなどによって環境から密閉された断熱材。内部絶縁は通常、異なる誘電体 (液体と固体、気体と固体) の組み合わせです。

外部絶縁の重要な特性は、損傷の原因を除去した後にその耐電圧を回復する能力です。ただし、外部絶縁体の絶縁耐力は、圧力、温度、湿度などの大気条件に依存します。外部絶縁体の絶縁耐力は、表面の汚染や析出によっても影響されます。

電気機器の内部絶縁の特性は経年劣化です。動作中に電気的特性が劣化することがあります。誘電損失により絶縁体が加熱されます。断熱材が過度に加熱され、熱破壊につながる可能性があります。ガス含有物内で発生する部分放電の影響により、絶縁体が破壊され、分解生成物で汚染されます。

固体および複合絶縁体の破壊 - 電気機器の損傷につながる不可逆的な現象。液体および内部ガス絶縁物は自己修復しますが、その特性は劣化します。内部絶縁に発生した欠陥を特定し、電気機器の緊急損傷を防ぐために、動作中に内部絶縁の状態を常に監視する必要があります。

電気設備の外部絶縁

通常の大気条件下では、エアギャップの絶縁耐力は比較的低くなります（電極間距離が約 1 cm ≤ 30 kV / cm の均一な電界において）。ほとんどの絶縁構造では、高電圧が印加されると、非常に不均一になります。 電界…このような場の電界強度は、電極間の距離が1〜2 mの場合は約5 kV / cmですが、10〜20 mの距離では2.5〜1.5 kV / cmに低下します。この点において、架空送電線や開閉装置のサイズは、定格電圧の増加に伴って急速に増大します。

さまざまな電圧クラスの発電所で空気の誘電特性を使用することの利点は、絶縁体を作成するコストが低く比較的簡単であること、および放電の原因を除去した後に空気絶縁体が絶縁耐力を完全に回復できることによって説明されます。ギャップ失敗。

外部絶縁は、絶縁耐力が気象条件 (圧力 p、温度 T、空気の絶対湿度 H、降水量の種類と強度)、および絶縁体の表面の状態 (つまり、絶縁体) に依存することによって特徴付けられます。それらの不純物の量と性質。この点に関して、エアギャップは、圧力、温度、湿度の好ましくない組み合わせの下で必要な絶縁耐力を有するように選択されます。

屋外設置の絶縁体の耐電圧強度は、放電プロセスのさまざまなメカニズムに対応する条件下で測定されます。 絶縁体 清潔で乾燥している、清潔で雨に濡れている、汚れていて湿っている。規定の条件下で測定された放電電圧を、それぞれドライ放電、ウェット放電、ダートまたは湿気放電電圧と呼びます。

外部絶縁体の主な誘電体は大気です。経年変化の影響を受けません。絶縁体に作用する電圧や機器の動作モードに関係なく、その平均特性は時間が経っても変化しません。

外部絶縁における電界の制御

外部絶縁体内の電界が非常に不均一であるため、曲率半径が小さい電極でコロナ放電が発生する可能性があります。コロナの出現により、さらなるエネルギー損失と激しい無線干渉が発生します。この点で、電界の不均一性の程度を軽減する対策が非常に重要であり、これによりコロナ形成の可能性を制限し、外部絶縁体の放電電圧をわずかに高めることが可能になります。

外側絶縁体の電界の制御は、絶縁体の補強上のスクリーンの助けを借りて実行され、これにより電極の曲率半径が増加し、エアギャップの放電電圧が増加します。分割導体は高電圧クラスの架空送電線に使用されます。

電気設備の内部絶縁

内部絶縁とは、絶縁媒体が液体、固体、または気体の誘電体、またはそれらの組み合わせである、大気と直接接触しない絶縁構造の部分を指します。

私たちの周囲の空気ではなく内部断熱材を使用することが望ましい、または必要である理由は数多くあります。まず、内部絶縁材の耐電圧強度が大幅に高く（5～10倍以上）、ワイヤ間の絶縁距離を大幅に短縮し、機器のサイズを縮小できます。これは経済的な観点から見て重要です。第二に、内部絶縁体の個々の要素は、ワイヤを機械的に固定する機能を実行します。場合によっては、液体誘電体が構造全体の冷却状態を大幅に改善します。

高電圧構造の内部絶縁要素は、動作中に強い電気的、熱的、機械的負荷にさらされます。これらの影響により、絶縁体の誘電特性が劣化し、絶縁体が「劣化」して絶縁耐力が失われます。

内部絶縁体を構成する固体誘電体に微小亀裂が発生する可能性があり、強い電界の影響下で部分放電が発生し、絶縁体の劣化が加速するため、機械的負荷は内部絶縁体にとって危険です。

内部断熱材に対する特別な形の外部影響は、環境との接触、および設備の気密性が壊れた場合の断熱材の汚染や湿気の可能性によって引き起こされます。絶縁体が濡れると、漏れ抵抗が急激に低下し、誘電損失が増加します。

内部絶縁体は外部絶縁体よりも高い絶縁耐力、つまり耐用年数全体にわたって絶縁破壊が完全に排除されるレベルを備えている必要があります。

内部絶縁の損傷が不可逆的であるため、新しいタイプの内部絶縁や、高電圧および超高電圧機器の新しく開発された大型絶縁構造に関する実験データの蓄積が非常に困難になります。結局のところ、大型で高価な断熱材の各部分の故障テストは 1 回しかできません。

誘電体材料は次のことも行う必要があります。

• 優れた技術的特性を持っています。高スループットの内部分離プロセスに適している必要があります。

• 環境要件を満たす、つまり操業中に有毒な生成物を含んだり形成したりしてはならず、資源全体を使い果たした後は、環境を汚染することなく処理または破壊を受けなければなりません。

• 希少ではなく、絶縁構造が経済的に実行可能な価格であること。

場合によっては、特定のタイプの機器の仕様により、上記の要件に他の要件が追加される場合があります。たとえば、パワーコンデンサの材料は誘電率を高め、スイッチングチャンバーの材料は熱衝撃や電気アークに対する高い耐性を持たなければなりません。

さまざまなサービスの作成と運用における長年の実践 高電圧機器 は、多くの場合、内部断熱材の組成に複数の材料を組み合わせて使用​​し、相互に補完し、わずかに異なる機能を実行するときに、一連の要件が最もよく満たされることを示しています。

したがって、固体の誘電体材料のみが絶縁構造の機械的強度を提供します。通常、それらは最も高い絶縁耐力を持っています。機械的強度の高い固体誘電体で作られた部品は、ワイヤの機械的アンカーとして機能します。

使用法 液体誘電体 場合によっては、絶縁液体の自然循環または強制循環により、冷却条件を大幅に改善することができます。