3.3.4. Високовольтні вводи
При напрузі вище 35 кВ
застосовуються вводи з олибар’єрною, паперово-бакелітовою й конденсаторною
паперово-масляною внутрішньою ізоляцією. Зовнішньою ізоляцією таких вводів є
порцелянові покришки. Останнім часом для комплектних розподільних пристроїв
випускаються вводи з елегазовою ізоляцією на напругу 110...220 кВ.
Оливобар’єрні вводи (ОБВ). ОБВ є застарілими конструкціями й застосовуються в енергетичних
установках на напругу до 400 кВ. Конструктивне виконання вводів із
оливобар’єрною ізоляцією показане на рис. 3.16.
Основною ізоляцією таких вводів є трансформаторне
масло, у якому між струмоведучим стрижнем і фланцем розташовані
паперово-бакелітові циліндри з конденсаторними обкладками з мідної або
алюмінієвої фольги товщиною 0,01...0,015 мм, з паперовим покриттям товщиною до
3...5 мм. Застосування конденсаторних обкладок дозволяє вирівнювати поле як у
радіальному, так й в аксіальному напрямках при відповідному законі зміни
довжини й радіуса обкладок. Ізоляційні циліндри кріпляться за допомогою
дистанційних розпірок з дерева (червоного бука) або пластмаси. Трансформаторне
масло, циркулюючи в кільцевих зазорах (товщиною 2...5 см) між бар'єрами,
прохолоджує струмоведучий стрижень і сприяє відводу тепла від ізоляційних
перегородок.
Ввід оснащений розширювачем і покажчиком рівня масла. ОБВ
відрізняються високою надійністю, але мають більші габарити через відносно
більші масляні зазори між циліндричними бар'єрами [1]. Залежно від товщини
масляного каналу й розмірів конденсаторних обкладок припустимі напруженості в
оливі не повинні перевищувати 40...65 кВ/см.
Діаметр струмоведучого стрижня (труби) і його перетин
повинні забезпечити необхідну величину максимальної напруженості на стрижні (Еmax £ Едоп)
і пропущення струму заданої величини з урахуванням припустимої щільності
струму.
Ввід конденсаторного типу. Застосування в вводах оливобар’єрної ізоляції дало можливість підвищити
їхню електричну міцність, але габарити вводу залишаються значними, що істотно
утруднює їхнє використання при напрузі 220...500 кВ і вище. Тому на вищих
класах напруги застосовуються технічно більше зроблені вводи конденсаторного
типу, до яких ставляться паперово-бакелітові й паперово-масляні конденсаторні
вводи. Як основна ізоляція в паперово-бакелітових вводах (вводи із твердою
ізоляцією) використовується бакелізорований папір товщиною 0,06 мм, що
намотується на струмоведучий стрижень або трубу в гарячому стані при
температурі до 160 0С.
Між шарами паперу через певні проміжки
закладаються зрівняльні обкладки з алюмінієвої фольги. Отримана втулка
запікається, кінці кістяка обточуються на верстаті з метою придання ізолятору
певної форми (частіше конусної), а потім поверхня ізоляційного кістяка
покривається вологостійким лаком (рис. 3.17). Такі вводи відрізняються простотою виготовлення, компактністю, високою
механічною міцністю.
Рис. 3.17. Конденсаторне паперово-бакелітове введення для внутрішньої установки: 1 – струмоведучий стрижень; |
Рис. 3.18. Бакелітове введення |
До їхніх недоліків
варто віднести гідроскопічність ізоляції, внаслідок чого вона може відсиріти
через розтріскування лаку, низьку трекінгостійкість, можливість теплового
пробою.
Паперово-бакелітові ізолятори
для зовнішньої установки поміщають у порцелянові покришки, а простір між
покришкою й ізоляційним кістяком заливають спеціальною мастикою. Якщо нижня
частина вводів працює в маслі (трансформатори, масляні вимикачі), то нижня
порцелянова покришка відсутня. У цьому випадку нижня частина ізолятора коротша
зовнішньої [1-3].
Московський завод
«Ізолятор» випускає вводи з паперово-бакелітовою ізоляцією до 500 кВ (RBP-ізоляція).
В останні роки це підприємство випускає бакелітові вводи типу ГТПВ-35/1000 з полімерною
зовнішньою ізоляцією (рис. 3.18). Зовнішня ізоляція (покришка) виготовлена із
трекінгостійкої силіконової гуми в грязістійкому виконанні. Покришка на 35 кВ
має 7 тонких ребер, що дозволяє витримувати великі ударні механічні
навантаження.
В теперішній час широке поширення одержали
найбільш удосконалені вводи з
конденсаторною паперово-масляною ізоляцією. У даній конструкції вводу на струмоведучий стрижень (трубу) або
на паперово-бакелітовий циліндр намотується кабельний папір марки КВ-120
шириною 100…150мм по способі спірального намотування з позитивним перекриттям.
Через певні проміжки між шарами паперу закладаються конденсаторні обкладки з
перфорованої алюмінієвої фольги товщиною 0,01 мм.
При більш удосконаленій технології
застосовується намотування у два шари паперу: одного - чистого, іншого - із
друкованим металевим покриттям. Потім робиться ретельне вакуумне сушіння
кістяка вводу і наступне просочення
дегазованим трансформаторним маслом. На наступному етапі ізоляційний кістяк вводу міститься в порцеляновому чохлі
(верхня і нижня покришки), залиті трансформаторним маслом. Для з'єднання
верхньої і нижньої частин вводу
використовується металева сполучна втулка.
У верхній частині вводу (рис. 3.19) до фланця кріпиться маслорозширювач із
покажчиком рівня масла, що може
забезпечуватися гідрозатвором для запобігання зволоження
масла.
Сучасні конструкції вводів
виконуються герметичними, що дозволяє уникнути зволоження і окислювання масла
атмосферним повітрям. Такі вводи мають
вбудовані (вводи 110...220 кВ) або
виносні (вводи 220 кВ і вище) баки
тиску (компенсатори), які з'єднуються мідним трубопроводом довжиною 3...6 м із
внутрішньою порожниною вводу через
сполучну втулку [4, 5].
В останні роки завод «Ізолятор» освоїв випуск нових
трансформаторних вводів на 330...500
кВ із компенсатором тиску у верхній частині вводу.
Деякі маслонаповнювальні вводи забезпечені пристосуванням для вимірювання напруги (ПВН).
Для приєднання ПВН використовуються дві зрівняльні обкладки сердечника –
остання заземлена і передостання, котра приєднується до виводу ПВН. Ці дві
обкладки вводу утворять низьковольтне
плече ємнісного дільника. У сучасних конструкціях вводів вивід для приєднання ПВН може бути використаний для
вимірювання tgd і ємності вводу. Для контролю якості масла вводи мають масловідбірний пристрій, розташований на сполучній
втулці.
Порцелянові покришки вводу
конструюються таким чином, щоб одержати найбільше значення розрядних
напруг в експлуатаційних умовах.
Виготовлення вводів
із паперово-масляною ізоляцією є складним процесом і вимагає великої
старанності. ЗАТ «АББ Електроізоліт Бушинг» освоїло випуск високовольтних вводів (за швейцарською технологією) із
твердою RIP-ізоляцією на U = 500 кВ, Iн = 800…2500А (абсолютно
сухі) із заповненням компаундом типу «Мікагель».
RIP-ізоляція виготовлена на основі паперу,
просоченої у вакуумі епоксидним компаундом. Така ізоляція сполучає в собі
високі діелектричні характеристики, властиві паперово-масляній ізоляції, і
зручність в експлуатації, характерне для твердої ізоляції. RIP-ізоляція має
високу термічну і механічну стійкість. Недоліком вводів із RIP-ізоляцією є їх досить висока вартість у порівнянні
з паперово-масляними вводами (OIP-ізоляція).
Вводи з елегазовою
ізоляцією.
Застосування високоміцних газів як електрична ізоляція дозволяє істотно
спростити конструкцію вводів і
зменшити їхню масу і габарити. Газ, використовуваний як внутрішня ізоляція,
повинен володіти не тільки високою електричною міцністю, але й достатньою
термічною стійкістю, малою токсичністю, стійкістю до електричних розрядів,
низькою температурою скраплення, прийнятною вартістю [4].
Найбільш повним зазначеним вимогам відповідає
елегаз (SF6 – шестифториста сірка). Елегаз щільніший повітря в
2,3–2,6 рази і не розкладається під дією води, кислот, лугів. По своїй
інертності елегаз близький до хімічно чистого азоту. Для зниження вартості
виробів з елегазовою ізоляцією в ряді випадків використовують суміш елегазу з
азотом. Елегаз рекомендується застосовувати тільки в однорідному або
слабонеоднорідному електричних полях, тому що при іонізаційних процесах
спостерігається розкладання елегазу з утворенням досить небезпечних необоротних
з'єднань.
Вітчизняною промисловістю розроблені вводи з елегазовою ізоляцією, призначені
для установок у КРУ (рис. 3.20) на напругу 110...220 кВ.