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;
2 – конденсаторні обкладки;
3 – бакелізорований папір;
4 – металевий фланець;
5 – цементне закладення

Рис. 3.18. Бакелітове введення
з полімерною покришкою:
 1 – струмоведучий стрижень;
2 – верхній ковпачок; 3 – покришка
із силіконової гуми (верхня частина ізолятора); 4 – середній фланець;
5 – нижня (масляна) частина ізолятора

 

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.

Надпись:  
Рис. 3.20. Газонаповнений ввід на напругу110 кВ:1 – захисний кожух; 2 – верхня фарфорова покришка; 3 – екран внутрішній; 4 – нижня ізоляційна покрышка; 5 – захисний кожух; 6 – екран зовнішній; 7 – манометр; 8 – вентиль

 

Вітчизняною промисловістю розроблені вводи з елегазовою ізоляцією, призначені для установок у КРУ (рис. 3.20) на напругу 110...220 кВ.