Аналіз особливостей системи екранування полімерних ізоляційних конструкцій високовольтного обладнання

Анотація

В статті авторами проведено аналіз існуючих систем екранування ізоляційних конструкцій апаратів високої напруги разом з електродами, що знаходяться під високим потенціалом. При цьому розглядаються можливості застосування тороїдальних екранів різного конструктивного виконання та умов їх встановлення в структурі газонаповненого апаратного обладнання (газонаповнені вимірювальні трансформатори струму та напруги, обмежувачі перенапруг тощо) з використанням полімерних ізоляційних матеріалів. На основі аналізу літературних джерел запропоновано найбільш ефективну методику оцінки параметрів електричного навантаження для визначення розподілу напруженості електричного поля вздовж твердої суцільної ізоляційної конструкції газонаповнених високовольтних пристроїв з аксіальною симетрією. Така конструкція являє собою опорно-ізолюючу покришку, заповнену елегазом в якості внутрішнього ізолюючого середовища. Рекомендовано методичні матеріали, що дозволяють оцінити параметри електричного навантаження (напругу та напруженість поля) в залежності від конструктивних особливостей апарату та системи екранування, що використовується для вирівнювання електричного поля. На їх основі створюється можливість здійснити оцінку ефективності впливу конструктивних чинників системи екранування газонаповненого високовольтного обладнання в процесі проектуванні та при удосконаленні окремих конструктивних рішень. Результати аналітичної оцінки такими методами добре узгоджуються з даними експериментальних досліджень та статистичною інформацією, отриманою в результаті моніторингу роботи ізоляційних конструкцій з урахуванням реальних умов експлуатації та впливу зовнішніх чинників. Впровадження отриманих матеріалів дозволяє врахувати вплив зовнішніх факторів і експлуатаційних характеристик, властивих вимірювальним трансформаторам та обмежувачам перенапруг. Для пояснення результатів проведеного в статті аналізу методичних матеріалів, як приклад, наведено результати розрахунків опорно-ізоляційної покришки газонаповненого трансформатора струму серії ТОГ, що зазнає найбільшого впливу під час експлуатації при несприятливих умовах, таких як зовнішнє забруднення, вологість та їх поєднання, а також в умовах перенапруг різного походження тощо. На основі представлених матеріалів можна більш точно визначити ефективність різних систем екранування, спрогнозувати параметри розподілу напруженості поля під впливом системи екранування з урахуванням її конструктивних особливостей. Крім того, на основі сформованих у роботі висновків можна спланувати та провести додаткову серію розрахунків та експериментальних випробувань з урахуванням конкретних особливостей ізоляційних конструкцій. Таким чином, отримані результати можуть бути використані для оцінки параметрів зовнішньої ізоляції як газонаповнених вимірювальних трансформаторів, так і аналогічного високовольтного обладнання розподільних пристроїв і трансформаторних підстанцій.