Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Твердая изоляция внутренних высоковольтных конструкций

Электрические свойства диэлектриков - Твердая изоляция внутренних высоковольтных конструкций

Оглавление
Твердая изоляция внутренних высоковольтных конструкций
Влияние режимов работы изоляционных конструкций на внутреннюю изоляцию
Стационарный режим эксплуатация трансформаторов в схемах выпрямителей
Переходные режимы эксплуатации трансформаторов в схемах выпрямителей
Эксплуатация трансформаторов тока и напряжения
Эксплуатация трансформаторов и дросселей в усилителях низкой частоты
Катушки индуктивности и вариометры
Эксплуатация импульсных трансформаторов и зарядных дросселей
Разъединители механической блокировки, контакторные устройства, выключатели, переключатели
Антенно-фидерные тракты
Влияние режимов работы изоляционных конструкций на внешнюю изоляцию
Влияние климатических и механических условий эксплуатации
Влияние температуры
Влияние повышенной   влажности
Радиационная стойкость и механические факторы
Электрические свойства диэлектриков
Электрические свойства полимерных материалов
Электрические свойства стеатитовой керамики
Кратковременная и длительная электрическая   прочность эпоксидных компаундов
Кратковременная и длительная электрическая прочность полиолефинов
Кратковременная и длительная электрическая прочность керамики, лейкосапфиров
Электрическая прочность эпоксидных компаундов при механическом нагружении
Короностойкость и дугостойкость полимерных материалов
Полупроводящие полимерные материалы
Пробой в воздухе на постоянном напряжении и при частоте 50...400 Гц
Пробой вдоль поверхности на постоянном напряжении и при частоте 50...400 Гц
Пробой в воздухе и вдоль поверхности при высокой частоте
Факторы, влияющие на механические свойства изоляции, эпоксидные компаунды
Физико-механические свойства изоляции термопластов
Физико-механические свойства изоляции стеатитовой керамики
Физико-механические свойства изоляции стеклопластиков
Физико-механические свойства изоляции эпоксидных компаундов
Физико-механические свойства изоляции термопластов
Физико-механические свойства изоляции стеклопластиков
Адгезионная прочность
Образование термоупругих напряжений в изоляции
Снижение термоупругих напряжений
Образование термоупругих пробоев в изоляции
Выравнивание полей внутренней изоляции
Выравнивание полей внешней изоляции
Электромоделирование электрических полей изоляционных конструкций
Решение краевых задач электростатики на ЭВМ
Оптимизация систем изоляции высоковольтных конструкций
Выбор изоляционных промежутков
Оптимизация технологии систем изоляции высоковольтных конструкций
Конструкции высокопотенциальных трансформаторов
Конструкции высокопотенциальных блочных трансформаторов
Конструкции высокопотенциальных трансформаторов с малой емкостью
Проектирование высоковольтных силовых и анодных трансформаторов
Проектирование высоковольтных силовых и анодных трансформаторов средней мощности
Проектирование высоковольтных силовых и анодных трансформаторов большой мощности
Проектирование трансформаторов модуляционных и   низкой         частоты
Проектирование импульсных трансформаторов
Высоковольтные дроссели, катушки индуктивности и вариометры - проектирование
Проектирование изоляции поворотных и опорных изоляторов
Проектирование изоляции высокочастотных изоляторов
Проектирование изоляции поворотных изоляторов
Проектирование изоляции проходных изоляторов
Проектирование изоляции реле, выключателей и переключателей
Коаксиальные высоковольтные конструкции антенно-фидерных трактов - проектирование
Системы изоляции нестандартных высоковольтных устройств - проектирование
Список литературы

ГЛАВА ВТОРАЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИЭЛЕКТРИКОВ
Наиболее широкое распространение в силовой и радиотехнической аппаратуре внутренних установок постоянного и переменного тока частотой до 100 кГц, а в некоторых случаях и до 400 кГц нашли различные эпоксидные компаунды. Этому способствовали их высокие изоляционные, механические, конструкционные, герметизирующие и технологические свойства.
Сравнительная простота технологии изготовления, возможность механизации, автоматизации, а также возможность осуществления мелкосерийного производства обеспечили эпоксидным компаундам мировое признание при изготовлении изоляционных конструкций различного назначения.
Для изоляции высоковольтной аппаратуры средне- и длинноволнового диапазона по-прежнему успешно используются различные марки высокочастотного фарфора: стеатит, ультрафарфор. Для высоких и сверхвысоких частот иногда применяются монокристаллические композиции из искусственного сапфира (лейкосапфира) различной геометрии  габаритов.

Материал имеет высокую рабочую температуру, характеризуется короно- и дугостойкостью, высокими электрическими и механическими характеристиками на сжатие и сдвиг, но чувствителен к ударным нагрузкам. Сравнительно высокая стоимость и технологическая сложность обработки при мелкосерийном производстве, большие допуски на размеры и необходимость точного сопряжения деталей ограничивают их применение в радиотехнической аппаратуре.
Для высокочастотных диапазонов широко используются полимерные материалы типа полиэтиленов, фторопластов, полипропиленов их модификации. Для высоковольтных конструкций их применение сдерживается слабой короно- и дугостойкостью, а также низкими механическими характеристиками.
Большим преимуществом этих полимеров является высокая технологичность, возможность переработки стандартными методами. Материалы удобно использовать как в мелко-, так и в крупносерийном производстве.
Особенностью высокочастотных материалов является способность при переработке создавать крупногабаритные монолитные или с толщиной стенок до 20... 30 мм конструкции.
Такие полимерные материалы успешно применяются в высокочастотных изоляционных конструкциях, а также в конструкциях, рассчитанных на промышленную частоту.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ, ПОЛЯРИЗАЦИЯ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ

Эпоксидные компаунды.

Компаунды на основе эпоксидно-диановых смол характеризуются большим объемным сопротивлением и сравнительно малыми значениями диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь.
Свойства отвержденных компаундов изменяются в зависимости от температуры: в вязкоупругом (стеклообразном) состоянии электрические характеристики значительно выше, чем в высокоэластическом.
Скорость релаксационных процессов в стеклообразном состоянии у них мала.
Оптимальные электроизоляционные свойства компаундов достигаются при стехиометрическом соотношении отвердителя и смолы (один активный атом водорода на эпоксидную группу).
Эпоксидные компаунды характеризуются стабильностью в условиях повышенной влажности и теплостойкостью при температурах 100... 125° С. Они хорошо переносят колебания температуры от —60 до +125° С.
Зависимость удельного объемного сопротивления от температуры компаундов с аминными и кислотными отвердителями имеет форму прямых линий, которые в определенном интервале температур меняют угол наклона. Температура, при которой происходит изменение наклона, соответствует температуре стеклования компаунда, т. е. моменту перехода из высокоэластичного в стеклообразное (твердое) состояние. При значениях выше, чем температура стеклования, подвижность и количество носителей тока увеличивается, что приводит к росту проводимости [6]. При максимальных рабочих температурах 125°С удельное объемное сопротивление не бывает ниже 108Ом-м. Наибольшее значение р при нормальной окружающей температуре составляет 1014.. .1015 Ом-м.

Рис. 2.1. Зависимость угла диэлектрических потерь компаунда марки ЭЗК-1 от температуры
1— 50 Гц; 2—0,4 кГц; 3—1,0 кГц; 4 — 10,0 кГц; 5 —1,0 МГц

Под действием электрических разрядов электрическая проводимость эпоксидных компаундов увеличивается, причем поверхностная проводимость изменяется значительно сильнее, чем объемная. Снижение удельного поверхностного сопротивления под действием разрядов зависит от их интенсивности и мало зависит от состава компаунда.
Зависимость тангенса угла диэлектрических потерь tgδ от температуры для разных частот для дианового компаунда марки ЭЗК-1 иллюстрируется рис. 2.1. Ход кривых свидетельствует о незначительных изменениях диэлектрических потерь в в зависимости от частоты в пределах до 80...100° С. С ростом частоты максимальные значения сдвигаются в сторону температур 120... 160°С. Для частоты 50 Гц значительный рост tgδ отмечается при температурах выше 120° С.
Влияние частоты на изменение диэлектрической проницаемости от температуры до 80... 100° С проявляется в пределах значений 4,3... 5.
Замена отвердителя незначительно влияет на диэлектрические потери эпоксидных компаундов при нормальной окружающей температуре.
Длительное воздействие повышенной температуры приводит к небольшому уменьшению tgδ, которое связано с продолжающимся структурированием компаунда. После воздействия температуры 100 ... 120° С в течение более 2 ... 3 тыс. ч. начинается медленное постепенное увеличение диэлектрических потерь, что свидетельствует о начинающихся процессах разложения полимера, его деструкции.

Исследования полимеров в процессе теплового парения при помощи сканирующих микроскопии показали, что после 2000..3000 ч появляются изменения надмолекулярной структуры. Наиболее интенсивные изменения происходят при наличии неоднородностей в материале.

Рис. 2.2. Зависимость тангенса угла диэлектрических потерь (сплошные кривые) и удельного объемного сопротивления (штриховые кривые) от температуры
1— без наполнителя; 2 — пылевидный кварцевый песок (ПКП) прокаленный; 3 — ПКП непрокаленный; 4 — маршалит непрокаленный; 5 — маршалит прокаленный; 6 — фарфоровая мука

Электроизоляционные свойства компаундов и широком диапазоне могут быть изменены варьированием различных типов наполнителей. В отечественной и зарубежной практике нашли применение наполнители следующих основных групп: силикаты, карбонаты, оксиды и гидрооксиды металлов, сульфаты.

Фундаментальные исследования влияния наполнителей на электроизоляционные свойства эпоксидных компаундов проведены Е. К. Добрером и Г. Видалем. Оба автора и последующие исследователи показали значительные преимущества пылевидного кварцевого песка (ПКП) по сравнению с другими материалами.
На рис. 2.2 дана зависимость удельного объемного сопротивления и тангенса угла диэлектрических потерь от температуры для различных наполнителей. Из кривых следует, что наибольшая разница значений р=f(t) у компаундов с различными наполнителями возникает до 100° С, т. е. до температуры стеклования.
В высокоэластичном состоянии значения удельных объемных сопротивлений компаундов с различными наполнителями существенного различия не имеют.
Обращает внимание то, что для всех трех групп кривых лучшие значения зависимости от температуры имеет ненаполненный компаунд. Это, очевидно, связано с влиянием находящихся в наполнителях примесей, которые ухудшают электроизоляционные свойства компаундов, особенно при возможности водопоглощения.
Из рис. 2.3 следует, что водопоглощение, которое оценивалось по значению привеса т образцов после нахождения в воде, является наименьшим при использовании ПКП. Водопоглощение сказывается в первую очередь на электроизоляционных свойствах компаундов.


Рис. 2.3. Зависимость водопоглощения кимпаунда с различными наполнителями от длительности пребывания в воде
1 — без наполнителя; 2 — каолин; 3 — глинозем; 4 — фарфоровая мука; 5 — ПКП непрокаленный
Применение наполнителей с высокой пористостью (каолин), образование в компаунде агломератов (неперемешанных комков), покрытых смолой лишь с поверхности, способствуют проникновению влаги и приводят к повышению водопоглощения.

Структура эпоксидного компаунда существенно зависит от дисперсности и конфигурации частиц наполнителя. Она влияет на теплопроводность и теплостойкость компаунда, снижает температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР), повышает стойкость к скользящему разряду, увеличивает срок жизни компаунда.
Окончательные выводы при выборе типа наполнителя делают с учетом влияния его на электрическую прочность, стойкость к частичным и коронным разрядам и в зависимости от его воздействия на физико-механические свойства.



 
« Такелажные работы при монтаже оборудования электростанций   Телемеханика в энергоснабжении промышленных предприятий »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.