§ VIII.6. ПРИМЕНЕНИЕ ЭКРАНОВ (ЗАЩИТНОЙ АРМАТУРЫ)
Рис. VIII.42. Распределение напряжения вдоль изолятора в виде треножника:
1— экран отсутствует; 2 — экран на верху треножника; 3 — экран на уровне четвертого ребра верхнего изолятора
Рис. VIII.43. Два типа коронирующих экранов: а — экран в виде диска со спицами; б — экран в виде эллипсоидальной клетки из проволоки
Как было показано на рис. VIII.37, наличие экранов (защитной арматуры) дает возможность существенно повысить сухоразрядное напряжение при длине изоляторов свыше ~2 м.
В результате уменьшается напряжение, приходящееся на изолятор, к которому приложено высокое напряжение (верхний — в случае колонки и нижний — в случае гирлянды изоляторов). Тем самым уменьшается опасность разряда по этому изолятору, приводящего обычно к разряду по всей колонке (гирлянде). Влияние положения экрана относительно колонки можно проследить на рис. VIII.42. Здесь дано распределение напряжения вдоль строенной колонки (треножника) изоляторов типа КО-400, предназначенной для подстанций на 400—500 кВ. При отсутствии экрана на верхний (восьмой) изолятор приходится 52% приложенного напряжения. Так как его разрядное напряжение около 150 кВ, то понятно, что такая конструкция не может выдержать испытательное напряжение в 850 кВ.
Применение экрана дает возможность резко повысить разрядное напряжение конструкции. В данном случае, при расположении экрана в виде кольца диаметром 2,5 м, расположенного на уровне четвертого ребра верхнего изолятора, снизилось напряжение, приходящееся на верхний изолятор, до 32%, и конструкция выдержала с хорошим запасом испытательное напряжение.
Итак, экран является мощным средством для повышения разрядного напряжения опорных колонковых изоляторов. Это средство тем более эффективно, чем меньше внутренняя емкость изолятора сравнительно с емкостью его арматуры относительно земли. Применение экранов повышает разрядное напряжение и при импульсах.
На рис. VIII.43 изображены два типа экранов (коронирующих экранов), разработанных шведской фирмой ASEA и применяемых также в некоторых наших конструкциях. Рис. VIII.43, а показывает экран в виде диска, укрепленного на верхнем фланце изолятора и снабженного несколькими тонкими стержнями («спицами»). На концах спиц развивается корона, создающая выравнивающий эффект, аналогичный тому, который дает экран в виде кольца. Заметим, что принцип коронирующего кольца был предложен еще в 1922 г., но до последнего времени распространения не получил. На рис. VIII.43, б представлен экран в виде эллипсоидальной клетки из проволоки. Здесь также защитный эффект создается коронированием проволок клетки. Нельзя не обратить внимание на непоследовательность фирмы, которая для защиты конденсаторных вводов применила проволочную клетку, а на трансформаторах тока, также имеющих конденсаторную изоляцию, поставила экранирующие кольца.
На оборудовании, предназначенном для установок на 750 кВ и выше, кроме обеспечения необходимого разрядного напряжения, следует предусмотреть ограничение радиопомех, создаваемых стримерной короной не только на ошиновке подстанций, но и на экранах изоляторов. Это требование заставляет усложнять и совершенствовать экранирующую аппаратуру, чтобы не создавать стримерную корону на ошиновке, аппаратах и на самих экранах. Для этого необходимо, чтобы максимальная напряженность поля на их поверхности не превышала начальной напряженности короны. Расчеты и опыты показывают, что широко применяемый при напряжениях ниже 750 кВ тороидальный экран должен иметь большой диаметр и быть выполнен из труб также большого диаметра.
Рационально применять сдвоенные тороидальные экраны, состоящие из двух одинаковых тороидов, расположенных параллельно (соосно). Они располагаются на некотором расстоянии друг от друга и находятся при одинаковом потенциале (рис. VIII.44). В НИИПТ
такая система разработана очень подробно как теоретически, так и практически. На рис. VIII.45 показан разъединитель на 750 кВ, ножи которого защищены такими сдвоенными экранами. Испытания показали вполне удовлетворительную их работу.
Рис. VIII.45. Разъединитель на 750 кВ с ножами, защищенными сдвоенными экранами
Рис. VIII.44. Экран в виде двух тороидов
