Применяемые изоляционные материалы, критерии выбора
Главная изоляция обычно выполняется жидкой или газообразной. Для крепления и перемещения токоведущих частей применяются изоляционные элементы из твердых материалов [Л. 1]. В первых установках в качестве изоляционной среды обычно применялось масло, но затем масло было заменено изоляционным газом. В настоящее время в КРУ применяется сжатый воздух или элегаз при давлении в несколько атмосфер.
Оба эти газа имеют некоторые одинаковые характеристики. Они оба невидимы, не обладают запахом, бесцветны, нетоксичны и негорючи. Однако элегаз при низких и одинаковых давлениях имеет диэлектрическую прочность, примерно в 2,5 раза большую, чем воздух. Оба газа не стареют, однако воздух может вызывать окисление открытых контактных частей, в то время как элегаз остается инертным до температуры приблизительно 500 °С. При использовании газов также для дугогашения в выключателях необходимо учитывать имеющие место различные химические реакции. Как подтверждена длительными исследованиями при обслуживании установок с газовой изоляцией, защита персонала масками или очками не требуется.
Особое значение имеет выбор твердых изоляционных материалов. С одной стороны, они имеют неоднородную структуру, так как могут содержать в зависимости от степени чистоты исходных материалов и технологии изготовления твердые или газообразные включения, а с другой стороны, существенное снижение изоляционных свойств может иметь место из-за загрязнения поверхности в процессе монтажа и эксплуатации. Это требует пристального внимания при изготовлении и испытаниях. Другие проблемы обусловливаются стойкостью диэлектриков и механической устойчивостью по отношению к продуктам химических реакций при дугогашении. У многих твердых изоляционных материалов, особо пригодных для КРУ, их предельные диэлектрическая и механическая стойкости в настоящее время еще полностью не используются, в связи с чем оптимизация материалов полностью не достигнута. Устойчивость твердых изоляционных частей по отношению к продуктам химических реакций в коммутационных аппаратах может быть достигнута выбором соответствующих материалов, осушкой или фильтрацией газа.
Обычно применяются эпоксидные смолы с различными минеральными наполнителями, однако в тех случаях, когда это возможно, применяются фарфор, различные слоистые пластики, тефлон и аналогичные ему материалы и др. Критическая оценка различных материалов возможна только с учетом всей изоляционной системы и условий применения.
Рис. 4. КРУ внутренней установки подстанции Ландсхутер Аллея, Мюнхен, ФРГ, 1968 г., 123 кВ, 5 ГВ-А, две системы шин 2 500 А, восемь ячеек 1 250 А, элегазовая изоляция 1,5 бар, пофазные кожухи из алюминиевого сплава.
Рис. 5. КРУ внутренней установки подстанций Рютеншейд, Эссе ФРГ, 1967 г., 123 кВ, 5 ГВ • А, одна система шин 1 250 А, пять ячеек 1 250 А, элегазовая изоляция 1,5 бар, малообъемные масляные выключатели, пофазные кожухи из алюминиевого сплава.
