10.Маслобарьерная изоляция

Увеличение межэлектродного расстояния в жидкой изоляции не дает существенного увеличения пробивного напряжения. В то же время значительного уменьшения габаритов конструкции можно достигнуть применением сочетания твердой и жидкой изоляции.

Различают три основных разновидности сочетаний: покрытие, изолирование и барьер.

1. Покрытие - тонкий слой твердого диэлектрика толщиной до 12 мм, плотно прилегающий к электроду. Покрытие не меняет формы поля и напряженности в жидком диэлектрике. Эффективность действия покрытия связана с изменением работы выхода с поверхности электрода, то есть затруднением появления первого эффективного электрона. Наиболее эффективно покрытие при напряжении частотой 50 Гц и масле низкого качества, когда увеличение пробивного напряжения достигает 50100% и эффективность тем выше, чем более равномерно поле.

Дополнительно покрытие уменьшает разброс значений пробивного напряжения, поднимая его нижнюю границу. Этот разброс превышает 100% в случае значительного увеличения и сильных загрязнений.

Для электродов [кВ эфф].

2. Изолирование – плотное прилегание к электроду твердого диэлектрика значительной толщины (до нескольких см). Слой твердой изоляции принимает на себя часть электрической нагрузки и изменяет форму и величину напряженности, действующей в жидком диэлектрике.

При выполнении покрытия необходимо учитывать, что распределение напряжения по промежутку зависит от емкости слоя, следовательно для разгрузки жидкого диэлектрика желательно выполнение покрытия высокопрочным материалом с большой диэлектрической проницаемостью.

Определение пробивного напряжения в этом случае сводится к раздельному расчету пробивных напряжений твердого и жидкого слоев с дополнительным учетом выравнивания напряженности изменением формы слоем твердой изоляции.

3. Барьер – слой твердого диэлектрика толщиной 410 мм между электродами, не зависящий от их формы.

В случае равномерного поля тонкий барьер играет роль перегородки, препятствующей образованию проводящих мостов из примесей, он повышает пробивное напряжение примерно на 25%. В случае неравномерного поля тонкий барьер выравнивает распределение электрического поля, накапливая заряды, которые растекаются по его поверхности и превращают барьер в электрод. Многократные барьеры увеличивают эффект.

Рис.14

Толстый барьер весьма эффективен в резконеоднородных полях для импульсных напряжений при установке вблизи электрода с большой кривизной. Испытательное напряжение для масляного промежутка между обмотками трансформатора при наличии барьера может быть приближенно определено:

для 50 Гц ,

для импульса 1,5/40 .

Практически для трансформаторов при установке барьеров целесообразно применение промежутков до 2025 см, достаточное для напряжений до 750 кВ эфф.

11.Пробой твердых диэлектриков

Твердые диэлектрики, благодаря своим высоким изоляционным качествам, остаются основным видом изоляции электрических машин и аппаратов. Появление синтетических твердых диэлектриков позволило создать конструкции, способные работать во всем диапазоне высших напряжений, а сочетание различных видов изоляции (слоистая или композитная) обеспечивает дополнительные преимущества.

Различают три формы пробоя твердого диэлектрика: электрическую, тепловую и электрохимическую (ионизационную).