Принципы выбора опорных изоляторов в условиях их загрязнения и увлажнения

  • Марат Закирзянович Гилязов
  • Алексей Родионович Корявин
  • Евгений Александрович Милкин
DOI: https://doi.org/10.24160/0013-5380-2024-8-15-25
Ключевые слова: загрязненные опорные изоляторы, отношение длины пути утечки к высоте изоляции, испытания, электрическая прочность, континентальные регионы, регионы морского побережья

Аннотация

Для определения соответствия электрической прочности загрязненных изоляторов требованиям нормативных документов в международной и отечественной практике проводятся испытания по двум основным методам: предварительного загрязнения и солевого тумана. Первый метод распространяется на изоляторы, предназначенные для работы в континентальных регионах, второй – на изоляторы, поставляемые в районы морского побережья. В статье показано, что при разработке изоляторов, испытуемых методом предварительного загрязнения, допускаются завышенные значения отношения длины пути утечки к изоляционной высоте изолятора L/H и конструктивные решения, априори приводящие к неравномерному распределению напряжения вдоль изоляционных колонок, состоящих из двух и более элементов. Все это негативно сказывается на электрической прочности изоляции и нередко приводит к отрицательным результатам ее испытаний. Предложены принципы выбора изоляторов, в основе которых лежит основной критерий – обеспечение условий эффективного использования дуговым разрядом длины пути утечки. Для изоляторов, предназначенных для работы в континентальных регионах, этот критерий действует в области L/H ≤ (L/H)опт. Показано, что рекомендации международных нормативных документов по верхним пределам отношения L/H приемлемы для изоляторов, работающих в прибрежных морских регионах, и не допустимы для изоляторов, эксплуатируемых вдали от моря. Установлено, что вследствие неравномерности распределения плотности токов утечки даже при равномерном распределении напряжения по элементам колонки с различными геометрическими параметрами не удается обеспечить максимально возможную электрическую прочность конструкции.

Биографии авторов

Марат Закирзянович Гилязов

начальник отдела исследований и испытаний высоковольтного оборудования, Всероссийский электротехнический институт – филиал ФГУП «Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики им. академ. Е.И. Забабахина» (ВЭИ – филиал РФЯЦ-ВНИИТФ), Москва, Россия.

Алексей Родионович Корявин

доктор техн. наук, главный научный сотрудник, ВЭИ – филиал РФЯЦ-ВНИИТФ, Москва, Россия; koryavinar@yandex.ru

Евгений Александрович Милкин

заместитель директора ВЭИ, начальник Испытательного Центра, ВЭИ – филиал РФЯЦ- ВНИИТФ, Москва, Россия; vniitf@vniitf.ru

Литература

1. ГОСТ 10390-2015. Электрооборудование на напряжение свыше 3 кВ. Методы испытаний внешней изоляции в загрязненном состоянии. М.: Стандартинформ, 2016, 16 с.
2. Годулян В.В. и др. Электрическая прочность аппаратной изоляции сверхвысокого напряжения в условиях загрязнения. – Электротехника, 2004, № 2, с. 8–12.
3. ГОСТ 9920-89. Электроустановки переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Длина пути утечки внешней изоляции. М.: Стандартинформ, 2008, 6 с.
4. Корявин А.Р. Электрическая прочность внешней изоляции. М.: Изд-во МЭИ, 2018, 224 с.
5. Корявин А.Р. Проблемы выбора внешней изоляции для работы в условиях загрязнения. – Электричество, 2017, № 4, с. 22–30.
6. Корявин А.Р. Оценка эффективной длины пути утечки опорных изоляторов в условиях загрязнения и увлажнения. – Электричество, 2018, № 1, с. 22–30.
7. Gutman I.Yu. et al. Dielectric Strength of Polluted EHV Insulation. – CIGRE Session, 1988, Report 33-08.
8. CIGRE Technical Brochure. Polluted Insulators: A Review of Current Knowledge, TF 33.04.01, 2000, 186 p.
9. IEC/TS 60815-1:2008. Selection and Dimensioning of High-Voltage Insulators Intended for Use in Polluted Conditions – Part 1: Definitions, Information and General Principles, 2009, 53 p.
10. IEC/TS 60815-2:2008. Selection and Dimensioning of High-Voltage Insulators Intended for Use in Polluted Conditions – Part 2: Ceramic and Glass Insulators for A.C. Systems, 2009, 22 p.
11. IEC/TS 60815-3:2008. Selection and Dimensioning of High-Voltage Insulators Intended for Use in Polluted Conditions – Part 3: Polymer Insulators for A.C. Systems, 2009, 20 p.
12. ГОСТ Р 56736-2015. Изоляторы высокого напряжения для работы в загрязненных условиях. Выбор и определение размеров. Ч. 1. Определения, информация и общие принципы. М.: Стандартинформ, 2016, 45 c.
13. ГОСТ Р 56736-2015. Изоляторы высокого напряжения для работы в загрязненных условиях. Выбор и определение размеров. Ч. 2. Керамические и стеклянные изоляторы для систем переменного тока. М.: Стандартинформ, 2016, 23 c.
14. ГОСТ Р 56736-2015. Изоляторы высокого напряжения для работы в загрязненных условиях. Выбор и определение размеров. Ч. 3 Полимерные изоляторы для систем переменного тока. М.: Стандартинформ, 2016, 17 c.
15. Остапенко Е.И. Физические процессы при перекрытии загрязненной изоляции. – Электричество, 2006, № 9, с. 40–48.
16. Годулян В.В., Милкин Е.А., Трифонов В.З. Совершенствование методики проведения испытаний изоляторов в условиях загрязнения и увлажнения. – Электротехника, 2011, № 4, с. 29–33.
17. Мерхалев, С.Д., Соломоник Е.А. Изоляция линий и подстанций в районах с загрязненной атмосферой. Л.: Энергия, 1973, 159 с.
18. ГОСТ Р 55195. Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции. М.: Стандартинформ, 2014, 44 с.
#
1. GОSТ 10390-2015. Elektrooborudovanie na napryazhenie svyshe 3 kV. Metody ispytaniy vneshney izolyatsii v zagryaznennom sostoyanii (Electrical Equipment at Voltages of 3 kV and above. Test Methods of Electric Strength of External Insulation in Conditions of Contamination). М.: Standartinform, 2016, 16 p.
2. Godulyan V.V. et al. Elektrotekhnika – in Russ. (Electrical Engineering), 2004, No. 2, pp. 8–12.
3. GОSТ 9920-89. Elektroustanovki peremennogo toka na napryazhenie ot 3 do 750 kV. Dlina puti utechki vneshney izolyatsii (А.С. Electrical Installations for Voltage from 3 to 750 kV. Creepage Distance of External Insulation). M.: Standartinform, 2008, 6 p
4. Koryavin A.R. Elektricheskaya prochnost' vneshney izolyatsii (Electrical Strength of External Insulation). М.: Izd-vo MEI, 2018, 224 p.
5. Koryavin A.R. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2017, No. 4, pp. 22–30.
6. Koryavin A.R. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2018, No. 1, pp. 22–30.
7. Gutman I.Yu. et al. Dielectric Strength of Polluted EHV Insulation. – CIGRE Session, 1988, Report 33-08.
8. CIGRE Technical Brochure. Polluted Insulators: A Review of Current Knowledge, TF 33.04.01, 2000, 186 p.
9. IEC/TS 60815-1:2008. Selection and Dimensioning of High-Voltage Insulators Intended for Use in Polluted Conditions – Part 1: Definitions, Information and General Principles, 2009, 53 p.
10. IEC/TS 60815-2:2008. Selection and Dimensioning of High-Voltage Insulators Intended for Use in Polluted Conditions – Part 2: Ceramic and Glass Insulators for A.C. Systems, 2009, 22 p.
11. IEC/TS 60815-3:2008. Selection and Dimensioning of High-Voltage Insulators Intended for Use in Polluted Conditions – Part 3: Polymer Insulators for A.C. Systems, 2009, 20 p.
12. GOST R 56736-2015. Izolyatory vysokogo napryazheniya dlya raboty v zagryaznennyh usloviyah. Vybor i opredelenie razmerov. Ch. 1. Opredeleniya, informatsiya i obshchie printsipy (Selection and Dimensioning of High-Voltage Insulators Intended for Use in Polluted Conditions. Part 1. Definitions, Information and General Principles). М.: Standartinform, 2016, 45 p.
13. GOST R 56736-2015. Izolyatory vysokogo napryazheniya dlya raboty v zagryaznennyh usloviyah. Vybor i opredelenie razmerov. Ch. 2. Keramicheskie i steklyannye izolyatory dlya sistem peremennogo toka (Selection and Dimensioning of High-Voltage Insulators Intended for Use in Polluted Conditions. Part 2. Ceramic and Glass Insulators for A.C. Systems). М.: Standartinform, 2016, 23 p.
14. GOST R 56736-2015. Izolyatory vysokogo napryazheniya dlya raboty v zagryaznennyh usloviyah. Vybor i opredelenie razmerov. Ch. 3. Polimernye izolyatory dlya sistem peremennogo toka (Selection and Dimensioning of High-Voltage Insulators Intended for Use in Polluted Conditions. Part 3. Polymer insulators for A.C. Systems). М.: Standartinform, 2016, 17 p.
15. Ostapenko Е.И. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2006, No. 9, pp. 40–48.
16. Godulyan V.V., Milkin E.A., Trifonov V.Z. Elektrotekhnika – in Russ. (Electrical Engineering), 2011, No. 4, pp. 29–33.
17. Merhalev, S.D., Solomonik E.A. Izolyatsiya liniy i podstantsiy v rayonah s zagryaznennoy atmosferoy (Isolation of Lines and Substations in Areas with Polluted Atmosphere). L.: Energiya, 1973, 159 p.
18. GOST R 55195. Elektrooborudovanie i elektroustanovki peremennogo toka na napryazhenie ot 1 do 750 kV. Trebovaniya k elektricheskoy prochnosti izolyatsii (Electrical Equipment and Installations for A.C. Voltages from 1 up to 750 kV. Requirements for Dielectric Strength of Insulation). М.: Standartinform, 2014, 44 p
Опубликован
2024-06-27
Выпуск
№ 8 (2024): Выпуск № 8
Раздел
Статьи