一、提高固體擊穿電壓的方法
(1)改進(jìn)制造工藝,使介質(zhì)盡可能做到均勻致密。
(2)改進(jìn)絕緣設(shè)計,使電場分布均勻。
(3)改善絕緣的運行條件。
二、提高固體擊穿電壓的具體措施
(1)通過精選材料、改善工藝、真空干燥、加強(qiáng)浸漬(油、膠、漆等),以清除固體電介質(zhì)中殘留的雜質(zhì)、氣泡、水分等。
如電力電容器內(nèi)部的浸漬劑主要作用是填充固體絕緣介質(zhì)的空隙,以提高介質(zhì)的耐電強(qiáng)度,改善局部放電特性和增強(qiáng)散熱冷卻的能力。由于電容器絕緣介質(zhì)的工作電場強(qiáng)度較高,同時冷卻條件較差,因此對浸漬劑的技術(shù)性能要求較高。目前采用表面粗化薄膜,并在高真空下浸漬而形成的全膜電容器已廣泛應(yīng)用。
紙絕緣電纜在運行過程中,由于黏性浸漬劑的熱膨脹系數(shù)大,在負(fù)荷、溫度有變動體積改變明顯,而鉛鋁護(hù)套受熱后冷卻難以恢復(fù)原有尺寸,絕緣內(nèi)部容易形成氣隙。故黏性浸漬電纜僅適用于35kV以下的交流系統(tǒng)。
更高電壓的油紙電纜選用黏度較低的電纜油浸漬,并加以油壓,以減小油中氣隙,提高絕緣強(qiáng)度。由于薄紙的電氣強(qiáng)度高,通常包纏用的紙帶改用0.045~0.075mm的薄紙來代替常用的0.12mm厚的電纜紙。隨著絕緣材料的發(fā)展,有用烷基苯等合成油來代替電纜油,用薄膜一纖維合成紙來代替電纜紙。
(2)采取合理的絕緣結(jié)構(gòu)。使各部分絕緣的耐電強(qiáng)度與其承受的場強(qiáng)相匹配:改善電極形狀及表面光潔度,使電場分布均勻;改善電極與絕緣體的接觸狀態(tài),消除接觸處的氣隙或使接觸處的氣隙不承受電位差,如用半導(dǎo)體漆。
帶絕緣(總包絕緣)的二相交流電纜方式,電場屬非同軸圓柱分布,平行于紙層方向?qū)⒊霈F(xiàn)較強(qiáng)的切線分量,從而容易出現(xiàn)滑閃放電。故10kV以上的三芯電纜不用帶絕緣結(jié)構(gòu)而改用分相鉛包(或屏蔽)的,若線芯及金屬護(hù)層表面均光滑,其間絕緣層中的電場分布近于同軸圓柱體電場,電場分布較為均勻。
交流110kV及以上的高壓套管常用電容式套管,它是在導(dǎo)電桿上包以多層絕緣紙構(gòu)成,在層間按設(shè)計要求位置加有鋁箔,以起到均壓作用。
油浸式變壓器中常用的絕緣紙有兩種:1電纜紙(通常用0.08~0.12mm厚),主要用于導(dǎo)線絕緣、層間絕緣及引線絕緣等;2更薄的電話紙和更柔軟的皺紋紙有利于包緊出線頭、引線等。絕緣紙板常用作繞組間的墊塊、隔板等,或制成絕緣筒及對鐵軛的角環(huán)等。在電場很不均勻的區(qū)域,如對鐵軛或高壓引線絕緣,也采用由紙漿制成合適形狀的絕緣成型件,以改善電場分布,防止發(fā)生沿面滑閃放電。通常變壓器繞組與鐵軛間的電場不如繞組中部均勻,故高壓進(jìn)線布置在繞組中部,若需將高壓引線(或自耦變壓器的中壓引線)安置在繞組端部時,需要加進(jìn)靜電板以改善繞組近端部處的電場分布。靜電板是在絕緣環(huán)上用金屬帶包纏成一個具有較大曲率半徑的不閉合金屬環(huán),再包以很厚的絕緣層。
(3)在運行中,注意防止塵污、防潮和有害氣體的侵蝕,加強(qiáng)散熱冷卻,如自然通風(fēng)、強(qiáng)迫通風(fēng)、氫冷、油冷、水內(nèi)冷等措施。如油、紙絕緣的配合使用,可以彌補(bǔ)各自缺點,顯著增強(qiáng)絕緣性能,但紙纖維為多孔性的極性介質(zhì),極易吸收水分,即使經(jīng)過干燥油浸處理仍會吸潮。因此,在出廠前變壓器內(nèi)纖維的含水量應(yīng)降低到0.3%~~0.5%,在現(xiàn)場如需吊芯,務(wù)必選擇晴朗干燥天氣,盡量縮短暴露時間。對于長期停運的變壓器在重新投入前,需檢查是否受潮,有時還可先預(yù)熱干燥后再投入運行。
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