Изменение электрической прочности маслобарьерной изоляции в процессе старения изоляции происходит по следующим основным причинам:

- воздействие электрического поля и частичных разрядов;

- увлажнение изоляции за счёт проникновения влаги из атмосферного воздуха и в результате разложения трансформаторного масла и целлюлозных материалов;

- окислительные процессы под действием повышенной температуры;

- загрязнение изоляции примесями, продуктами старения;

- другие факторы (механические, химические разрушения).

Интервал между пробивной напряженностью Е_{мк пр min}  масляного канала и допустимой напряжённостью при соответствующих испытательных напряжениях  E_{мк доп}   может быть принят равным

E_{мк доп}=0,85 E_{мк пр min}.

Допустимые рабочие напряжённости электрического поля можно определить по средним пробивным напряжённостям при одноминутном напряжении промышленной частоты:

Е_{мк  доп раб} = К₁К₂ К₃ Е_{мк пр},

где К₁=0,95 – коэффициент, учитывающий вероятностное снижение электрической прочности изоляции к концу срока службы трансформатора (10⁸-10⁹ с);

К₂=0,85– коэффициент, учитывающий разброс экспериментальных точек; К₃=0,8-0,85 – коэффициент запаса.

Для современных трансформаторов допустимая средняя напряжённость  Е_{мк доп раб}   в первом масляном канале лежит в пределах  от 2,5 до 5 кВ/мм  в зависимости от ряда конструктивных и технологических характеристик изоляции.

Напряженность электрического поля внутри изоляции. Электрическое поле внутри изоляции образуется системой электродов в виде двух закруглённых углов – токопроводящей части стержня и внешней поверхности изоляции, покрытой полупроводящим материалом низкого сопротивления. Максимальная напряженность электрического поля определяется по формуле:

Е_m= Е_ср(1,8 d/r +1)^1/3,

где Е _ср =U/d – средняя напряжённость электрического поля;

d – толщина изоляции;

r – радиус закругления электрода.

Обычно радиус электрода (внутреннего) на 0,1…0,2 мм больше радиуса закругления элементарных проводников и составляет 0,6 мм для машин с косвенным охлаждением, где применяются сплошные проводники с закруглением 0,5 мм.

Старение изоляции может существенно ускоряться, если одновременно с электрическим полем на изоляцию воздействуют температура, механические напряжения, увлажнение.

Нарушение маслобарьерной изоляции начинается с пробоя масляного канала без полного пробоя изоляции, при этом в месте пробоя образуются необратимые повреждения электрокартона или бумаги, снижающие ее электрическую прочность. Чтобы этого не происходило, в масляном канале рабочие напряженности электрического поля принимают от 2.5 кВ/мм до 5 кВ/мм в первом масляном канале, где напряженность поля наибольшая.

1. Комплексная система обеспечения безопасности эксплуатации высоковольтного оборудования энергетических объектов. Техническое описание. 2012
2. Система мониторинга частичных разрядов для силового оборудования, «СЕДАТЭК»,2012
3. Кодомская К.П., Лавров Ю.А., Рейхердт А.А. Перенапряжения в электрических сетях различного назначения и защита от них: Учебник. -Новосибирск.: Изд-во НГТУ, 2004.
4. Техника высоких напряжений/ Под ред.Г.С.Кучинского.-СПб.: Энергоатомиздат, 2003.

Все статьи автора «Стрижова Татьяна Анатольевна»