Научно-технические основы создания внешней изоляции электрооборудования высокого и сверхвысокого напряжения

Вид материала

Автореферат диссертации

Содержание Цель работы Методы исследования Достоверность полученных результатов

Подобный материал:

• Методика измерения  сопротивления  изоляции электрооборудования многофункциональным, 77.94kb.
• Удк 621. 319. 4 Закономерности старения изоляции и оценка срока службы силовых конденсаторов, 64.84kb.
• Научно-технические основы создания систем питания высоковольтных устройств пыле-, 491.12kb.
• 7. Изоляция кабельной линии и аппаратов высокого напряжения, 284.94kb.
• Рефераты публикуемых статей, 56.15kb.
• Пособие для разработки методик по электрическим измерениям и испытаниям отдельных видов, 11790.39kb.
• Перенапряжения и координация изоляции, 49.42kb.
• Р. Х. Бахтеев (зао «Казанский Рецэн»), 190.97kb.
• Технические требования к автомобилям, участвующим в рейде. Допустимые технические изменения, 64.42kb.
• Удк 620. 197. 3: 621. 311. 2 Ор3, 1584.41kb.

Цель работы

Целью диссертационной работы является разработка научно-технических основ создания внешней изоляции электропередач высокого и сверхвысокого напряжения на основе развития представлений об обобщенной картине формирования разрядного процесса вдоль загрязненной поверхности изоляторов, совершенствование на этой основе методов расчета электрической прочности внешней изоляции, позволяющих с достаточной для практических целей точностью оптимизировать габаритные размеры изоляции, создание научных и инженерных основ конструирования полимерных изоляторов, а также разработка критериев оптимизации характерных параметров традиционных и полимерных изоляторов.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

• исследовать процесс развития разряда вдоль загрязненной и увлажненной поверхности изоляторов;
  
• изучить разрядные характеристики загрязненных изоляторов при воздействии напряжений различной формы;
  
• установить взаимосвязь между характеристиками разрядного процесса и электрической прочностью изоляторов с различными конструктивными параметрами;
  
• разработать критерий выбора оптимальных соотношений между конструктивными элементами для фарфоровых, а также полимерных изоляторов;
  
• исследовать трекингостойкость полимерных материалов и выбрать наиболее оптимальный вариант выполнения полимерного покрытия изоляторов;
  
• определить условие «монолитности» многослойной полимерной конструкции;
  
• найти условия обеспечения высокой электрической прочности по границе раздела полимерного покрытия со стеклопластиковым основанием изолятора;
  
• разработать методики конструирования ребер полимерных изоляторов минимальной толщины при обеспечении достаточной их прочности на пробой;
  
• разработать методы испытаний полимерных изоляторов;
  
• создать надежную внешнюю изоляцию для линий электропередач переменного и постоянного тока высокого, сверхвысокого и ультравысокого напряжения.
  

Методы исследования

Исследования проводились с использованием современных методов и экспериментальной техники, включающей мощные высоковольтные испытательные установки и систему измерения высокого напряжения, аппаратуры для регистрации предразрядных явлений. Использовалась также скоростная киносъемка, съемка двухобъективной камерой и система синхронизированной регистрации оптических явлений.

Достоверность полученных результатов

Достоверность результатов исследований подтверждается большим объемом полученных экспериментальных данных, их соответствием с результатами расчетов, анализом физических процессов развития разряда, а также эксплуатационной надежностью внедренных разработок, подтвержденных многолетним опытом их использования.


Научная новизна работы

1. Разработаны научно-технические основы создания внешней изоляции оборудования для электропередач постоянного и переменного тока высокого и сверхвысокого напряжения, послужившие базой для конструирования новых образцов техники.

2. Изучено развитие разряда вдоль загрязненной и увлажненной изоляции.

Выявлены и исследованы 2 фазы развития разрядного процесса – электрическая и тепловая. Установлено, что при коммутационных импульсах и кратковременных воздействиях напряжения промышленной частоты развитие разряда протекает в электрической фазе. Для изоляторов высотой менее 2 м предразрядное время определяется скоростью продвижения частичного разряда, развивающегося по загрязненной поверхности изолятора. С помощью специально разработанного метода исследовано влияние различных факторов на скорость продвижения частичного разряда.

3. Разработана усовершенствованная методика расчета разрядных напряжений загрязненных аппаратных изоляторов при длительном воздействии напряжения промышленной частоты на основе установленных условий каскадного развития тепловой и электрической фаз разряда. Методика позволила оценить электрическую прочность изоляторов с различной конфигурацией ребер при разных уровнях загрязнения.

4. На основе найденной зависимости скорости развития разряда от напряженности электрического поля предложен метод расчета влияния интенсивности загрязнения, конструкции изолятора и формы воздействующего напряжения на разрядные напряжения изоляции.

5. Определен критерий оптимизации конфигурации ребер изоляторов, базирующийся на расчете электрической прочности кратчайших воздушных промежутков между соседними ребрами и наибольшими напряжениями, которые воздействуют на эти промежутки в начале электрической фазы развития разряда.

6. Получены новые экспериментальные данные по разрядным характеристикам крупногабаритных изоляционных конструкций высотой до 14,4 м при различных интенсивностях загрязнения в случае приложения переменного и постоянного напряжения, коммутационных импульсов, а также данные по влиянию плотности воздуха на разрядные напряжения загрязненных изоляторов.

7. На основе изучения скользящих разрядов и результатов исследований электрической прочности полимерных материалов на пробой установлены требования к профилю ребер полимерных изоляторов, обеспечивающие их непробиваемость исходя из координации электрической прочности внутренней и внешней изоляции ребра в любом сечении.

8. Предложено уравнение «монолитности» границы раздела цилиндр-оболочка при воздействии механических и термомеханических нагрузок на изолятор, а также при наличии давления газа во внутренней полости изоляционной покрышки.

9. Установлены условия и требования к технологии, при которых электрическая прочность полимерных изоляторов вдоль границы раздела цилиндр-оболочка после проведения испытаний на циклический изгиб и увлажнение существенно превосходит максимальные значения напряженности электрического поля, которые могут иметь место в реальных условиях эксплуатации.

10. Предложены и внедрены конструкции опорного и линейного полимерных изоляторов защищенных патентами РФ.