Меню

Напряжение изоляции система питание

Процессы в изоляции под влиянием электрического поля

Изоляция кабелей, длительно находящаяся под напряжением переменного или постоянного тока, подвергается воздействию импульсов перенапряжения. Возникновение ионизации и возрастание tg δ οри переменном напряжении являются важнейшими факторами, ограничивающими возможность повышения напряженности электрического поля в изоляции.

В пропитанной бумажной изоляции, не содержащей газовых включений, ε и tg δ νе зависят от напряженности в диапазоне до 20-25 кв/мм. При повышении напряженности электрического поля в изоляции свыше 25 кв/мм tg6 начинает возрастать. Это можно объяснить вибрацией волокон целлюлозы в переменном электрическом поле вследствие различий ρ и ε масла и бумаги. Применение пленок из полимерных материалов вместо пропитанной бумажной изоляции открывает возможности повышения напряженности электрического поля в изоляции до 50 кв/мм.

В изоляции маслонаполненных кабелей газовые включения могут возникнуть в результате разложения масла в электрическом поле или испарения низших фракций масла при перегреве изоляции кабеля (хотя бы и кратковременном), а также вследствие дефектов монтажа муфт. Поэтому допустимые напряженности в изоляции кабеля значительно ниже 25 кв/мм.

При переменном токе в результате ионизации в газовом включении возникают поверхностные заряды, поле которых в течение одного полупериода направлено против внешнего поля. В следующий полупериод внешнее поле изменяет направление и поле зарядов уже не ослабляет его, а усиливает, что приводит к новой вспышке ионизации. В зависимости от внешнего напряжения частота вспышек ионизации может быть в 2 раза больше и выше частоты приложенного напряжения за счет гармонических составляющих. Процесс ионизации при переменном токе является ухудшающим фактором при старении изоляции, поэтому величина напряженности начала ионизации является пределом напряженности, который допустим для изоляции в процессе эксплуатации. Под действием ионизации увеличивается проводимость пленок, обволакивающих газовые включения, в пропитывающем составе кабеля происходят процессы полимеризации и конденсации с выделением водорода и превращением части пропитывающего состава (массы) в воскообразное изоляционное вещество, называемое обычно воском. При этом размеры газовых включений вследствие их деления уменьшаются, а напряженность ионизации в них увеличивается.

Под действием тангенциальной составляющей напряженности электрического поля ионизированные газовые включения перемещаются между слоями бумаги от больших напряженностей к меньшим и образуют скопление газовых включений. Затем разряд переходит от слоя к слою бумажных лент изоляции кабеля. Обычно поверхностные разряды начинаются в середине ленты, в местах ее последующего пробоя, находящихся под зазором между нижними лентами бумаги, и направлены к краю бумажной ленты.

В порах бумаги происходит отложение углерода, выделившегося из пропиточного состава при его разложении. Углерод вследствие большой проводимости имеет потенциал, близкий к потенциалу токопроводящей жилы, в результате чего в изоляции кабеля возникает тангенциальная (вдоль оси кабеля) составляющая напряженности поля. С проникновением полупроводящего углерода в глубь изоляции тангенциальная напряженность увеличивается, и на поверхности бумажных лент возникают разряды. Так как разряд развивается в обе стороны, то возрастает ток, следы разрядов выявляются более отчетливо- на бумажных лентах происходит воскообра-зование и появляются древовидные побеги (рис. 1-16). В результате образования проводящих углеродистых отложений в изоляции кабеля напряженность в ней возрастает. В дальнейшем в зоне разрушения изоляции развивается тепловой пробой (температура около токопроводящей жилы повышается до 200°С).

Развитие теплового пробоя зависит от температурного хода кривой tg δ, σсловий охлаждения и величины приложенного напряжения. В случае, если теплового пробоя не произошло, ионизационный процесс распространяется вдоль изоляции, и пробой может произойти на значительном расстоянии от места начала развития пробоя у поверхности токопроводящей жилы. В кабелях с пропитанной бумажной изоляцией с экраном из полупроводящих бумаг разрушения изоляции от ионизации выражаются менее отчетливо, чем в изоляции без полупроводящего экрана.

В газонаполненных кабелях низкого и среднего давления при напряжении, незначительно превышающем напряжение ионизации, обычно происходит самозатухание ионизации. В случае, если приложенное напряжение значительно больше напряжения начала ионизации, под действием интенсивной ионизации начинается пробой изоляции около жилы.

Читайте также:  Inv on нет напряжения

При постоянном токе и достаточно высокой напряженности поля Е в газовом включении возникает ионизация, в результате которой (на время порядка 10- 7 сек) газ становится проводящим. При этом на поверхности газового включения образуется свободный поверхностями заряд. Плотность заряда распределяется таким образом, что напряженность поля этого заряда частично скомпенсирует внешнее приложенное поле, так что результирующее иоле в газовом включении уменьшится. При напряженности поля E н процесс ионизации прекращается и газовое включение снова становится непроводящим. Период ионизации на рис. 1-17 обозначен Δt

В дальнейшем свободные заряды стекают через изоляцию, и напряженность поля в газовом включении нарастает по экспоненциальному закону с постоянной времени, равной примерно τ = ε о ερ V . Если бы не происходило ионизации, то напряженность поля достигла бы величины

Но при Е=Е н ионизация возникает снова и цикл повторяется. Продолжительность цикла определяется периодом времени между погасанием и возникновением заряда Δt 2 , который зависит от постоянной τ., находящейся в пределах от нескольких до десятков секунд.

Электрическая прочность изоляции маслонаполненных кабелей и кабелей с вязкой пропиткой при идеально выпрямленном напряжении (не содержащем переменной составляющей) лежит в пределах 90-150 кв/мм и мало зависит от длительности приложения напряжения. В кабелях с вязкой пропиткой в результате термических циклов и стекания пропитывающего состава электрическая прочность может снижаться до 45 кв/мм. При увеличении давления с 10 до 40 н/см 2 увеличение электрической прочности не превышает 10-15%. Дальнейшее повышение давления практически не влияет на величину электрической прочности. В кабелях постоянного тока с вязкой пропиткой рабочая максимальная напряженность у поверхности токопроводящей жилы составляет от 14 до 22 кв/мм, а в маслонаполненных кабелях от 20 до 30 кв/мм.

При переменном токе вспышки ионизации происходят каждый полупериод, а при постоянном токе только при включениях и отключениях напряжения. Это объясняется тем, что при ионизации газовых включений в объеме изоляции на их стенках образуются поверхностные заряды, электрическое поле которых при постоянном токе направлено против основного поля ‘в кабеле, что способствует затуханию ионизации. При перемене полярности поле зарядов совпадает с основным электрическим полем кабеля, т. е. напряженность в газовых включениях увеличивается, способствуя развитию ионизации.

При подъеме напряжения в момент t, когда напряжение на газовом включении достигает уровня, достаточного для вспышки ионизации, в газовом включении возникают поверхностные заряды, создающие поле, обратное основному полю в кабеле. С увеличением напряжения плотность поверхностных зарядов возрастает и при подъеме напряжения до значения U 0 в момент t 2 напряжение, создаваемое поверхностными зарядами, U i = U 0 — U n таково, что ионизация гаснет. Если бы сопротивление изоляции поверхности газового включения было бесконечно велико и образовавшиеся поверхностные заряды не стекали, ионизация прекратилась бы и напряжение на включении сохранилось бы равным U n . Однако вследствие медленного стекания зарядов напряжение, создаваемое ими, уменьшается, а напряжение на газовом включении возрастает и в момент t 3 становится равным напряжению зажигания U 3 , лри котором вновь вспыхивает ионизация, которая опять продолжается до тех пор, пока напряжение на газовом включении U i не станет равным напряжению погасания U n (момент t 4 ). Если предположить, что напряжение после прекращения ионизации изменяется по экспоненциальному закону

то для повторения вспышки ионизации должно быть соблюдено условие

При выключении постоянного тока (разряд кабеля) поле в газовом включении определяется только плотностью поверхностных зарядов, и в зависимости от моментa выключения напряжение в газовом включении может иметь значения от U o — U з до U o — U n .. Если напряжение, обусловленное плотностью поверхностных зарядов, больше напряжения зажигания, то при отключении напряжения вновь вспыхивает ионизация, которая продолжается до тех пор, пока плотность поверхностных зарядов в газовых включениях не уменьшится до величины, при которой создаваемое ими напряжение станет меньше напряжения погасания. Таким образом, по значениям U 3 и U п а также условной емкости газового включения и сопротивления разряда можно вычислить частоту вспышек ионизации.

Читайте также:  Реле напряжения однофазное новатек рн 263т

Экспериментальная проверка, проведенная в НИИПТ, показала, что при подъеме напряжения постоянного тока до максимального значения ионизация, имеющая место одновременно в ряде газовых включений, не прекращается, а интенсивность ионизации, измеренная числом вспышек, уменьшается постепенно.

Источник



номинальное напряжение изоляции

3.20 номинальное напряжение изоляции (rated insulation voltage): Значение действующего выдерживаемого напряжения, указанное изготовителем для оборудования или его части, характеризующее указанную (долгосрочную) прочность его изоляции.

[Определение 1.3.9.1 МЭК 60664-1].

Примечание — Номинальное напряжение изоляции не обязательно равно номинальному напряжению оборудования, которое прежде всего связано с функциональными характеристиками.

3.13 номинальное напряжение изоляции (rated insulation voltage), UНм (UNm): Напряжение при номинальной частоте, прикладываемое между выводом обмотки и какой-либо другой цепью или проводящей частью, находящейся вне обмотки.

Смотри также родственные термины:

4.1.2. Номинальное напряжение изоляции (цепи НКУ)

Номинальное напряжение изоляции (Ui) цепи НКУ есть значение напряжения, которое характеризует конструкцию НКУ и в соответствии с которым проводят испытания диэлектрических свойств, проверяют зазоры и расстояния путей утечки.

Максимальное номинальное рабочее напряжение любой цепи НКУ не должно превышать его номинального напряжения изоляции. Предлагается, что рабочее напряжение любой цепи НКУ не должно даже временно превышать 110 % номинального напряжения изоляции этой цепи.

1. Стандартные значения номинального напряжения изоляции главных цепей находятся в стадии рассмотрения.

2. Для однофазных цепей с изолированной нейтралью и заземленными открытыми токопроводящими частями (IT) (см. ГОСТ 30331.2-95 (здесь и далее).

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

Смотреть что такое «номинальное напряжение изоляции» в других словарях:

номинальное напряжение изоляции — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN nominal insulation voltage … Справочник технического переводчика

номинальное напряжение изоляции — vardinė izoliacijos atsparumo įtampa statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Matuoklio gamintojo nustatyta arba nurodyta įtampa, apibūdinanti norminę jo izoliacijos atsparumo gebą. atitikmenys: angl. rated insulation voltage… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

номинальное напряжение изоляции цепи НКУ — Номинальное напряжение изоляции (Uc) цепи НКУ есть значение напряжения, которое характеризует конструкцию НКУ и в соответствии с которым проводят испытания диэлектрических свойств, проверяют зазоры и длины путей утечки. Максимальное номинальное… … Справочник технического переводчика

номинальное напряжение изоляции (аппарата), Ui — Значение напряжения, по которому определяют испытательное напряжение при испытании изоляционных свойств, расстояние утечки и воздушные зазоры. Максимальное значение номинального рабочего напряжения не должно превышать наибольшего значения… … Справочник технического переводчика

номинальное напряжение изоляции (соединительного устройства) — напряжение по изоляции Напряжение, определяемое изготовителем для данного соединителя и его составных частей, с которыми соотносятся испытания на электрическую прочность изоляции, воздушные зазоры и расстояния утечки. [ГОСТ Р 51323.1 99]… … Справочник технического переводчика

Номинальное напряжение изоляции (цепи НКУ) — 4.1.2. Номинальное напряжение изоляции (цепи НКУ) Номинальное напряжение изоляции (Ui) цепи НКУ есть значение напряжения, которое характеризует конструкцию НКУ и в соответствии с которым проводят испытания диэлектрических свойств, проверяют… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

номинальное напряжение — 3.17 номинальное напряжение (rated voltage): Напряжение, установленное для выключателя изготовителем. Источник: ГОСТ Р 51324.1 2005: Выкл … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

номинальное напряжение прочности изоляции — vardinė izoliacijos atsparumo įtampa statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Matuoklio gamintojo nustatyta arba nurodyta įtampa, apibūdinanti norminę jo izoliacijos atsparumo gebą. atitikmenys: angl. rated insulation voltage… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

Читайте также:  Техническое обслуживание воздушных линий электропередач напряжением выше 1000в

номинальное напряжение распределительной системы — 3.104 номинальное напряжение распределительной системы (nominal voltage of the distribution system) Un: Напряжение, указанное в обозначении распределительной системы электроснабжения или оборудования, к которому относятся их установленные рабочие … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Номинальное напряжение — У этого термина существуют и другие значения, см. Напряжение. Эта статья или раздел описывает ситуацию применительно лишь к одному региону (Россия). Вы можете помочь Википедии, добавив информацию для друг … Википедия

Источник

Понятие напряжения изоляции
модулей АСУ ТП

Рассмотрим методы описания качества изоляции. В зарубежной литературе обычно используют три стандарта, UL1577, VDE0884 и IEC61010-01, но не всегда даются на них ссылки. Поэтому понятие «напряжение изоляции» трактуется в отечественных описаниях зарубежных приборов неоднозначно. Используются термины «Isolation voltage» — «напряжение изоляции»; «Operating isolation voltage», «Rated isolation voltage», «Working isolation voltage»- рабочее напряжение изоляции»; «Permissible overvoltage» — «допустимое перенапряжение».

Главное различие состоит в том, что в одних случаях имеется в виду напряжение, которое может быть приложено к изоляции неограниченно долго (рабочее напряжение изоляции), в других случаях речь идет об испытательном напряжении, которое прикладывается к образцу в течение от нескольких микросекунд до 1 мин. Испытательное напряжение может в 10 раз превышать рабочее и предназначено для ускоренных испытаний в процессе производства. Ускоренные испытания стали возможны благодаря тому, что напряжение, при котором наступает пробой, зависит от длительности тестового импульса. Испытательное напряжение может быть постоянным (Vdc), переменным с частотой 50 или 60 Гц (указывают среднеквадратическое значение Vrms или пиковое Vpeak), или импульсным (тоже Vpeak). Обычно рядом со значением испытательного напряжения указывают длительность его приложения к образцу.

Тестирование изоляции по стандарту безопасности UL1577 (DVWT тест) состоит в оценке электрической прочности изоляции и выполняется с помощью испытательного напряжения с частотой 50 или 60 Гц и действующим значением обычно 2500 или 3000 В. Напряжение повышают плавно от нуля до достижения указанной величины и выдерживают это значение в течение 60 сек. Для испытаний берут 24 образца, из которых 6 шт. испытывают в первоначально полученном виде, следующие 6 шт. — после прогрева изоляции в течение 7 часов при максимальной рабочей температуре, следующие 6 шт. предварительно выдерживаются в течение 24 часов при температуре 32±2°С и относительной влажности 85%, и последние 6 шт. — при температуре 0±2°С в течение 7 часов. Испытания считают успешными, если пробоя диэлектрика не наблюдается. Стандарт допускает проводить ускоренные испытания при напряжении, увеличенном на 20%, и продолжительности тестирования, пониженной до 1 сек.

Стандарт безопасности VDE0884 устанавливает методику оценки максимального рабочего напряжения изоляции с помощью тестирования методом частичного разряда через диэлектрик (Partial Discharge, PD). Когда напряжение, приложенное к диэлектрику (Vpd ), превышает критическое значение, в диэлектрике начинаются предпробойные явления, которые исчезают при понижении напряжения. Считается, что это напряжение можно считать рабочим напряжением изоляции. В качестве испытательного напряжения стандарт VDE0884 использует напряжение, в 1,6 раз превышающее рабочее. При испытательном напряжении через диэлектрик может пройти заряд величиной не более 5 пКл в течение 1 сек.

Стандарт IEC61010-01 определяет общие требования электробезопасности оборудования для измерения, управления и лабораторных исследований. Такое обрудование может использоваться на высоте не более 2000 м над уровнем моря, при температуре от +5°С до +40°С, при максимальной влажности 80% при температуре 31°С, которая может линейно понижаться до 50% при 40°С. Испытания проводят температуре от 15 до 35°С, относительной влажности 75%, атмосферном давлении от 75 до 106 кПа, без росы, дождя, тумана и пр. Испытательное напряжение зависит от времени его приложения. Таблица 2 показывает связь между рабочим и испытательным напряжением при степени загрязнения II.

Таблица 2. Зависимость между рабочим и тестовым напряжением

Источник

Adblock
detector