Isolasi instalasi listrik

Isolasi instalasi listrik dibagi menjadi eksternal dan internal.

Untuk isolasi eksternal, instalasi tegangan tinggi termasuk celah isolasi antara elektroda (kabel saluran listrik ( saluran listrik ), ban pengatur waktu (RU), bagian aktif eksternal peralatan listrik dll), di mana peran utama dielektrik melakukan udara atmosfer. Elektroda terisolasi terletak pada jarak tertentu satu sama lain dan dari tanah (atau bagian ground dari instalasi listrik) dan dipasang pada posisi tertentu dengan bantuan isolator.

Untuk insulasi internal termasuk insulasi belitan transformator dan mesin listrik, insulasi kabel, kapasitor, insulasi busing yang dipadatkan, insulasi antara kontak sakelar dalam keadaan mati, mis. isolasi, tertutup rapat dari lingkungan dengan selubung, selubung, tangki, dll. Insulasi internal biasanya merupakan kombinasi dari dielektrik yang berbeda (cair dan padat, gas dan padat).

Karakteristik penting dari insulasi eksternal adalah kemampuannya untuk memulihkan kekuatan listriknya setelah menghilangkan penyebab kerusakan. Namun, kekuatan dielektrik insulasi luar bergantung pada kondisi atmosfer: tekanan, suhu, dan kelembapan. Kekuatan dielektrik isolator eksternal juga dipengaruhi oleh kontaminasi permukaan dan curah hujan.

Keunikan isolasi internal peralatan listrik adalah penuaan, mis. penurunan karakteristik listrik selama operasi. Kerugian dielektrik memanaskan isolasi. Pemanasan insulasi yang berlebihan dapat terjadi, menyebabkan kerusakan termal. Di bawah pengaruh pelepasan sebagian yang terjadi dalam inklusi gas, insulasi dihancurkan dan terkontaminasi dengan produk dekomposisi.

Kerusakan isolasi padat dan komposit — fenomena ireversibel yang menyebabkan kerusakan pada peralatan listrik. Insulasi gas cair dan internal dapat menyembuhkan diri sendiri, tetapi karakteristiknya memburuk. Penting untuk terus memantau kondisi isolasi internal selama operasinya untuk mengidentifikasi cacat yang berkembang di dalamnya dan untuk mencegah kerusakan darurat pada peralatan listrik.

Isolasi eksternal instalasi listrik

Dalam kondisi atmosfer normal, kekuatan dielektrik celah udara relatif rendah (dalam bidang yang seragam dengan jarak antarelektroda sekitar 1 cm ≤ 30 kV / cm). Pada sebagian besar konstruksi insulasi, ketika tegangan tinggi diterapkan, sangat tidak homogen Medan listrik… Kekuatan listrik di medan seperti itu pada jarak antara elektroda 1–2 m kira-kira 5 kV / cm, dan pada jarak 10–20 m berkurang menjadi 2,5–1,5 kV / cm.Dalam hal ini, ukuran saluran transmisi overhead dan switchgear meningkat dengan cepat seiring dengan peningkatan tegangan pengenal.

Kemanfaatan menggunakan sifat dielektrik udara di pembangkit listrik dengan kelas voltase berbeda dijelaskan oleh biaya yang lebih rendah dan kesederhanaan relatif dalam membuat insulasi, serta kemampuan insulasi udara untuk memulihkan kekuatan dielektrik sepenuhnya setelah menghilangkan penyebab pelepasan. kegagalan celah.

Insulasi eksternal dicirikan oleh ketergantungan kekuatan dielektrik pada kondisi cuaca (tekanan p, suhu T, kelembaban absolut udara H, jenis dan intensitas presipitasi), serta kondisi permukaan isolator, mis. jumlah dan sifat kotoran pada mereka. Dalam hal ini, celah udara dipilih untuk memiliki kekuatan dielektrik yang diperlukan di bawah kombinasi tekanan, suhu dan kelembaban yang tidak menguntungkan.

Kekuatan listrik pada isolator instalasi luar diukur dalam kondisi yang sesuai dengan mekanisme berbeda dari proses pelepasan, yaitu ketika permukaan isolator bersih dan kering, bersih dan basah karena hujan, kotor dan lembab. Tegangan luahan yang diukur di bawah kondisi yang ditentukan masing-masing disebut luahan kering, luahan basah dan kotoran, atau luahan kelembapan.

Dielektrik utama dari insulasi eksternal adalah udara atmosfer - tidak mengalami penuaan, mis. terlepas dari tegangan yang bekerja pada insulasi dan mode pengoperasian peralatan, karakteristik rata-ratanya tetap tidak berubah seiring waktu.

Pengaturan medan listrik dalam isolasi eksternal

Dengan medan yang sangat tidak homogen pada insulasi eksternal, pelepasan korona dimungkinkan pada elektroda dengan radius kelengkungan yang kecil. Munculnya korona menyebabkan hilangnya energi tambahan dan interferensi radio yang intens. Dalam hal ini, langkah-langkah untuk mengurangi tingkat ketidakhomogenan medan listrik sangat penting, yang memungkinkan untuk membatasi kemungkinan pembentukan korona, serta sedikit meningkatkan tegangan pelepasan isolasi eksternal.

Regulasi medan listrik pada insulasi luar dilakukan dengan bantuan layar pada penguat insulator, yang meningkatkan radius kelengkungan elektroda, yang meningkatkan tegangan pelepasan celah udara. Split konduktor digunakan pada saluran transmisi overhead kelas tegangan tinggi.

Isolasi internal instalasi listrik

Isolasi internal mengacu pada bagian dari struktur isolasi di mana media isolasi adalah dielektrik cair, padat atau gas, atau kombinasinya, yang tidak memiliki kontak langsung dengan udara atmosfer.

Keinginan atau kebutuhan untuk menggunakan insulasi internal daripada udara di sekitar kita disebabkan oleh beberapa alasan. Pertama, bahan insulasi internal memiliki kekuatan listrik yang jauh lebih tinggi (5-10 kali atau lebih), yang dapat secara tajam mengurangi jarak insulasi antara kabel dan mengurangi ukuran peralatan. Ini penting dari sudut pandang ekonomi. Kedua, elemen individu dari insulasi internal melakukan fungsi pengikat kabel secara mekanis; dielektrik cair dalam beberapa kasus secara signifikan meningkatkan kondisi pendinginan seluruh struktur.

Elemen isolasi internal dalam struktur bertegangan tinggi terpapar beban listrik, termal, dan mekanis yang kuat selama operasi. Di bawah pengaruh pengaruh ini, sifat dielektrik isolasi memburuk, isolasi "menua" dan kehilangan kekuatan dielektriknya.

Beban mekanis berbahaya untuk insulasi internal, karena retakan mikro dapat muncul pada dielektrik padat yang membentuknya, di mana kemudian, di bawah pengaruh medan listrik yang kuat, pelepasan sebagian akan terjadi dan penuaan insulasi akan dipercepat.

Bentuk khusus pengaruh eksternal pada insulasi internal disebabkan oleh kontak dengan lingkungan dan kemungkinan kontaminasi dan kelembaban insulasi jika hermetisitas instalasi rusak. Membasahi insulasi menyebabkan penurunan tajam dalam resistansi kebocoran dan peningkatan kerugian dielektrik.

Insulasi bagian dalam harus memiliki kekuatan dielektrik yang lebih tinggi daripada insulasi bagian luar, yaitu tingkat di mana kerusakan benar-benar dikecualikan selama masa pakai.

Irreversibilitas kerusakan insulasi internal sangat memperumit akumulasi data eksperimen untuk jenis insulasi internal baru dan untuk struktur insulasi besar peralatan tegangan tinggi dan ultra-tinggi yang baru dikembangkan. Lagi pula, setiap bagian dari insulasi yang besar dan mahal hanya dapat diuji kegagalannya satu kali.

Bahan dielektrik juga harus:

• memiliki sifat teknologi yang baik, yaitu harus sesuai untuk proses isolasi internal throughput tinggi;

• memenuhi persyaratan lingkungan, yaitumereka tidak boleh mengandung atau membentuk produk beracun selama operasi, dan setelah seluruh sumber daya habis, mereka harus menjalani pemrosesan atau pemusnahan tanpa mencemari lingkungan;

• tidak menjadi langka dan memiliki harga sedemikian rupa sehingga struktur isolasi layak secara ekonomi.

Dalam beberapa kasus, persyaratan lain dapat ditambahkan ke persyaratan di atas karena spesifikasi jenis peralatan tertentu. Misalnya, bahan untuk kapasitor daya harus memiliki konstanta dielektrik yang meningkat, bahan untuk ruang switching harus memiliki ketahanan tinggi terhadap kejutan termal dan busur listrik.

Praktek bertahun-tahun dalam penciptaan dan pengoperasian berbagai peralatan tegangan tinggi menunjukkan bahwa dalam banyak kasus seluruh rangkaian persyaratan paling baik dipenuhi ketika kombinasi beberapa bahan digunakan dalam komposisi insulasi internal, saling melengkapi dan melakukan fungsi yang sedikit berbeda.

Dengan demikian, hanya bahan dielektrik padat yang memberikan kekuatan mekanis dari struktur isolasi. Mereka biasanya memiliki kekuatan dielektrik tertinggi. Bagian yang terbuat dari dielektrik padat dengan kekuatan mekanik tinggi dapat bertindak sebagai jangkar mekanis untuk kabel.

Penggunaan dielektrik cair memungkinkan dalam beberapa kasus untuk secara signifikan meningkatkan kondisi pendinginan karena sirkulasi alami atau paksa dari cairan isolasi.