Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Мельников, Н. А. Проектирование электрической части воздушных линий электропередачи 330-500 кВ

.pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
17.79 Mб
Скачать

 

 

 

 

Импульсные разрядные на­

 

 

 

 

пряжения

Up

гирлянд длиной

 

 

 

 

5Г при волне

1,5/40 мкс поло­

 

 

 

 

жительной

полярности

приве­

 

 

 

 

дены на рис. 7-8.

 

 

 

 

 

 

Импульсные разрядные на­

 

 

 

 

пряжения

натяжной

и

под­

 

 

 

 

держивающей

 

гирлянд прак­

 

 

 

 

тически можно

считать

оди-

и

/ & О

У О и

ЛЛ

паковыми.

0

 

 

 

им-

 

 

 

 

Зависимость

Р„с. 7-8. Разрядные

характеристики

гир-

ПуЛЬСНОГО

50%-НОГО разрЯД-

лянд изоляторов при

волне положительной

НОГО НЭПрЯЖеНИЯ ГИрЛЯНД ОТ

полярности.

 

 

предразрядного

времени,

на­

 

 

 

 

зываемая

вольт-секундной

ха­

рактеристикой, с достаточной степенью точности характеризу­

ется двумя параметрами: 50%-ным импульсным разрядным напряжением гирлянды U50% и ее разрядным напряжением Uptl

при малых временах

воздействия ( t і = 2 мкс), т. е. данными,

приведенными на рис.

7-8.

По этим параметрам, используя приведенную ниже эмпи­ рическую формулу, можно построить вольт-секундную характе­ ристику гирлянды:

(7-16)

где

(7-17)

В связи с кратковременностью грозовых процессов дождь и любое другое увлажнение слабо влияют на импульсное раз­ рядное напряжение гирлянд и практически могут не учиты­ ваться.

Разрядные напряжения загрязненных и увлажненных гир­ лянд изоляторов. В районах с загрязненной атмосферой на изо­ ляторах осаждается сухой слой загрязнения, который только в незначительной степени уменьшает их разрядное напряжение. Снижение электрической прочности гирлянд происходит в тех случаях, когда загрязнение, содержащее проводящие вещества, увлажняется во время тумана, моросящего дождя или появле­ ния росы. После насыщения влагой проводящие вещества рас­ творяются, что приводит к снижению на несколько порядков со­ противления поверхностного слоя загрязнения.

Интенсивность загрязнения отдельных участков поверхности изолятора и степень их увлажнения зависят от конструктивных особенностей изоляторов, условий загрязнения и увлажнения

164

и носят неравномерный характер. После приложения напряже­ ния по увлажненным и загрязненным изоляторам начинает про­ текать ток утечки, пропорциональный проводимости слоя за­ грязнения. Это явление аналогично процессам разряда по ув­ лажненной поверхности гирлянды и сопровождается образова­ нием в местах с наибольшей плотностью тока у пестиков на поверхности изоляторов коротких предварительных разрядов сине-фиолетового цвета, которые не имеют тенденции к удлине­ нию и, следовательно, опасности для изоляции не представляют. Через несколько минут после образования частичных дуг в ре­ зультате выделения энергии в увлажненном слое загрязнения на поверхности изоляторов образуется последовательно вклю­ ченная кольцевая подсушенная зона, достигающая 5—10 см по диаметру, и ток утечки прерывается. Процесс высыхания сопро­ вождается перераспределением напряжения вдоль пути утечки и в результате к подсушенной зоне оказывается приложенным более 95% напряжения, приходящегося на изолятор. При этом происходят периодические перекрытия сухой зоны частичными разрядами темно-желтого цвета с относительно большим током, характерными для дугового разряда формами кривых тока и на­ пряжения и падающей вольт-амперной характеристикой. Ча­ стичные дуги способствуют радиальному расширению сухой зо­ ны и также переходят на неподсушеннуго часть изолятора. Пре­ дельная длина частичного разряда зависит от напряжения, приложенного к изолятору, и тока, протекающего через частич­ ную дугу, который в свою очередь зависит от степени за­ грязнения и увлажнения изоляторов. Отмечено, что при ско­ рости ветра более 22 м/с дуги исчезают. Частичные дуги, возникающие во время периодических перекрытий сухой зоны,

могут продолжать

удлиняться, и, следовательно,

в процессе

их развития, если проводимость влажных

зон достигнет

кри­

тической

величины,

при которой плотность

тока

сильно

воз­

растет,

существует

определенная вероятность

перекрытия

изоляции в результате снижения поверхностного сопротив­ ления.

Интенсивные загрязнения, сопровождаемые повышенной влажностью, могут снизить разрядные напряжения одиночного изолятора с 40—50 кВ до 6—10 кВ.

Для определения оптимальной конфигурации изоляторов, предназначенных для эксплуатации в условиях различного рода загрязнений, и составления рекомендаций по выбору уровней изоляции линий, работающих в районах с загрязненной атмос­ ферой, широко проводятся полевые и лабораторные испытания. В районах, где предусматривается интенсивное строительство линий электропередачи, сооружаются сетевые испытательные стенды, на которых в условиях загрязненной атмосферы посто­ янно находятся под напряжением гирлянды изоляторов различ­ ных конфигураций. На стендах производятся измерения токов

165

утечки и поверхностного сопротивления изоляторов при естест­ венном и искусственном увлажнении.

В полевых условиях измеряют токи утечки в первую очередь на гирляндах, где происходят видимые разряды. Количество толчков тока утечки, их величина и последовательность зависят от конструкции изоляторов, степени их загрязненности и усло­ вий погоды. Например, в сухую погоду токи утечки по загряз­ ненной изоляции не превышают 5 мА и не представляют опас­ ности для изоляции. При токах утечки до 15 мА линия элек­ тропередачи, как правило, продолжает надежно работать, но отдельные случаи перекрытия могут наблюдаться, если поверх­ ность изоляторов загрязнена неравномерно. Возрастание тока утечки до 40 мА показывает, что вероятность перекрытия резко увеличилась. При токах утечки 100 мА и более перекрытие гир­ лянд изоляторов становится вполне вероятным. Широкое рас­ пространение получили также лабораторные испытания, при которых равномерное загрязнение и увлажнение поверхности изоляторов производится искусственным путем. Наиболее на­ дежные результаты могут быть получены при лабораторных испытаниях неравномерно загрязненных изоляторов, де­ монтированных с действующих линий и снятых с полевых стендов.

Во время лабораторных испытаний одиночных изоляторов и гирлянд должны имитироваться два основных режима рабо­ ты изоляции в эксплуатации: включение загрязненной изоляции под напряжение в сырую погоду и увлажнение загрязненной изоляции, находящейся под напряжением.

В связи с этим предусматриваются следующие способы ис­ пытания загрязненных изоляторов.

1. Плавный подъем напряжения при предварительном ув­ лажнении поверхности загрязненных изоляторов.

2.Включение напряжения толчком и длительное его прило­ жение к заранее загрязненному и увлажненному изолятору до тех пор, пока не произойдет подсушка или перекрытие.

3.Длительное приложение напряжения к заранее загрязнен­ ному изолятору с последующим его увлажнением или к чистому изолятору с последующим осаждением на нем соленого тумана.

Степень увлажнения загрязняющего слоя характеризуется изменением поверхностного сопротивления, измеряемого в спе­ циальных камерах искусственного тумана.

Основной электрической характеристикой гирлянд изоляторов в нормальном эксплуатационном режиме является градиент Ег, равный 50%-ному разрядному напряжению изолятора, отнесен­ ному к его строительной высоте, и определяемый при различных характеристиках загрязнения и непрерывном увлажнении:

166

где Ur — разрядное напряжение гирлянды изоляторов тарель­ чатого типа.

Градиент разрядного напряжения Е г характеризует пригод­ ность изоляторов для работы в условиях загрязненной и увлаж­ ненной атмосферы. У специальных конструкций грязестойких изоляторов средние разрядные градиенты примерно на 20— 30% выше, чем у соответствующих изоляторов нормального ис­ полнения. Результаты измерений также показали, что с увели­ чением отношения 1/Н, как правило, наблюдается рост разряд­ ных градиентов.

7-3 РАБОТА ИЗОЛЯЦИИ В РАЙОНАХ С ЗАГРЯЗНЕННОЙ АТМОСФЕРОЙ

Внастоящее время линии сверхвысокого напряжения получили широкое распространение в европейской части СССР, где имеются промышленные ис­ точники загрязнения, а также в Казахстане и Средней Азии, для которых в ря­ де случаев характерны солончаковые почвы. Наличие на трассе даже неболь­ ших по длине участков, подверженных интенсивному загрязнению, может при­ вести к значительному увеличению числа отключений всей линии электропе­ редачи.

Вбольшинстве случаев прочность изоляции резко снижается только при относительной влажности в пределах 70—100% и температуре воздуха, близ­ кой к нулю (в диапазоне от —5 до + 10 °С). Наиболее часто на изоляторах ув­ лажненная проводящая поверхность возникает осенью и весной во время тума­

нов, рос, мелких моросящих дождей, гололедов, сменяющихся оттепелями, и т. п. явлений, наблюдающихся в течение 10% всего времени года, при кото­ рых могут насыщаться образовавшиеся в период сухой погоды слои загряз­ нения и в то же время поверхность изоляторов не очищается, как это бывает при интенсивных дождях. Рассматриваемый процесс имеет длительный харак­ тер. Наблюдения показали, что на участках трассы линии с загрязнениями

большой плотности перекрытие изоляторов

в ряде случаев

происходит через

3 ч и более после начала влажной погоды.

наблюдаются

п при отсутствии

Перекрытия при рабочем напряжении

интенсивного загрязнения в тех случаях, когда в течение ночи изоляторы вследствие теплоотдачи охлаждаются, а на рассвете происходит интенсивное

выпадение росы, которая смачивает всю поверхность изолятора

и обра­

зует вместе с накопившейся на поверхности изолятора пылью

проводя­

щий слой.

 

Эти явления, получившие название «перекрытия на восходе солнца», наи­ более часто происходят в местах с резким перепадом температур на опорах, находящихся вблизи водных источников, в низинах, вблизи лесных посадок и других местах с интенсивным выпадением росы. Перекрытия изоляции при отсутствии вблизи линий источников промышленных загрязнений наблюда­ лись во многих странах, включая и Советский Союз.

Промышленные загрязнения. Вблизи некоторых химических предприятий в воздухе часто, особенно при нарушении технологического процесса, содер­ жится сернистый газ или пары кислот. В этих случаях при наличии увлажне­ ния на изоляторах может образоваться невидимая проводящая пленка. Неко­ торые виды загрязнений, оседая на изоляторах, постепенно уплотняются, образуя прочный несмываемый и трудно очищаемый осадок. Наиболее опасны­ ми, кроме химических уносов, источниками промышленных загрязнений явля­

167

ются материалы, используемые для цементной и металлургической промыш­ ленности, в том числе: гипс, известняк, кокс, железная руда, а также отходы алюминиевых и ферросплавных производств. Вблизи цементных заводов на изоляторах осаждается хорошо проводящий слой цемента, а в районе алюми­ ниевых и ферросплавных заводов на поверхности изолятора образуется пла­ виковая кислота, которая разрушает глазурь, вследствие чего поверхностная проводимость диэлектрика резко увеличивается.

Загрязняющие осадки со сраиительно небольшим содержанием раствори­ мых в воде солей, например топочные уносы котельных, представляют опас­ ность только при значительной интенсивности загрязнения. В этом случае на изоляторах может накопиться значительный слой грязи (30—50 мг/см2) и при сырой погоде произойти перекрытие. При небольшой интенсивности загрязне­ ния при наличии самоочистки изоляторов дождем и ветром такие загрязнения серьезной опасности не представляют.

Районы с засоленными почвами. Перекрытия при рабочем напряжении ча­ сто происходят и в тех случаях, когда трасса линии электропередачи проходит в солончаковых районах, или при наличии только полевого загрязнения в сель­ скохозяйственных районах, где ветер разносит на большие расстояния хими­ ческие удобрения, вносимые в землю или распыляемые по воздуху самоле­ тами. В некоторых случаях солесодержание слоя загрязнения изоляторов, демонтированных в сельскохозяйственных районах, достигает 10%, а поверх­ ностная плотность загрязнения — 0,5—1,0 мг/см2.

Выбор изоляции в солончаковых районах представляет собой сложную задачу в связи с тем, что разрядные характеристики изоляции зависят не толь­ ко от солесодержания грунтов вдоль трассы, но и от многих других факторов. Отложения на изоляции собираются с обширной территории и являются функ­ цией направления и скорости ветра, а также структуры почвы, вследствие этого различие в степени засоленности грунтов отдельных участков трассы линии в значительной степени нивелируется. При классификации участков трассы по различной степени загрязнения, кроме анализа опыта эксплуатации и геологических материалов, характеризующих источники солончаковых за­ грязнений, необходимо также учитывать рельеф местности и степень влажно­ сти. Влажное проводящее загрязнение может образоваться и в тех случаях, когда на изоляторы ветром заносятся брызги соленой морской воды или воз­ никает туман, в котором содержатся частицы соли.

Морские туманы возникают в осенне-зимний период при больших пере­ падах температур воды и воздуха, а также наблюдаются весной. Наличие ветра усиливает испарение воды и увеличивает вероятность возникновения тумана. Кроме того, близость моря повышает влажность воздуха в прибреж­ ных районах и способствует выпадению сильных рос. В этих условиях даже небольшой слой солончаковой пыли, отложившейся на изоляторах, может привести к перекрытиям нормальной изоляции. При соленом тумане наблю­ дались также перекрытия чистых гирлянд. Перекрытия изоляции из-за мор­ ских туманов в большинстве районов наблюдаются на расстоянии до 5— 8 км от побережья. Наиболее опасным даже для усиленной изоляции явля­ ется сочетание пыльной бури и тумана или повышенной влажности воздуха. В отличие от промышленных при солевых загрязнениях перекрытия возни­ кают немедленно после появления увлажнения.

Загрязнение пометом птиц. На некоторых линиях электропередачи, трасса которых проходит в районах с чистой атмосферой, наблюдается большое коли­ чество перекрытий, вызванных загрязнением изоляции пометом птиц, находя­ щихся на опорах, преимущественно в ночные часы и после восхода солнца.

До последнего времени считалось, что при отсутствии источников загряз­ нения и запыления причиной перекрытий является сочетание осаждения пыль­ цы цветов на поверхности изоляторов и утреннего увлажнения. Результаты наблюдений, произведенных в разных странах, показали, что в действитель­ ности все эти перекрытия, происходящие преимущественно в летнее время, явились следствием загрязнения изоляции крупными птицами. Наибольшая интенсивность перекрытий регистрируется там, где трасса линии проходит почти по открытой местности, но вблизи имеются рощи и леса. После выпол­

168

нения

мероприятий, препятствующих посадке птиц на траверсу, и

уста­

новки

пластин из оцинкованного железа, предотвращающих падение

по­

мета на гирлянды, количество перекрытий при рабочем напряжении резко снизилось.

Мероприятия для повышения надежности эксплуатации линейной изоля­ ции в нормальных эксплуатационных режимах. Для обеспечения надежной работы изоляции в условиях загрязнения в процессе проектирования изучают­ ся условия прохождения трассы линии и в первую очередь определяются источники загрязнения.

Применительно к промышленным предприятиям следует установить род производства, высоту труб и наличие очистительных устройств. В случае естественных источников загрязнения определить степень засоленности грун­ тов, наличие других естественных источников повышенных загрязнений и их характеристики. Должен быть также произведен анализ химического состава загрязняющих веществ и, в частности, установлено процентное содержание солей в загрязнении. В процессе проектирования необходимо собрать средне­ годовые многолетние метеорологические данные, характеризующие рассматри­ ваемую трассу по числу дней с дождем различной интенсивности, туманом, моросящими осадками, росой и грозами. Следует также определить направ­ ление и скорость ветра, частоту и длительность пылевых бурь.

При анализе метеорологических условий, если данные о выпадении росы отсутствуют, особо следует выделить все случаи высокой влажности (больше 90%), которые представляют наибольшую опасность для изоляции.

Одновременно необходимо проанализировать опыт эксплуатации работа­ ющих в этом районе линий электропередачи, определить поверхностную плот­ ность загрязнения изоляторов и ее изменения в течение года, а также в ла­ бораторных условиях провести испытания демонтированных с линии изолято­ ров. Наиболее эффективно изучение опыта эксплуатации с помощью стендов, размещаемых вдоль трассы проектируемой линии, на которых устанавлива­ ются изоляторы.

При этом следует учитывать, что наличие напряжения не оказывает заметного влияния на интенсивность загрязнения изоляции. В тех случаях,

когда в процессе проектирования степень загрязнения не удается

установить

с точностью, гарантирующей надежную эксплуатацию, следует

предусмат­

ривать габариты опор, позволяющие в случае необходимости в последующем усилить изоляцию. (С повышением высоты опор, а следовательно, и удале­ нием гирлянд изоляторов от земли, уменьшается степень загрязняемости изоляции).

В районах с интенсивным и регулярным выпадением осадков в виде дож­ дей систематически происходит самоочищение изоляторов. Опыт эксплуата­ ции показал, что при одинаковых условиях горизонтально подвешенные и Ѵ-об- разные гирлянды в большинстве случаев лучше самоочищаются при ветре и дожде от загрязнения, чем вертикальные. Исключение составляют случаи, когда натяжные гирлянды покрываются сплошным слоем снега или инея. В приморских районах ветры с моря переносят брызги соленой воды, в ре­ зультате чего частицы соли более интенсивно оседают на натяжных гирлян­ дах. Во влажную погоду перекрытие натяжной гирлянды, покрытой сплош­ ным слоем снега, загрязненного промышленными уносами, более вероятно, так как на поддерживающих гирляндах снег быстро опадает.

В рассматриваемых условиях эффективным эксплуатационным мероприя­ тием является применение АПВ. В одной энергосистеме СССР, где трасса большинства линий проходит в тяжелых с точки зрения загрязнения усло­ виях, в течение ряда лет производились исследования эффективности при­ менения трехфазного АПВ. Анализ опыта эксплуатации линий электропередачи, учитывающий около 20 000 км-лет наблюдений, показал, что количество ус­ пешных повторных включений после перекрытий, вызванных загрязнением изоляции, составляет на линиях ПО и 220 кВ соответственно 72,5 и 84,5%. Это обстоятельство показывает, что во время бестоковой паузы в большин­ стве случаев прочность перекрытых гирлянд изоляторов успевает восстано­ виться. Почти при всех случаях перекрытия процесс нарастания диэлектриче­

12—342

169

ской прочности протекает настолько быстро, что после повторного АПВ про­ исходит успешное включение линий, которые не удалось включать во время первого цикла АПВ. Эффективность АПВ непосредственно связана с уровнем изоляции линии. На линиях с сильно пониженным по сравнению с требуемым уровнем изоляции часто регистрируются случаи перехода однофазных замыка­ ний в многофазные, тогда резко возрастает вероятность устойчивых поврежде­ ний и снижается процент успешных АПВ. К числу мероприятий, которые мо­ гут применяться для повышения надежности эксплуатации линий электропере­ дачи в загрязненных районах, относится также снижение рабочего напряжения в пределах, допустимых по условиям режима работы электропередачи, на вре­ мя отмеченных выше неблагоприятных для работы изоляции метеоусловий. Например, это мероприятие можно рекомендовать для предотвращения ноч­ ных или утренних перекрытий, не совпадающих по времени с максимумом на­ грузки, когда в сети по режимным условиям не требуется поддержание наи­ большего или близкого к нему рабочего напряжения.

В некоторых районах, где дожди выпадают редко и поэтому изоляторы не самоочищаются, слой загрязнения слабо сцеплен с фарфором и поэтому легко удаляется. В этих условиях, когда все остальные возможности усиле­ ния изоляции уже исчерпаны, должна производиться периодическая чистка, эффективность которой зависит от скорости нарастания загрязнения на изоля­ торах. Необходимость проведения чистки может быть установлена по резуль­ татам регистрации опыта эксплуатации, а также токов утечки и визуальным наблюдениям за цветом частичных разрядов. Сроки проведения чисток уста­ навливаются в зависимости от конкретных условий прохождения трассы ли­ нии, как правило, 1—2 раза в год перед началом сезона туманов, выпадения

рос, т. е.

неблагоприятных м е т е о р о л о г и ч е с к и х условий, способствующих пере­

крытию

изоляции. На участках с интенсивными загрязнениями, как, на­

пример, химические уносы и т. п., чистка изоляции производится ежемесячно, а в летнее время раз в 2 мес. Чистка изоляции линии электропередачи явля­ ется трудоемким процессом и поэтому ее следует применять только на от­ дельных участках, где наблюдаются интенсивные загрязнения и увлажнения и вследствие этого происходят частые перекрытия.

Все более широкое применение получает механизированный обмыв изо­ ляции линии под напряжением. Это мероприятие эффективно в тех случаях, когда трасса линии проходит в солончаковых районах или при наличии про­ мышленных уносов, которые не цементируются на поверхности изоляторов. Обмыв изоляции увеличивает в несколько раз производительность труда и од­ новременно повышает эксплуатационную надежность, так как профилакти­ ческие работы производятся без отключения линии.

Для обмыва изоляции применяется сплошная струя воды высокого или низкого давления или прерывистая струя. Преимуществом прерывистой струи, требующей значительно большего расхода воды, являются повышенные ди­ электрические свойства, так как в случае ее применения отсутствует влияние проводимости воды на вероятность перекрытия. Для производства работ по обмыву изоляции прежде всего должны быть созданы условия, исключаю­ щие вероятность перекрытия по струе воды.

Применение сплошной струи высокого давления безопасно для эксплуа­ тационного персонала при выполнении следующих основных условий. На ли­ ниях 330—500 кВ минимально допустимое расстояние от сопла до гирлянды по струе должно составлять соответственно 5 и 6 м. Расстояние в свету между проводом линии 330—500 кВ и заземленной частью телескопической вышки должно быть соответственно не менее 3,5 и 4,5 м. Все металлические части обмывочного оборудования, включая и сопло, должны быть заземлены. Кро­ ме того, монтер изолируется от металлических частей резиновыми перчатками и диэлектрическими ботами. Обмыв изоляции может производиться при удель­ ном сопротивлении воды не ниже 700 Ом/см и ветрах не более 5—6 м/с.

В районах с наиболее интенсивными загрязнениями в тех случаях, когда все перечисленные выше мероприятия не дают требуемого эффекта, применя­ ют гидрофобные пасты, препятствующие образованию сплошной проводящей пленки на поверхности изоляторов и протеканию токов утечки.

170

7 -4 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА ИЗОЛЯТОРОВ В ГИРЛЯНДАХ

Выбор изоляции линий электропередачи является технико­ экономической задачей, решение которой должно обеспечить надежные условия эксплуатации при минимальном расходе средств. В нормальных условиях стоимость изоляции линий 330—500 кВ составляет 5—1 0 % стоимости всего сооружения,

ана линиях более высокого напряжения и в районах с загряз­ ненной атмосферой может быть значительно выше. Кроме того, сокращение длины гирлянды позволяет уменьшить расстояние между фазами и увеличить расчетный пролет при неизменной высоте опоры.

Следует также учитывать, что после перекрытия гирлянды ее разрядные характеристики снижаются в незначительной сте­ пени. Это объясняется тем, что характерное для современных релейных защит быстрое отключение линии предохраняет изо­ ляторы от опасности повреждения и позволяет, как правило, после успешного АПВ продолжать нормальное электроснабже­ ние потребителей.

Выбор количества элементов в гирляндах должен произво­ диться таким образом, чтобы абсолютное количество отключе­ ний линии сверхвысокого напряжения из-за перекрытия изоля­ ции было бы достаточно мало и, как правило, составляло не бо­ лее 0,1 0,2 на 100 км в год.

Одним из основных условий, обеспечивающих выполнение этого требования, является применение на линиях электропере­ дачи изоляторов высокого качества. Эксплуатационная надеж­ ность изоляторов оценивается отбраковкой, производимой при профилактических измерениях. Для обеспечения надежной ра­ боты линейной изоляции прежде всего необходимо, чтобы отбра­ ковка дефектных элементов в гирлянде составляла не более 0,1% в год. Требования к изоляции учитывают, что при корот­ ких замыканиях на линиях электропередачи пробой дефектного фарфорового изолятора приводит к разрыву гирлянды и паде­ нию провода на землю со всеми вытекающими последствиями.

Значительно увеличиваются также эксплуатационные расхо­ ды, связанные с отысканием и заменой поврежденных изолято­ ров. С ростом номинального напряжения и одновременным сни­ жением расчетных кратностей коммутационных перенапряже­ ний увеличивается влияние рабочего напряжения на изоляцию,

аследовательно, и на надежность эксплуатации линий элек­ тропередачи. По этой причине, а также с учетом все возраста­ ющей степени загрязнения атмосферы выбор изоляции линий

12*

171

электропередачи напряжением ПО кВ и выше производится по условию обеспечения нормальной работы линии при рабочем напряжении. Полученное в результате расчета количество эле­ ментов в гирляндах в случае применения грязестойких изолято­ ров с отношением 1/Н > 2,3 проверяется по сухоразрядному и мокроразрядному напряжениям.

Выбор количества элементов в гирляндах по рабочему напря­ жению. Определение эффективной длины пути утечки. Выбор

количества элементов по рабочему напряжению

производится

в соответствии с длиной пути утечки изоляторов,

из которых

скомплектована гирлянда.

 

В расчетные формулы вводится не геометрическая длина пу­ ти утечки каждого изолятора, а ее эффективное значение /Эфф, т. е. только та часть диэлектрика, которая действительно прини­ мает участие в процессе разряда по поверхности изолятора той

или иной

конструкции: 13фф =

1 ут /К , где /ут— геометрическая

длина пути

утечки изолятора;

К — поправочный коэффициент,

учитывающий эффективность использования длины пути утечки при развитии разряда и различную загрязняемость изоляторов в естественных условиях.

Поправочные коэффициенты К устанавливаются по отноше­ нию к изоляторам простой конфигурации с отношением lyilD — = 0,9-М,1, у которых при разряде длина пути утечки исполь­

зуется полностью ( К = 1). У

изоляторов с развитой поверхно­

стью величина К изменяется

в зависимости от

интенсивности

загрязнения и свойств загрязняющего вещества.

Поправочные

коэффициенты могут быть определены на основании анализа опыта эксплуатации или по результатам лабораторных изме­ рений.

Если гирлянды, скомплектованные из изоляторов простой конфигурации и грязестойкого исполнения, работают в одинако­ вых условиях и с одинаковой степенью надежности на линиях одного и того же напряжения, то величина поправочного коэф­ фициента определяется из отношения

К = —р ~ »

(7-19)

Ь у Т

 

где І^т — длина пути утечки по гирлянде

из п изоляторов гря­

зестойкого исполнения^ LyT— то же при

гирлянде из п изоля­

торов простой конфигурации.

 

Величина поправочного коэффициента по данным лаборатор­ ных измерений рассчитывается по формуле

К =

(7-20)

Іут

и'

где /ут и /Ут — длина пути утечки соответственно изолятора, у которого определяется поправочный коэффициент, и изолято-

172

Т абл и ц а 7-4

Тип изолятора

Отношение

длины пути

Поправочный коэффи­

утечки к диаметру

циент К

 

изолятора

 

 

ПФ6, ПФ6-А, ПС6-А

о,9-1,1

 

1.0

ПФ6-В, ПФ20-А,

1,1— 1,25

1,1

ПС16-А, ПС22-А,

 

 

 

ПСЗО-А

 

 

 

ПС12-А, ПФ16-А,

1,25— 1,4

 

1,2

ПС16-Б

 

 

 

ра простой конфигурации

(К = 1 );

Ur и UT — разрядные напря­

жения сравниваемых изоляторов.

Значения поправочного коэффициента К для некоторых ти­ пов подвесных изоляторов различной конфигурации приведены в табл. 7-4.

Определение удельной длины пути утечки. В качестве крите­ рия для определения количества элементов в гирлянде прини­ мается нормированная в зависимости от степени загрязнения атмосферы удельная эффективная длина пути утечки К, которая рассчитывается по формуле

К = -І2**-,

(7-21)

Ул

 

где и л — наибольшее рабочее напряжение линии

(линейное

значение).

 

Эффективная длина пути утечки гирлянды, скомплектован­

ной из и изоляторов, равняется:

 

■^эфф = п^эфф-

(7-22)

Выбор изоляции линий электропередачи по рабочему напря­

жению получил широкое распространение только в

последние

годы. До этого количество элементов в гирляндах выбиралось по мокроразрядным характеристикам в соответствии с расчет­ ной кратностью коммутационных перенапряжений.

В связи с тем что для линий 330 кВ по электромеханическим нагрузкам, как правило, требуются изоляторы типов ПФ6 и ПС6, имеющие относительно слабо развитую поверхность, удель­ ная длина пути утечки на линиях 330 кВ при гирляндах, выбран­ ных в соответствии с расчетной кратностью коммутационных пе­ ренапряжений 2,7 £/ф, значительно снизилась по сравнению с линиями ПО—220 кВ и оказалась равной А,= 1,1-М,2 см/кВ. Такое значительное снижение величины К, которая на линиях НО—220 кВ равняется 1,5 см/кВ, практически не отразилось на

173

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ