пробій ізоляції

Під електричним (проколює) пробоєм розуміється про-бій в найбільш ослабленому місці ізоляції, що відбувається в короткі проміжки часу і зазвичай пов'язаний з місцевим разруше-ням ізоляції кабелів і супроводжується іноді гіллястими обвугленими пагонами. Електричний - іонізаційний пробій про-виходить в повітряних включеннях ізоляції при досить висо-ких напружених в результаті виникнення таких розрядів, які переходять в електричні ковзаючи-щие розряди, що закінчуються про-боєм ізоляції.

Тепловий пробій ізоляції кабе-лей має місце в тих випадках, коли нагрів ізоляції більше відведеного тепла (наприклад, в кабелях високо-го напруги з великою товщиною ізоляції). Цей вид пробою розвивається поступово і відбувається

зазвичай в тих місцях, де підвищення температури через зростання ді-електричних втрат відбувається особливо інтенсивно. Розвитку теплового пробою може сприяти підвищена температура навколишнього середовища. Місце теплового пробою ізоляції представ-ляет радіальний отвір з обпаленої або оплавленої поверхно-стю без наявності в зоні пробою гіллястих пагонів.

Зазвичай пробою носить комбінований характер. Нагрівання, ви-званий легкими розрядами, призводить до місцевого перегріву ізоляції і розвитку в цьому місці теплового пробою. Підвищення напруженості поля в газовому включенні знижує електричну міцність ізоляції, залежить від його природи, товщини шару і тиску. Початкова напруженість іонізації маслонаполненного і газонаповненого кабелів при тривалому застосуванні змін-ного струму (50 гц) зростає зі збільшенням тиску (рис. 2-15), але електрична міцність їх знижується зі збільшенням длитель-ності прикладення напруги. Електрична міцність просочений-ної кабельного паперу при короткочасному випробуванні на пробій змінним струмом зменшується зі збільшенням товщини паперу (рис. 2-16).

Пробивна напруга кабелю при відомій електричної міцності ізоляції одно:

Пробивна напруга кабелю при промисловій частоті мо-же бути визначено за емпіричною формулою:

де U H - номінальна лінійна напруга системи; k1 = l, 15 - коефіцієнт, що враховує можливість підвищення робочого на-напруги; k2 = l, 25 / 1,50 - коефіцієнт, що враховує неоднорідний-ність ізоляції (збіг, зазорів стрічок, наявність вм'ятин, зморшок і інших дефектів технології); k3 = 2,25 / 2,50 - коефіцієнт, вчи-розробляються рівень внутрішніх перенапруг в кабельних мережах; k4 = 1,10 / 1,20 - коефіцієнт, що враховує зменшення пробивної напруги при зниженні тиску масла від розрахункової величини до мінімально допустимого значення. Запас електричної міцності

При розрахунку електричної міцності ізоляції високовольтних кабелів і проводів приймають 4-10-кратний запас допустимої на-напруженості електричного поля в порівнянні з пробивний напря-женностью. Такий запас електричної міцності необхідний через можливість погіршення якості ізоляції в процесі експлуа-ції, а також за рахунок неоднорідності ізоляції за якістю, наявності гострих кутів і виступів струмопровідних жил кабелю та ін. Елек-тричних міцність кабелю зменшується зі збільшенням довжини кабелю , так як число слабких місць пропорційно поверхні струмопровідної жили.

Електрична міцність ізоляції залежить від роду прикладений-ного напруги і знижується зі збільшенням тривалості дії напруги. Найбільшу електричну міцність ізоляція має при постійному струмі, а найменшу - при змінному струмі. Під впливом електричного і теплового полів відбувається прискорення процесу старіння ізоляції з повільною зміною її фізико-хімічних властивостей, що призводять до місцевих ослабленням електрич-чеський міцності.

'Криву залежності електричної міцності від часу при-розкладання напруги називають кривою життя кабелю. Ця зависи-ність виражається рівнянням

де т - коефіцієнт, що залежить від типу кабелів (для силових кабелів з в'язкою просоченням m = 7, для високовольтних одножильних кабелів m≈ 6. для поліетилену m≈ 4; # 964; -час до пробою, хв; E дл - міцність при нескінченно тривалому застосуванні напруги-ня, кв / мм; E пер - змінна частина електричної міцності,

кв / мм. Якщо відкладати по осі ординат E пр, а по осі абсцис ве-личину

(При правильно підібраному значенні т), зависи-ність електричної міцності кабелю від часу має вигляд прямої лінії. Перетин її з віссю ординат дає граничне значення електричної міцності при нескінченно тривалому застосуванні напруги, рівне для маслонаполненного кабелю низького тиску 40 кв / мм, для газонаповненого кабелю високого тиску 20 кв / мм і для кабелю з в'язкою просоченням 12 кв / мм.

На рис. 2-17 приведена експериментальна залежність напря-боргованості поля при пробої кабелю з поліетиленовою ізоляцією (# 916; = 10 мм), що піддавався циклічного нагрівання. При частоті 80 Мгц електрична міцність поліетиленової ізоляції знижує-ся до 3-4 кв / мм. На рис. 2-18 приведена залежність електричні-ської міцності кабелю з ізоляцією з полівінілхлоридного пла-стіката від часу. Короткочасна електрична міцність по-ліетіленовой і полівінілхлоридної ізоляції знижується з увели-ням радіуса дроти:

Залежність пробивної напруги на постійному струмі при ступінчастому підвищенні напруги (по 2 (кв / мм) / ч) від товщини поліетиленової ізоляції і радіусу струмопровідних жил приве-дена на рис. 2-19. Середня напруженість поля при пробої склад-ляет 45 кв / мм незалежно від товщини ізоляції, радіусу токопроводяшей жили і полярності прикладеної напруги. Імпульсна міцність ізоляції кабелів на напругу 100 кВ і вище яв-ляется основною характеристикою при виборі товщини ізоляції. Під імпульсної міцністю розуміють 10 позитивних і 10 від-ріцательно імпульсів нормальної хвилі (1/50 мксек), не викликавши-ших пробою ізоляції.