Особенности проектирования изоляции оборудования постоянного тока

Напряжение постоянного тока до настоящего времени не нантло замет-, ного применения в электроэнергетике. Случаи его применения ограничи­ваются вставками постоянного тока и то не очень высоких классов напря­жения. При этом сами линии электропередачи остаются линиями переменного напряжения. Но перспективные проработки строительства линий электропередачи постоянного сверхвысокого напряжения ведутся. С точки зрения ТВН, как научной дисциплины, при таких перспективных проработках следует учитывать следующее.

Электрическая прочность однородных видов изоляции — газовой, вакуумной, жидкой, твёрдой — при воздействии на них постоянного напряжения практически равна электрической прочности при воздей­ствии на изоляцию переменного напряжения (его амплитудного значе-

ния). Специфика поведения изоляции при постоянном напряжении начи­нает проявляться в двух случаях.

Первый случай — это когда изоляция представляет из себя комбина­цию последовательно расположенных слоев диэлектрика. При перемен­ном напряжении распределение напряжений, приходящихся на отдельные слои, определяется ёмкостью этих слоев, т.е. значениями диэлектриче­ских постоянных материала диэлектрика этих слоев. При постоянном напряжении распределение напряжений по слоям будет обратно пропор­ционально их активным проводимостям и соответственно может суще­ственно отличаться от распределения при переменном напряжении. Это надо учитывать и при желании повышать пробивное напряжение изоля­ционных конструкций, состоящих из последовательно соединённых эле­ментов, путём принудительного перераспределения напряжений между отдельными элементами. Например, это относится к опорным конструкциям преобразовательных подстанций постоянного тока. Если необходимое распределение не обеспечивается активными сопротивлениями выпрями­тельных блоков, включая активное сопротивление жидкости, используе­мой для отвода тепла от тиристоров, то необходимо дополнительное параллельное включение к элементам конструкции активных шунтирую­щих сопротивлений.

Возникающие же на проводах линий электропередачи постоянного тока или на конструкциях преобразовательных подстанций импульсные перенапряжения будут распределяться по их элементам так же, как и при переменном напряжении, и учитываются при выборе изоляции так же, как и для оборудования переменного напряжения.

Второй случай — это когда во внутренней изоляции присутствуют проводящие загрязнения. Как правило, эти частицы в итоге приобретают заряд. И если при переменном напряжении за время воздействия полу­волны одной полярности они не успевают заметно сместиться, то при длительном воздействии постоянного напряжения они устойчиво, хотя и медленно, будут дрейфовать к электроду с противоположным зарядом. В результате вблизи этого электрода может существенно усилиться напря­жённость электрического поля, что приведёт к возникновению и разви­тию разряда. Особенно это явление проявляется в элегазовой изоляции оборудования постоянного тока. Проводящие загрязнения или даже отде­льные заряды, появляющиеся в изоляции из-за возникновения частичных разрядов, могут осаждаться на поверхности твёрдых изоляторов в элегазо-вом оборудовании, искажать распределение электрического поля и резко снижать напряжение перекрытия вдоль поверхности изоляторов.

Подходы же к координации изоляции, выбору испытательных напря­жений и процедурам испытания для оборудования постоянного тока те же, что и для оборудования переменного тока. При конструировании же

изоляции отдельных видов оборудования необходимо учитывать отмечен­ную специфику поведения изоляции при воздействии на неё напряжения постоянного тока.