163
Results:
named the levels of acoustic pressure of the shock-wave front initiated by the discharge of electricity.
Conclusions:
it was established that the pressure value of the shock-wave front initiated by the discharge of electricity depends
on the temperature excursion in discharge channel.
Key words:
current lead reference insulation diagnostics, current lead diagnostics, current lead reference insulation monitoring,
current lead acoustic diagnostics.
I.
В
ВЕДЕНИЕ
В настоящее время в экранированных токопроводах
наиболее распространным типом изоляции, применяемой в
качестве опорной, являются фарфоровые изоляторы (рис.
1).
Рис. 1 – Опорный фарфоровый изолятор типа ОФР-20-500 УХЛ2.
Преимуществом фарфоровой изоляции являются:
неизменность диэлектрических характеристик в процессе
эксплуатации, стойкость к агрессивным средам, высокая
гидрофобность и механическая прочность.
Однако в связи с особенностями фарфора, опорные
изоляторы обладают низкой стойкостью к атмосферным
загрязнениям и высокой хрупкостью, что в свою очередь
влияет на образование микротрещин в теле изолятора и
дальнейшее развитие пробоя.
Наиболее распространенные виды пробоев фарфоровой
опорной изоляции, а также причины их возникновения
подробно рассмотрены в [1].
В таблице 1 представлены основные диагностические
признаки пробоев. Одним из общих признаков для всех
видов пробоя опорной изоляции является акустический
импульс.
В ходе возникновения и развития электрического
разряда различают три последовательные стадии:
установление напряжения, формирование разряда и
электрический взрыв [2]. Первая стадия продолжается доли
микросекунды с момента приложения напряжения до
появления условий инициирования пробоя, то есть
образования стриммера. Напряжение, приложенное к
разрядному промежутку за этот период, практически не
меняется. Вторая стадия - формирование разряда - процесс
движения стриммера (или группы стриммеров) к
противоположному
электроду.
Продолжительность
движения составляет от единицы до сотен микросекунд и
зависит от скорости распространения стриммера и длины
разрядного
промежутка.
Перемещение
стриммера
замедляется
при
увеличении
предпробойной
проводимости между электродами. В то же время скорость
распространения стриммеров возрастает с повышением
напряженности электрического поля.
После замыкания разрядного промежутка одним из
стриммеров
между
электродами
образуется
высокопроводящий плазменный канал, в который вводится
энергия конденсатора - наступает третья стадия –
электрический взрыв. Сосредоточение значительной
энергии в узком канале приводит к разогреву вещества
канала до температуры в несколько тысяч градусов и
локальному повышению давления до 10 тысяч атмосфер и
более, приводящему к быстрому расширению канала
разряда и формированию ударной волны в окружающей
среде.
Таблица I.
Р
АСПРОСТРАНЕННЫЕ ВИДЫ ПРОБОЕВ ОПОРНОЙ ИЗОЛЯЦИИ
ТОКОПРОВОДОВ
Вид пробоя
Причины
возникновения
Диагностические
признаки пробоя
Поверхностный
пробой
Увлажнение
загрязненной
поверхности
опорного
изолятора
В
сухом
состоянии
загрязнения – отсутствуют
При
увлажнении
поверхности:
-
электромагнитный
импульс;
- акустический импульс
Частичный
разряд
Нарушения поверхности
опорной изоляции в
процессе изготовления
изолятора
и/или
его
длительной эксплуатации
-
электромагнитный
импульс;
- акустический импульс;
-
электромагнитное
излучение
Электротепловой
пробой
Образование
микротрещин в структуре
изолятора
вследствие
механических
напряжений, вызванных
локальным нагревом по
причине
низкой
теплопроводности
керамики
На ранней стадии развития
дефекта – образование
локального перегрева
На поздней стадии развития
дефекта:
-
электромагнитный
импульс;
- акустический импульс;
-
электромагнитное
излучение
При электрическом разряде в опорной изоляции
токопровода на изолятор оказывается механическое
воздействие совокупностью трех факторов: давление в
канале разряда, ударная волна и квазистатическое
давление. В результате удара механическая энергия в виде
затухающих
акустических
колебаний
частично
рассеивается в конструктивных элементах и экране
токопровода, а частично излучается внутри экрана
токопровода (рис. 2). При этом эффективность
преобразования электрической энергии в акустическую
характеризуется электро-акустическими КПД.
