До питання ефективності систем екранування в конструкціях електроустановок надвисокої напруги

Abstract

В роботі авторами запропонована методика оцінки параметрів електричного навантаження для розрахунку розподілу напруженості елект-ричного поля вздовж опорної ізоляційної конструкції високовольтних електричних апаратів та опорних ізоляційних конструкцій, що ма-ють осьову симетрію. Таки конструкції можуть бути у вигляді опорної ізолюючу покришку, заповнену елегазом в якості внутрішнього ізолюючого середовища або стрижневу ізоляційну колону. Запропонована методика дозволяє оцінити параметри електричного наванта-ження (напругу та напруженість поля) з урахуванням конструктивних особливостей апарату та застосованої системи екранування для вирівнювання електричного поля. Запропонована методика дозволяє здійснити оцінку ефективності впливу конструктивних чинників системи екранування високовольтного обладнання (вимірювальні трансформатори, обмежувачі перенапруги, опорні ізоляційні колони та ін.) на величину електричного навантаження ізоляції. Реалізація цієї методики дозволяє оцінити вплив конструктивних особливостей сис-теми екранування з урахуванням зовнішніх та експлуатаційних факторів. У запропонованій методиці в якості прикладу розглядається опорна ізоляційна покришка, що знаходиться під час експлуатації в найбільш несприятливих умовах, таких як зовнішнє забруднення, зволоження та їх комбінації, перенапруги різного походження та ін. Теоретичні висновки підтверджуються результатами розрахунків на прикладі опорно-ізоляційної покришки обмежувача перенапруги серії ОПН-500. Більш точне визначення ефективності запропонованої методики прогнозування параметрів розподілу напруженості поля під впливом системи екранування можна досягти за рахунок проведення додаткової серії розрахунків та експериментальних випробувань конкретних ізоляційних конструкцій. Таким чином, був зроблений висно-вок про можливість використання отриманих результатів для оцінки параметрів зовнішньої ізоляції як обмежувачів перенапруги, так і газонаповнених вимірювальних трансформаторів, а також і аналогічного високовольтного обладнання розподільних пристроїв та трансфо-рматорних підстанцій в умовах зверх- та ультрависоких напруг.

In the article, the authors proposed a method for estimating the electric load parameters to calculate the distribution of the electric field strength of the solid insulating structure of gas-filled high-voltage devices with axial symmetry. This structure consists of a support and insulating busbar filled with SF6 gas as an internal insulating medium. This technique allows to evaluate the parameters of the electrical load (voltage and field strength) depen-ding on the design features of the device and the shielding system used to equalize the electric field. The proposed methodology allows to evaluate the effectiveness of the influence of design parameters of the protection system for gas-filled high-voltage equipment (instrument transformers, arresters, surge arresters, etc.) when designing and improving individual design solutions. The calculation results are in good agreement with the data of exper-imental studies and statistical information obtained as a result of monitoring the operation of insulating structures, taking into account actual operating conditions and the influence of external factors. The implementation of this technique allows us to take into account the influence of external factors and operational characteristics inherent in instrument transformers and surge suppressors. In the proposed methodology, as an example, we consider a supporting insulating coating that is in operation under the most unfavorable conditions, such as external pollution, moisture and their combination, overvoltage of various origins, etc. The theoretical conclusions are confirmed by the results of calculations using the example of the support-insulating cover of the surge suppressor of the OПН-500 series. A more accurate determination of the effectiveness of the proposed methodology for predicting the field strength distribution parameters under the influence of a shielding system can be achieved by conducting an additional series of calculations and experimental tests of specific insulating structures. Thus, it was concluded that the obtained results can be used to evaluate the exter-nal insulation characteristics of both surge suppressors and gas-filled instrument transformers, as well as similar high-voltage equipment of switch-gears and transformer substations in conditions of ultra- and transformer substations ultra-high voltages.