Электрический пробой в бумажно-масляной и маслобарьерной изоляции

Ответ:Основу МБИ составляет масло (минеральное). Для повышения пробивного напряжения масло-барьерной изоляции U_проб применяются твердые диэлектрики. В масляных прослойках устанавливают барьеры (из электрокартона, гетинакса и др.). Электроды покрывают или изолируют бумагой или лакотканью. Барьеры в масляных промежутках с однородным, со слабонеоднородным полем, в отличие от газовых промежутков, также повышают U_проб. Они препятствуют образованию проводящих мостиков между электродами. Пробивное напряжение в этом случае не зависит от места установки барьера и увеличивается на 30…50 %. Покрытие электродов тонким слоем диэлектрика (1…2 мм) не изменяет картину электрического поля между электродами, а лишь препятствует образованию мостиков. Например, Uпроб при расстоянии L = 10 см между электродами провод–провод d = 10 мм составляет 185 кВ. При покрытии этих проводов двумя слоями кабельной бумаги U_проб увеличивается на 50 % и составляет 280 кВ. Изолирование электродов толстым слоем диэлектрика (десятки мм) приводит к существенному уменьшению напряженности электрического поля вблизи электродов, т.к. проницаемость (e_т) твердого диэлектрика больше проницаемости масла (e_м). При этом электрическая прочность изоляции возрастает. В отличие от покрытия,изолирование наиболее эффективно в промежутке с резконеоднородным полем. При несимметричных электродах изолируют электрод с меньшим радиусом кривизны, а при симметричных – оба электрода.Свойства МБИ зависят от состояния твердого компонента и масла. Они сильно ухудшаются при их увлажнении. Увлажнение барьера до 3 % резко сокращает срок службы изоляции. Поэтому МБИ при изготовлении должны подвергаться сушке и вакуумированию. Влагосодержание (W_наиб) бумаги не должно превышать 0,5 %. Бумажно-масляная изоляция (БМИ). Исходными материалами для БМИ служат кабельная или конденсаторная бумага и минеральное масло (трансформаторное, кабельное, конденсаторное).Основу БМИ составляют слои бумаги. В зависимости от размеров, конструкции электродов (токоведущих частей), каждый слой бумаги может быть сплошным или состоять из отдельных лент. В первом случае используются рулоны бумаги большой ширины (до 3,5 м), во втором – ролики из бумажной ленты шириной от 20 до 40 мм. Рулонная БМИ используется в силовых конденсаторах и вводах (проходных изоляторах), ленточная – для изолирования электродов сложной конфигурации или большой длины (кабели, обмоточные провода для трансформаторов). Бумажная лента при этом может накладываться на изолированные части последовательными слоями по спирали с положительным или отрицательным перекрытием, рис. 4. Положительное перекрытие применяется для изоляции сложных электродов (трансформатор тока), отрицательное перекрытие применяется при машинной намотке бумажных лент для кабельной изоляции. Бумажно-масляная изоляция обладает высокой электрической прочностью, превосходящей прочность ее компонентов. Пробивные напряженности тонких слоев бумажно-масляной изоляции в поперечном по отношению к бумаге направлении составляют 500…600 кВ/см. В то время как масло имеет напряженность пробоя около 200 кВ/см, кабельная бумага 100…150 кВ/см. Прочность бумажно-масляной изоляции вдоль слоев бумаги ниже прочности в поперечном направлении в 10…20 раз. Поэтому для МБИ опасны продольные составляющие напряженности электрического поля. В зависимости от качества исходных материалов и технологии изготовления допустимые рабочие напряженности БМИ составляют 120…180 кВ/см, а в маслобарьерной изоляции только 40…60 кВ/см.