Интернет-учебник по расчету кабельной продукции

Координация изоляции

Координация изоляции - это установление и поддержание в прроцессе эксплуатации необходимого согласования между электрической прочностью изоляции и воздействующими на нее напряжениями. При этом может быть допущена экономически оправданная вероятность повреждения изоляции. Например, показатель надежности для изоляции воздушных промежутков, подвесных и опорных изоляторов принимается как 1 отказ в 50 - 100 лет для несамовосстанавливающейся изоляции.

Электрическая прочность (уровень изоляции) устанавливаются для каждого класса напряжения введением испытательных напряжений промышленной частоты и импульсных испытательных напряжений. В настоящее время для большого числа электротехнических материалов, используемых при построении высоковольтной изоляции, достаточно хорошо известны допустимые напряженности электрического поля, соответствующие различным видам воздействующих напряжений. Для определения условий работы изоляции необходимо знать распределение электрических полей, что требует проведения соответствующих расчетов:

• расчёт поля при известной электрической прочности;
• молниезащита;
• расчетная модель пробоя длинных воздушных промежутков;
• оптимизация конструкций оборудования высокого напряжения;
• выбор экранирующей арматуры для вводов высокого напряжения.

Расчетные модели перечисленных задач содержат объемные проводники, проводники или их системы, образованные этими цилиндрическими проводами, и проводники в виде тонких незамкнутых оболочек и их различные комбинации. Расчет электрического поля возможен, если известны граничные условия: потенциалы проводников или полные заряды - с учетом внешнего поля или без него.

Расчеты проводят как в замкнутых (например, токоведущий проводник внутри заземленной проводящей оболочки), так и открытых областях (например, тороидальные и дисковые экраны генераторов импульсного напряжения). При анализе поля наибольший интерес обычно представляет область вблизи точки с максимальной напряженностью электрического поля - область "сильного поля". При расчетах экологического влияния ЛЭП необходим расчет у земли.

Точность расчета поля определяется точностью задания исходных данных - значений допустимых напряженностей (начальных, пробивных и др.). Для токоведущих конструкций верхний предел точности принимается равным 1%, нижний - 10%.

Методы расчета электрических полей основаны на решении (численном) уравнений Пуассона или Лапласа.

Общая схема электрического расчета кабеля или муфты включает в себя:

1. Выбор метода расчета (формул) для определения в изоляции;
2. Выбор расчетных напряжений и напряженностей электрического поля в изоляции кабеля, муфты;
3. Определение конструктивных размеров и структуры изоляции;
4. Проверочные расчеты.

В качестве исходных данных принимаются напряжение U сети, сечение S токопроводящей жилы, либо номинальная мощность, передаваемая по кабельной линии, изменение нагрузки во времени.