Высоковольтные вводы - важнейшие элементы электрооборудования. Без них невозможна безопасная работа трансформаторов, выключателей, реакторов. Качество и надежность вводов напрямую влияют на эффективность энергосистем.
Области применения высоковольтных вводов
Высоковольтные вводы применяются:
- В силовых трансформаторах и автотрансформаторах
- В масляных и воздушных высоковольтных выключателях
- В шунтирующих и дугогасящих реакторах
- В конденсаторах связи
- В измерительных трансформаторах напряжения
- Во вводах кабельных линий высокого напряжения
Основное назначение вводов в этих устройствах - надежная гальваническая развязка и электрическая изоляция токоведущих частей.
Конструктивные особенности
Существует несколько разновидностей вводов в зависимости от типа внутренней изоляции:
- С бумажно-масляной изоляцией
- С твердой RIP изоляцией
- С элегазовой изоляцией
- С комбинированной изоляцией
Внешняя изоляция может быть фарфоровой или полимерной. В конструкции вводов используются специальные экраны для контроля электрического напряжения и предотвращения перенапряжений. Вводы отличаются высокой стойкостью к перегреву, компактностью и небольшим весом.
Высоковольтные вводы для силовых трансформаторов и реакторов выпускаются с двумя видами внутренней изоляции конденсаторного типа: твердой RIP (Resin Impregnated Paper) и бумажно-масляной (БМИ).
На рисунке представлена типовая конструкция высоковольтного маслонаполненного ввода силового трансформатора.
| 1 | Фарфоровая верхняя покрышка |
| 2 | Фарфоровая нижняя покрышка |
| 3 | Соединительная втулка |
| 4 | Уплотнительные кольца |
| 5 | Изоляционный сердечник |
| 6 | Центральная труба |
| 7 | Медный стержень |
| 8 | Контактные зажимы |
Благодаря компактным размерам, вводы высокого напряжения занимают сравнительно небольшой объем внутри энергооборудования по сравнению с его габаритами. Это позволяет эффективно использовать внутреннее пространство.
Параметры и характеристики
Современные вводы высоковольтные рассчитаны на широкий диапазон напряжений - от 20 кВ до 1150 кВ. В зависимости от мощности оборудования номинальные токи могут варьироваться от 150 А до 20000 А.
Выпускаются вводы для различных климатических условий эксплуатации: О, У, УХЛ, ТВ и др. Важны такие характеристики как электрическая прочность, тепловые режимы, стойкость к механическим нагрузкам, воздействию окружающей среды.
К примеру, высоковольтные вводы на напряжение 110 кВ должны выдерживать испытательное напряжение в 105 кВ переменного тока в течение 1 минуты. А их электрическое сопротивление не должно превышать 20 мкОм.
Особенности монтажа и эксплуатации
Высоковольтные вводы требуют особо бережного обращения при транспортировке, погрузочно-разгрузочных работах и монтаже. Недопустимы резкие толчки и удары, это может привести к нарушению герметичности и выходу из строя.
При установке вводов в оборудование нужно точно следовать предписаниям производителя, соблюдая допустимые механические нагрузки на выводы. Обязательна защита от попадания внутрь вводов атмосферной влаги, грязи и пыли.
Замена вводов без отключения оборудования
Благодаря конструкции съемных вводов, при необходимости их можно заменить без отключения всего энергооборудования. Это позволяет существенно сократить простой и издержки.
После демонтажа старого ввода на его место устанавливают новый, предварительно заполненный изоляционным маслом и испытанный. Затем производят его подключение к внутренним силовым цепям.
Диагностика и контроль состояния
Для оценки технического состояния вводов и прогнозирования остаточного ресурса проводят регулярные измерения электрических характеристик:
- Сопротивления изоляции
- Токов утечки
- Частичных разрядов
- Емкости и tgδ внутренней изоляции
По результатам диагностики определяют необходимость и сроки проведения профилактических, ремонтных или восстановительных работ.
Методы ремонта высоковольтных вводов
В зависимости от характера и степени повреждений вводов применяются разные методы их восстановления:
- Замена изношенных уплотнительных колец или резиновых уплотнений
- Восстановление герметичности путем установки хомутов
- Ремонт вакуумными методами с пропиткой трещин
- Полная замена внутренней бумажно-масляной изоляции
Выбор метода зависит от типа ввода, вида повреждений и требуемого срока последующей эксплуатации.
Перспективы развития высоковольтных вводов
В настоящее время ведутся разработки высоковольтных вводов на сверхвысокие классы напряжения - до 1200 кВ. Это позволит передавать электроэнергию на еще большие расстояния с меньшими потерями.
Увеличение номинальных токов
Для применения в мощных трансформаторах и реакторах создаются вводы на токи до 40000 А. Это требует использования более совершенных изоляционных материалов и охлаждающих систем.
Компактные и легкие конструкции
Ведутся работы по уменьшению габаритов и веса вводов без потери основных характеристик. Это позволит сократить расход материалов и стоимость оборудования.
Новые изоляционные материалы
Испытываются инновационные материалы с улучшенными диэлектрическими и теплоотводящими свойствами. Это обеспечит повышение электрической и термической стойкости вводов.
Цифровые системы мониторинга
Разрабатываются "умные" вводы со встроенными датчиками для непрерывного контроля технического состояния и диагностики предаварийных ситуаций. Это позволит перейти на обслуживание по фактическому состоянию.
