Вводы высоковольтные: области применения и особенности

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.

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:

1. Замена изношенных уплотнительных колец или резиновых уплотнений
2. Восстановление герметичности путем установки хомутов
3. Ремонт вакуумными методами с пропиткой трещин
4. 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.