Большая Советская Энциклопедия (ВЫ)

  Наиболее распространённым диэлектриком в электрических системах служит обычный воздух, окружающий провода линий электропередачи и другие элементы внешней изоляции электрических систем (например, опорные, проходные и подвесные изоляторы). Удельная электрическая прочность воздуха (отношение пробивного напряжения к расстоянию между электродами) резко падает с увеличением расстояния между электродами (рис. 2 ), поэтому габариты линий электропередачи должны расти быстрее, чем растёт номинальное напряжение. Это обстоятельство может положить предел увеличению рабочих напряжений воздушных линий электропередачи, который, по-видимому, составит около 1500 кв по отношению к земле (это соответствует номинальному напряжению 2000 кв для трёхфазных линий переменного тока и 3000 кв для линий постоянного тока). При таком напряжении по каждой линии можно передать электрическую мощность нескольких Гвт на расстояние порядка 1000 км и более. Дальнейшее повышение передаваемой мощности будет, по-видимому, достигнуто путём применения линий электропередачи нового типа, среди которых наиболее перспективны газонаполненные кабели , сверхпроводящие, или криогенные, кабельные линии, а также передача электрической энергии по волноводам при частотах порядка десятков Ггц .

  Электрическая прочность воздуха сильно зависит от продолжительности воздействия только при малых отрезках времени (меньше 100 мксек ), поэтому она приблизительно одинакова при грозовых и внутренних перенапряжениях. Это положение справедливо для сухих и чистых изоляторов, находящихся в воздушной среде. Если же поверхность изоляторов загрязнена и увлажнена дождём или туманом, то электрическая прочность изолятора снижается и зависит от длительности воздействия напряжения. Поэтому воздушные промежутки на линиях электропередачи (например, расстояние между проводом и землёй или элементами опоры) определяются только перенапряжениями, а количество и тип изоляторов, на которых подвешиваются провода, — также и рабочим напряжением. Величина перенапряжений, степень загрязнения изоляторов, сила ветра, который отклоняет провода от нормального положения и приближает их к опоре, меняются в широких пределах. Поэтому выбор изоляции для линий электропередачи осуществляется с применением методов математической статистики.

  Внутреннюю изоляцию электрических машин и аппаратов (например, изоляцию обмоток трансформатора относительно заземлённого сердечника или корпуса) обычно изготовляют с применением комбинации различных изоляционных материалов. Наиболее распространено сочетание изоляционного минерального масла и изделий из целлюлозы (бумага, электрокартон, прессшпан, бакелит и др.). При конструировании изоляторов принимают меры для выравнивания электрического поля путём, например, применения электродов закруглённой формы, использования различия в величинах диэлектрической проницаемости изоляционных материалов, принудительного распределения напряжения по объёму изоляции. Кратковременная удельная электрическая прочность внутренней изоляции, так же как и воздуха, уменьшается при увеличении расстояния между электродами, поэтому обычно выгодно разбивать изоляцию на ряд последовательно соединённых относительно тонких слоёв. Длительная электрическая прочность внутренней изоляции определяет срок её службы при нормальных эксплуатационных условиях. Основными факторами, приводящими к постепенному ухудшению первоначальных свойств изоляции, являются механические воздействия (например, вследствие электродинамических усилий между токоведущими частями при коротких замыканиях), повышение температуры, увлажнение и загрязнение, воздействие перенапряжений. Особое место занимают частичные разряды в образующихся в толще изоляции газовых включениях, которые могут оказаться одной из основных причин старения изоляции. Под нормальными эксплуатационными условиями понимается ограничение перечисленных выше факторов до определённого уровня, обеспечивающего расчётный срок службы изоляции. Для увеличения срока службы изоляции большое значение имеет система профилактических испытаний изоляции, во время которых путём измерения ряда характерных величин (сопротивление утечки, тангенс угла диэлектрических потерь, ёмкость при двух частотах или при двух температурах, интенсивность частичных разрядов и др.) можно оценить состояние изоляции и своевременно определять сроки и характер необходимого ремонта. В систему профилактических испытаний входит также испытание повышенным напряжением, обязательное после возвращения изоляции из ремонта.