Izolația aparatelor electrice

CAPITOLUL 1. IZOLAŢIA APARATELOR ELECTRICE

Studiul izolaţiei echipamentelor electrice are la bază evenimentele de natură dielectrică ce pot apărea în reţea – aşa numitele supratensiuni. Este necesar să se cunoască modul în care se comportă diverse izolaţii, mijloacele de protecţie la supratensiuni şi posibilitatea de evaluare a riscurilor reale.

În acest scop devine important:

• a alege mărimile caracteristice fundamentale ale echipamentelor electrice;

• a selecţiona mijloacele de protecţie sau de limitare a solicitărilor dielectrice:

• a evalua riscurile ce apar în urma acestor alegeri.

Vom defini în continuare, o serie de noţiuni:

• Tensiunea nominală a reţelei trifazate este valoarea efectivă a tensiunii între faze prin care reţeaua este denumită, şi la care se referă unele caracteristici de funcţionare ale reţelei.

• Tensiunea maximă de serviciu este cea mai mare valoare efectivă a tensiunii între faze care apare la un moment dat, într- un punct al reţelei în condiţii normate de exploatare.

• Supratensiune este considerată orice tensiune variabilă în timp a cărei valoare de vârf depăşeşte valoarea de vârf a tensiunii maxime de serviciu. Supratensiunea poate apărea între fază şi pământ, caz în care tensiunea de referinţă are valoarea , sau între faze, când referinţa este .

Supratensiunile sunt întotdeauna procese tranzitorii caracterizate, în mod esenţial prin amplitudine, formă şi frecvenţă de apariţie.

1.1. Clasificarea supratensiunilor

Supratensiunile se clasifică în funcţie de:

A. Cauza care le-a produs:

A1. Supratensiuni externe (impulsuri de tensiune de trăznet), care apar datorită unei cauze ce nu aparţine schemei sau elementelor de funcţionare ale reţelei. Ele apar datorită căderii trăznetului în elementele metalice ale instalaţiilor, în vecinătatea liniilor sau pot fi supratensiuni atmosferice sosite în staţii pe linii.

Spectrul lor de frecvenţă este de la zeci KHz la câţiva MHz. Nivelul lor nu depinde de a reţelei. în ceea ce priveşte încercarea izolaţiei echipamentelor electrice, forma lor se asimilează cu cea a unui impuls normalizat 1,2/50 s.

Descărcarea prin trăznet în unul din elementele metalice ale instalaţiei (conductor de protecţie, stâlp de linie, conductor activ, paratrăsnet tijă) reprezintă injectarea unui curent sau impactul unei cantităţi de sarcină foarte mari într-un timp scurt.

Ca urmare a proceselor electrice ce se petrec în circuitul în care se află elementul metalic dorit apar creşteri de tensiune care se propagă în stînga şi dreapta punctului lovit, constituind undele de supratensiune atmosferice directe .

Parametrii supratensiunii u(t) sunt dependenţi direct de parametrii curentului i(t), (amplitudine, pantă, timp de front, timp de spate sau semiamplitudine) precum şi de elementele circuitului electric.

Dacă descărcarea prin trăznet are loc într-un punct A, situat în vecinătatea liniei, la distanţa d de aceasta. Aglomerarea de sarcini apărute pe conductoarele liniei în vecinătatea punctului A, în perioada de apropiere a canalului de trăznet de sol, este eliberată în momentul descărcării principale şi se deplasează spre capetele liniei sub forma a două unde de supratensiuni induse u(t).

În cazul supratensiunii directe, pe conductoarele vecine apar prin efect de inducţie unde de supratensiune ce însoţesc unda impulsului direct.

În privinţa supratensiunilor directe, fenomenul are un caracter monofazat, iar în cazul supratensiunilor induse fenomenul este similar pe toate fazele liniei, procesul având un caracter trifazat. Supratensiunile induse sunt periculoase, în special, pentru instalaţiile de medie tensiune, până la cel mult 110 kV.