વિદ્યુત સ્થાપનોનું ઇન્સ્યુલેશન

વિદ્યુત સ્થાપનોના ઇન્સ્યુલેશનને બાહ્ય અને આંતરિકમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.

બાહ્ય ઇન્સ્યુલેશન માટે, ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ઇન્સ્ટોલેશનમાં ઇલેક્ટ્રોડ્સ (વાયર) વચ્ચેના ઇન્સ્યુલેટીંગ ગેપનો સમાવેશ થાય છે પાવર લાઈન (પાવર લાઈન), ટાઇમિંગ ટાયર (RU), બાહ્ય જીવંત ભાગો વિદ્યુત ઉપકરણો વગેરે), જેમાં મુખ્ય ભૂમિકા ડાઇલેક્ટ્રિક વાતાવરણીય હવા કરે છે. આઇસોલેટેડ ઇલેક્ટ્રોડ્સ એકબીજાથી અને જમીન (અથવા ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્ટોલેશનના ગ્રાઉન્ડ ભાગો) થી ચોક્કસ અંતર પર સ્થિત છે અને ઇન્સ્યુલેટરની મદદથી ચોક્કસ સ્થિતિમાં નિશ્ચિત છે.

આંતરિક ઇન્સ્યુલેશનમાં ટ્રાન્સફોર્મર્સ અને ઇલેક્ટ્રિકલ મશીનોના વિન્ડિંગ્સનું ઇન્સ્યુલેશન, કેબલ્સનું ઇન્સ્યુલેશન, કેપેસિટર, બુશિંગ્સનું કોમ્પેક્ટેડ ઇન્સ્યુલેશન, બંધ સ્થિતિમાં સ્વીચના સંપર્કો વચ્ચેનું ઇન્સ્યુલેશન, એટલે કે. ઇન્સ્યુલેશન, આચ્છાદન, કેસીંગ, ટાંકી, વગેરે દ્વારા પર્યાવરણમાંથી હર્મેટિકલી સીલ કરવામાં આવે છે. આંતરિક ઇન્સ્યુલેશન સામાન્ય રીતે વિવિધ ડાઇલેક્ટ્રિક્સ (પ્રવાહી અને નક્કર, વાયુયુક્ત અને ઘન) નું મિશ્રણ હોય છે.

બાહ્ય ઇન્સ્યુલેશનની એક મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતા એ નુકસાનના કારણને દૂર કર્યા પછી તેની વિદ્યુત શક્તિને પુનઃસ્થાપિત કરવાની ક્ષમતા છે. જો કે, બાહ્ય ઇન્સ્યુલેશનની ડાઇલેક્ટ્રિક શક્તિ વાતાવરણીય પરિસ્થિતિઓ પર આધારિત છે: દબાણ, તાપમાન અને ભેજ. બાહ્ય ઇન્સ્યુલેટરની ડાઇલેક્ટ્રિક શક્તિ પણ સપાટીના દૂષણ અને વરસાદથી પ્રભાવિત થાય છે.

ઇલેક્ટ્રિકલ સાધનોના આંતરિક ઇન્સ્યુલેશનની વિશિષ્ટતા એ વૃદ્ધત્વ છે, એટલે કે. ઓપરેશન દરમિયાન વિદ્યુત લાક્ષણિકતાઓમાં બગાડ. ડાઇલેક્ટ્રિક નુકસાન ઇન્સ્યુલેશનને ગરમ કરે છે. ઇન્સ્યુલેશનની વધુ પડતી ગરમી થઈ શકે છે, જે થર્મલ બ્રેકડાઉન તરફ દોરી જાય છે. ગેસના સમાવેશમાં થતા આંશિક સ્રાવના પ્રભાવ હેઠળ, ઇન્સ્યુલેશન નાશ પામે છે અને વિઘટન ઉત્પાદનોથી દૂષિત થાય છે.

નક્કર અને સંયુક્ત ઇન્સ્યુલેશનનું ભંગાણ - એક બદલી ન શકાય તેવી ઘટના જે ઇલેક્ટ્રિકલ સાધનોને નુકસાન તરફ દોરી જાય છે. પ્રવાહી અને આંતરિક ગેસ ઇન્સ્યુલેશન સ્વ-હીલિંગ છે, પરંતુ તેની લાક્ષણિકતાઓ બગડે છે. તેના ઓપરેશન દરમિયાન આંતરિક ઇન્સ્યુલેશનની સ્થિતિ પર સતત દેખરેખ રાખવી જરૂરી છે જેથી તેમાં વિકસતી ખામીઓને ઓળખી શકાય અને ઇલેક્ટ્રિકલ સાધનોના કટોકટીના નુકસાનને અટકાવી શકાય.

ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્ટોલેશનનું બાહ્ય ઇન્સ્યુલેશન

સામાન્ય વાતાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં, હવાના અંતરની ડાઇલેક્ટ્રિક તાકાત પ્રમાણમાં ઓછી હોય છે (લગભગ 1 cm ≤ 30 kV/cm ની ઇન્ટરઇલેક્ટ્રોડ અંતર સાથે સમાન ક્ષેત્રમાં). મોટાભાગના ઇન્સ્યુલેશન બાંધકામોમાં, જ્યારે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે અત્યંત અસંગત ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર… 1-2 મીટરના ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેના અંતરે આવા ક્ષેત્રોમાં ઇલેક્ટ્રિક તાકાત આશરે 5 kV/cm છે, અને 10-20 મીટરના અંતરે તે ઘટીને 2.5–1.5 kV/cm થાય છે.આ સંદર્ભમાં, ઓવરહેડ ટ્રાન્સમિશન લાઇન અને સ્વીચગિયરના કદ ઝડપથી વધે છે કારણ કે રેટેડ વોલ્ટેજ વધે છે.

વિવિધ વોલ્ટેજ વર્ગો સાથે પાવર પ્લાન્ટ્સમાં હવાના ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મોનો ઉપયોગ કરવાની યોગ્યતા ઓછી કિંમત અને ઇન્સ્યુલેશન બનાવવાની સંબંધિત સરળતા, તેમજ ડિસ્ચાર્જના કારણને દૂર કર્યા પછી ડાઇલેક્ટ્રિક શક્તિને સંપૂર્ણપણે પુનઃસ્થાપિત કરવાની હવાના ઇન્સ્યુલેશનની ક્ષમતા દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. અંતર નિષ્ફળતા.

બાહ્ય ઇન્સ્યુલેશન હવામાન પરિસ્થિતિઓ (દબાણ p, તાપમાન T, હવાની સંપૂર્ણ ભેજ H, વરસાદના પ્રકાર અને તીવ્રતા), તેમજ ઇન્સ્યુલેટરની સપાટીની સ્થિતિ પર ડાઇલેક્ટ્રિક શક્તિની અવલંબન દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, એટલે કે. તેમના પરની અશુદ્ધિઓની માત્રા અને ગુણધર્મો. આ સંદર્ભમાં, દબાણ, તાપમાન અને ભેજના બિનતરફેણકારી સંયોજનો હેઠળ જરૂરી ડાઇલેક્ટ્રિક તાકાત મેળવવા માટે હવાના અંતરાલોને પસંદ કરવામાં આવે છે.

આઉટડોર ઇન્સ્ટોલેશનના ઇન્સ્યુલેટર પરની વિદ્યુત શક્તિ ડિસ્ચાર્જ પ્રક્રિયાઓની વિવિધ પદ્ધતિઓને અનુરૂપ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ માપવામાં આવે છે, એટલે કે, જ્યારે સપાટીઓ ઇન્સ્યુલેટર સ્વચ્છ અને શુષ્ક, સ્વચ્છ અને વરસાદથી ભીનું, ગંદા અને ભીના. નિર્દિષ્ટ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ માપવામાં આવતા ડિસ્ચાર્જ વોલ્ટેજને અનુક્રમે ડ્રાય ડિસ્ચાર્જ, વેટ ડિસ્ચાર્જ અને ગંદકી અથવા ભેજ ડિસ્ચાર્જ વોલ્ટેજ કહેવામાં આવે છે.

બાહ્ય ઇન્સ્યુલેશનનું મુખ્ય ડાઇલેક્ટ્રિક એ વાતાવરણીય હવા છે - તે વૃદ્ધત્વને આધિન નથી, એટલે કે. ઇન્સ્યુલેશન અને સાધનોના ઓપરેટિંગ મોડ્સ પર કામ કરતા વોલ્ટેજને ધ્યાનમાં લીધા વિના, તેની સરેરાશ લાક્ષણિકતાઓ સમય જતાં યથાવત રહે છે.

બાહ્ય ઇન્સ્યુલેશનમાં ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રોનું નિયમન

બાહ્ય ઇન્સ્યુલેશનમાં અત્યંત અસંગત ક્ષેત્રો સાથે, વક્રતાના નાના ત્રિજ્યા સાથે ઇલેક્ટ્રોડ પર કોરોના ડિસ્ચાર્જ શક્ય છે. કોરોનાનો દેખાવ વધારાની ઉર્જાનું નુકસાન અને તીવ્ર રેડિયો દખલનું કારણ બને છે. આ સંદર્ભમાં, ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડની અસંગતતાની ડિગ્રી ઘટાડવાના પગલાં ખૂબ મહત્વ ધરાવે છે, જે કોરોનાની રચનાની શક્યતાને મર્યાદિત કરવા તેમજ બાહ્ય ઇન્સ્યુલેશનના ડિસ્ચાર્જ વોલ્ટેજમાં થોડો વધારો કરવાનું શક્ય બનાવે છે.

બાહ્ય ઇન્સ્યુલેશનમાં ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રોનું નિયમન ઇન્સ્યુલેટરના મજબૂતીકરણ પર સ્ક્રીનોની મદદથી હાથ ધરવામાં આવે છે, જે ઇલેક્ટ્રોડ્સની વક્રતાની ત્રિજ્યામાં વધારો કરે છે, જે હવાના અંતરના ડિસ્ચાર્જ વોલ્ટેજને વધારે છે. સ્પ્લિટ કંડક્ટરનો ઉપયોગ ઉચ્ચ વોલ્ટેજ વર્ગોની ઓવરહેડ ટ્રાન્સમિશન લાઇન પર થાય છે.

ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્ટોલેશનનું આંતરિક ઇન્સ્યુલેશન

આંતરિક ઇન્સ્યુલેશન એ ઇન્સ્યુલેટીંગ સ્ટ્રક્ચરના ભાગોનો ઉલ્લેખ કરે છે જેમાં ઇન્સ્યુલેટીંગ માધ્યમ પ્રવાહી, ઘન અથવા વાયુયુક્ત ડાઇલેક્ટ્રિક અથવા તેના સંયોજનો છે, જેનો વાતાવરણીય હવા સાથે સીધો સંપર્ક નથી.

આપણી આસપાસની હવાને બદલે આંતરિક ઇન્સ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરવાની ઇચ્છનીયતા અથવા આવશ્યકતા ઘણા કારણોસર છે. પ્રથમ, આંતરિક ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રીમાં નોંધપાત્ર રીતે ઊંચી વિદ્યુત શક્તિ (5-10 ગણી અથવા વધુ) હોય છે, જે વાયર વચ્ચેના ઇન્સ્યુલેશન અંતરને તીવ્રપણે ઘટાડી શકે છે અને સાધનોનું કદ ઘટાડી શકે છે. આ આર્થિક દૃષ્ટિકોણથી મહત્વપૂર્ણ છે. બીજું, આંતરિક ઇન્સ્યુલેશનના વ્યક્તિગત તત્વો વાયરના યાંત્રિક ફાસ્ટનિંગનું કાર્ય કરે છે; કેટલાક કિસ્સાઓમાં પ્રવાહી ડાઇલેક્ટ્રિક્સ સમગ્ર માળખાની ઠંડકની સ્થિતિમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે.

ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ માળખામાં આંતરિક અવાહક તત્વો ઓપરેશન દરમિયાન મજબૂત વિદ્યુત, થર્મલ અને યાંત્રિક લોડના સંપર્કમાં આવે છે. આ પ્રભાવોના પ્રભાવ હેઠળ, ઇન્સ્યુલેશનના ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મો બગડે છે, ઇન્સ્યુલેશન "વય" થાય છે અને તેની ડાઇલેક્ટ્રિક શક્તિ ગુમાવે છે.

યાંત્રિક લોડ આંતરિક ઇન્સ્યુલેશન માટે ખતરનાક છે, કારણ કે તેને બનાવેલા નક્કર ડાઇલેક્ટ્રિક્સમાં માઇક્રોક્રેક્સ દેખાઈ શકે છે, જ્યાં પછી, મજબૂત ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડના પ્રભાવ હેઠળ, આંશિક સ્રાવ થશે અને ઇન્સ્યુલેશનની વૃદ્ધત્વને વેગ મળશે.

આંતરિક ઇન્સ્યુલેશન પર બાહ્ય પ્રભાવનું વિશિષ્ટ સ્વરૂપ પર્યાવરણ સાથેના સંપર્કો અને ઇન્સ્ટોલેશનની હર્મેટીસીટીને તોડવાના કિસ્સામાં ઇન્સ્યુલેશનના દૂષિત અને ભેજની સંભાવનાને કારણે થાય છે. ઇન્સ્યુલેશનને ભીનું કરવાથી લિકેજ પ્રતિકારમાં તીવ્ર ઘટાડો થાય છે અને ડાઇલેક્ટ્રિક નુકસાનમાં વધારો થાય છે.

આંતરિક ઇન્સ્યુલેશનમાં બાહ્ય ઇન્સ્યુલેશન કરતાં ઊંચી ડાઇલેક્ટ્રિક તાકાત હોવી આવશ્યક છે, એટલે કે એક સ્તર કે જેના પર બ્રેકડાઉનને સમગ્ર સેવા જીવન દરમિયાન સંપૂર્ણપણે બાકાત રાખવામાં આવે છે.

આંતરિક ઇન્સ્યુલેશન નુકસાનની અપરિવર્તનક્ષમતા નવા પ્રકારનાં આંતરિક ઇન્સ્યુલેશન માટે અને ઉચ્ચ અને અલ્ટ્રા-હાઇ વોલ્ટેજ સાધનોના નવા વિકસિત મોટા ઇન્સ્યુલેશન માળખાં માટે પ્રાયોગિક ડેટાના સંચયને ખૂબ જટિલ બનાવે છે. છેવટે, મોટા, ખર્ચાળ ઇન્સ્યુલેશનનો દરેક ભાગ માત્ર એક જ વાર નિષ્ફળતા માટે પરીક્ષણ કરી શકાય છે.

ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રી પણ આવશ્યક છે:

• સારી તકનીકી ગુણધર્મો ધરાવે છે, એટલે કે. ઉચ્ચ-થ્રુપુટ આંતરિક અલગતા પ્રક્રિયાઓ માટે યોગ્ય હોવું આવશ્યક છે;

• પર્યાવરણીય જરૂરિયાતો પૂરી કરવી, એટલે કેઓપરેશન દરમિયાન તેમાં ઝેરી ઉત્પાદનો ન હોવા જોઈએ અથવા બનાવવી જોઈએ નહીં, અને સમગ્ર સંસાધનનો ઉપયોગ થઈ ગયા પછી, પર્યાવરણને પ્રદૂષિત કર્યા વિના તેમને પ્રક્રિયા અથવા વિનાશમાંથી પસાર થવું જોઈએ;

• દુર્લભ ન હોવું જોઈએ અને એવી કિંમત હોવી જોઈએ કે અલગતા માળખું આર્થિક રીતે સધ્ધર હોય.

કેટલાક કિસ્સાઓમાં, ચોક્કસ પ્રકારનાં સાધનોની વિશિષ્ટતાને કારણે ઉપરોક્ત આવશ્યકતાઓમાં અન્ય જરૂરિયાતો ઉમેરવામાં આવી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, પાવર કેપેસિટર્સ માટેની સામગ્રીમાં વધેલો ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક હોવો જોઈએ, ચેમ્બરને સ્વિચ કરવા માટેની સામગ્રી - થર્મલ આંચકા અને ઇલેક્ટ્રિક આર્ક્સ માટે ઉચ્ચ પ્રતિકાર.

વિવિધની રચના અને સંચાલનમાં ઘણા વર્ષોની પ્રેક્ટિસ ઉચ્ચ વોલ્ટેજ સાધનો દર્શાવે છે કે જ્યારે આંતરિક ઇન્સ્યુલેશનની રચનામાં ઘણી સામગ્રીના સંયોજનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, એકબીજાને પૂરક બનાવે છે અને થોડા અલગ કાર્યો કરે છે ત્યારે ઘણા કિસ્સાઓમાં આવશ્યકતાઓનો સંપૂર્ણ સમૂહ શ્રેષ્ઠ રીતે સંતુષ્ટ થાય છે.

આમ, માત્ર નક્કર ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રી જ ઇન્સ્યુલેટીંગ સ્ટ્રક્ચરની યાંત્રિક શક્તિ પ્રદાન કરે છે. તેઓ સામાન્ય રીતે સૌથી વધુ ડાઇલેક્ટ્રિક તાકાત ધરાવે છે. ઉચ્ચ યાંત્રિક શક્તિવાળા નક્કર ડાઇલેક્ટ્રિકથી બનેલા ભાગો વાયર માટે યાંત્રિક એન્કર તરીકે કાર્ય કરી શકે છે.

ઉપયોગ પ્રવાહી ડાઇલેક્ટ્રિક્સ કેટલાક કિસ્સાઓમાં ઇન્સ્યુલેટીંગ પ્રવાહીના કુદરતી અથવા ફરજિયાત પરિભ્રમણને કારણે ઠંડકની સ્થિતિમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરવાની મંજૂરી આપે છે.