Электрлік оқшауламаның жұмысы бір уақытта оған әсер ететін электр
өрісінің, механикалық кернеулердің, температураның, химиялық активті заттардың және басқа да факторлардың жағдайында жүзеге асады. Электр оқшауламаға әсер ететін жүктемелеп уақыт өтуіне қарай тұрақты болмайды. Әртүрлі әсер етушілердің комбинациясы әлдеқалай өзгеріп отырады.
Электр оқшауламаның жүктемесі:
1) тұрақты, 2) айнымалы, 3) кездейсоқ деп бөлінеді.
Тұрақты жүктемелер қолдану барысында өзгермейді. Егер жүктеме қолдану барысында өзгермесе, онда оқшаулағышқа бекітілген жабдық массасы тұрақты деп аталады. Электр оқшаулағыш құрылысының жұмысын сараптау кезінде уақыт бойынша аз өзгеретін жүктемені тұрақты деп қабылдауға болады.
Айнымалы жүктеме деп алдын ала оның мәнін, әсер ету ұзақтығын және пайда болу уақытын көрсетуге болатын жүктемені айтады. Уақытқа функционалды түрде тәуелділік - айнымалы жүктемеге тән ерекшелік. Ол аналитикалық функция, кесте немесе график түрінде берілуі мүмкін. Аналитикалық функция түрінде берілген айнымалы жүктемеге мысал ретінде синусоидалды кернеу (U = Um sin ωt), мұндағы Um – амплитудалық мән,
t - ағымдағы уақыт, ω - айнымалы жиілік жатады.
Кездейсоқ жүктеме деп әсер ету уақытын, пайда болу моменті мен мәнін алдын ала көрсетуге болмайтын, тек қана белгілі бір ықтималды қандай да бір уақытта кейбір жүктеменің әсері болуы мүмкін деп айтуға болатын жүктемені айтамыз. Мысалы: жылдамдығына тәуелді желдің қысымы.
Электр оқшауламасының жұмыс істеу уақытын есептеу барысында әсер етуші кездейсоқ шаманы айнымалы немесе тұрақты жүктемелермен ауыстыруға болады. Мысалы ретінде кездейсоқ жүктемені айнымалы ауыстыру қоршаған ортаның температурасы болады.
Электр кернеулері
Оқшауламаға әсер ететін электр кернеулері 2 топқа бөлінеді:
жұмыстық кернеу мен асқын кернеу. Жұмыстық кернеулер тұрақты жүктемеге жатады. Асқын кернеулер - кездейсоқ жүктемелер және оларды тудыратын себебіне қарай ішкі асқын кернеулер мен сыртқы асқын кернеулерге бөлінеді.
Үш фазалы токтың күштік қондырғыларының электрлік оқшауламасы белгілі бір кернеу кластарына жобаланады. Әрбір класс үшін 3 фазалы желінің ең үлкен желілік кернеуіне тең, электр жабдықтарына ең үлкен жұмыстық кернеуі белгіленеді. Электр жабдықтың ең үлкен жұмыстық кернеуі – электр желісінде ұзақ мерзімде жұмыс істей алатын шекті кернеу (мысалы, электр энергиясының көзі жағындағы желідегі сызықты кернеу). Электр жабдықтың ең үлкен жұмысының кернеуі мен оның номиналды кернеуі нормаланған.
| Кернеу класы, кВ | ||||||||||||
| Жабдықтың ең үлкен жұмыс кернеуі. | 3,6 | 7,2 | 17,5 | 40,5 |
Электр оқшауламасының жұмыстық кернеуі энергетикалық жүйенің
бейтарап режиміне тәуелді 3 жағдайда болады. 1) оқшауланған бейтараптама; 2) тікелей жерлендірілген бейтараптама; 3) доға сөндіргіш реактор арқылы жерлендірілген бейтараптама.
Оқшауланған бейтараптамада осы фазаның оқшауламасы зақымдалу нәтижесінде бір фазаның жерге тұйықталуы басқа (бүтін) екі фазаның оқшауламасында желілік кернеуге тең кернеу тудырады. Сыйымдылық тоғы 40А оқшауланған бейтараптамасы бар желідегі бір фазаның апатты түрде жерлендірілуі салыстырмалы түрде ұзақ уақытқа созылуы мүмкін (бірнеше минуттан 5 – 6 сағатқа дейін). Бұл уақытта жерге тұйықталған орынды табуға және оны түзетуге (жөндеуге) болады. Сонымен, аз сыйымдылықты тоғы бар оқшауланған бейтараптама желілерде бір фазаның жерге тұйықталуы тұтынушыларды электр қуатымен қамтамасыз етуі үзіліссіз өтеді. Оқшауланған бейтараптамалы желілерде электрлік оқшауламаның жұмыстық кернеу ретінде электр жабдықтардың ең үлкен жұмыстық кернеуін алу керек.
Бейтараптаманы тікелей жерлендірген жағдайда 1 фазаның жерге тұйықталуы 1 фазалы қысқа тұйықталу болып табылады, бұл зақымдалған бөлігі релелік, қорғаныс ажыратады. Электр берілісі желісінің жұмыс ұзақтығы жерге бір фазалы қысқа тұйықталған кезде релелік қорғанын іске қосылу уақыты мен ажыратылатын аппаратура арқылы анықталады.
Көбінесе бұл уақыт 3 секундтан аспайды. Сондықтан жерлендірілген бейтараптамалы желідегі электр жабдықтың жерге бір фазамен қысқа тұйықталу режимінде ұзақ жұмыс істеуіне тыйым салынады. Бұл жағдайда электр оқшауламасының жұмыстық кернеуі электр жабдықтың ең үлкен фазалық √3 – ке бөлгендегі мәніне тең.
Егер индуктивтілік жерге бағытталған сыйымдылық тоқтың орнын толтырса (компенсация), желі резонансты жерлендірілген деп саналады. Желі резонансты жерлендірілген кезде 1 фазалы қысқа тұйықталған орындағы тоғы толық сыйымдылық тоқтың 5 – 7% тең және оқшаулама саңылауы мен жоғары гармония тоқтары тудыратын активті құраушылардан тұрады. Бұл жағдайда, оқшауланған бейтараптамалы желідегі сияқты бүтін фазалардың электр оқшауламасына ұзақ уақыт бойы электр жабдықтың ең үлкен жұмыстың кернеуі әсер етеді. Осыдан, бейтараптаманы доға сөндіргіш реактормен жерлестіргенде, электр оқшауламасының жұмыстық кернеуін электр жабдықтың ең үлкен жұмыстық кернеуіне тең деп алу керек. Номиналды кернеуі 3 – 35 кВ желіде оқшауланған немесе резонансты – жерлендірілген бейтараптама болады. Сондықтан класы 3 – 35 кВ болатын электр оқшауламаның жұмыстық кернеуі электр жабдықтың ең үлкен жұмыстық кернеуіне тең деп алынады, ал 110 кВ класс үшін электр жабдықтың ең үлкен фазалы кернеуі алынады.
