1. Kirish so‘zi. Asosiy tushinchalar va holatlar. O‘ta kuchlanish turlari va ularning paydo bo‘lishi

Sinov savollari

1. 
   Havo elektr uzatish yullining izolyasiyasiga qanday talab quyiladi?
   
2. 
   Ushlab turuvchi va tortib turuvchi izolyatorlar shodasini tushintiring?
   
3. 
   Izolyatorlar shodasidagi izolyatorlar soni qanday tanlanadi va u nimalarga bog‘liq?
   
4. 
   Sterjen turidagi izolyatorlar kolonkasi qaerda qullaniladi?
   
5. 
   Izolyatordagi markirovka nimani bildiradi?
   

Mavzu №22:Yuqori kuchlanish kabellarining va kondensatorlarning
izolyasiyasi

Ma’ruza rejasi:

1. 
   Kabel tushinchasi va kabellarning turlari.
   
2. 
   Kabel izolyasiyasida qo‘llaniladigan materiallar.
   
3. 
   YUqori kuchlanish kondensatorlarining izolyasiyasi.
   

Tashqi tomonidan har xil ta’sirlarga qarshi himoya qobig‘i bo‘lgan yumshoq izolyasiyalangan o‘tkazgichga- kabel deyiladi. Uning utkazgichlari kabelga yumshoqliq va mexanik mustaxkamlik beradigan har xil diametrli mis yoki alyumeniy simlarning uramlaridan (paylardan) iborat bo‘ladi. Kuchlanishiga va uning ishlatilish sharoitiga qarab kabellar bir, uch va ayrim xollarda turt payli qilib tayyorlanadi.

Kabellarning izolyasiyasi tashqi muxit tempraturasining keng diapazonda o‘zgarishiga qaramay o‘zining yuqori elektrik va mexanik mustaxkamligini saqlaydi.
YUqori kuchlanish kabellarida birlik hajmga to‘g‘ri keladigan qog‘oz, moy hamda moyning yopishqoqligi bilan bir biridan farq qiladigan har xil qog‘ozli-moyli izolyasiya eng keng tarqalgan. Kabellarda har xil qo‘-shimch minerallar aralashtirilgan mineral moylar qo‘llaniladi, ulardan asosiysi-kanifoldir. Bu qo‘shimcha minerallar kabelda oksidlanishni bartaraf etib moyning yopishqoqligini oshiradi va ularni ekspluatatsiya hamda montaj qilishni engilashtiradi. SHikastlangan joylarni almashtirishda (ta’mirlashda) va birlashtiruvchi muftalarni o‘rnatish vaqtida singdirilgan moy oqib ketmaydi.
Moy singdirilgan kabellarning asosiy kamchiligi ularda ekspluatatsiya davrida qo‘rg‘oshindan yasalgan qobiqning tempraturadan kengayish koeffitsienti moyning issiqliqdan kengayish koeffitsientidan kichikligidan, izolyasiyaning burtishlari paydo bo‘ladi. Kabelning sovushida burtgan joylarda xosil bo‘ladigan bo‘shliq asta sekin izolyasiyadan ajraladigan gaz bilan to‘lishi natijasida gazli ulanishlarning paydo bo‘lishiga olib keladi. Bu gazli ulanishlar kabelning o‘zgaruvchan yuk bilan ishlashida uning izolyasiyasining teshilishiga olib keladi.
Hozirgi vaqtda yuqori kuchlanishlar uchun muljallangan kabellarda assosan bir necha atmosfera bosim ostida turuvchi suyuq moy bilan singdirilgan kabel qog‘ozi keng qo‘llanilmoqda. Bu turdagi izolyasiyada uzoq vaqt saqlanuvchi gazli ulanishlar paydo bo‘lmaydi chunki ulardagi o‘yiq suyuq moy bilan to‘lib boradi.
Hozirgi vaqtda energetikada quyidagi turdagi kabellar qo‘llaniladi:
- YOpishqoq moy singdirilgan kabellar;
- Moy to‘ldirilgan kabellar;
- Bosim ostida moy to‘ldirilgan yuqori kuchlanish kabellari;
- Bosim ostida gaz tuldirilgan yuqori kuchlanish kabellari;
- Polimer izolyasiyali kabellar.

Moy singdirilgan kabellar:

Bu kabelning izolyasiyasi iqi qismdan faza va belbog‘dan iboratdir. Kabel izolyasiyasi spiral ko‘rinishida qatlam-qatlam qilib o‘ralgan eni 10 30 mm, qalinligi 20120 mk qog‘oz lentadan iborat. Har qatlamda ikki yonma-yon joylashgan qatlamlar chetida 1,5  3,5mm oraliq qoldirilganli-gidan kabelni egishda qog‘oz izolyasiya shikastlanmaydi. O‘rashda qog‘oz o‘zida 10%-gacha namlik bilan havo olib qolganligidan uni vakium sharoitida 120 135 gradus tempraturada qurutilib keyin germetik yopiq baklarda moy singdiriladi.
Izolyasiyadagi qog‘oz va moy o‘zaro bir birini to‘ldirishi natijasida izolyasiyaning teshilish kuchlanishi ayrim xolda olingan moyning ham, qog‘ozning ham teshilish kuchlanishidan yuqori bo‘ladi. Bu xarakteristika 1-nchi jadvalda keltirilgan.
Jadval - 1

Izolyasiya	1 minutlik elektrik mustaxlik 20^0S ,kV/mm		tg
	o‘zgaruvchan kuchanganlikda	O‘zgarmas kuch langanlikda	20^0S	100^0S
Єuritilgan qog‘oz	10,6	14,9	210^-3	3,610^-3
Singdiriladigan moy	24	34	0,810^-3	3310^-3
Kabel izolyasiyasi	57,5	174	2,610^-3	8,510^-3

Moy to‘ldirilgan kabellar:
Hozirgi vaqtda yuqori va o‘ta yuqori kuchlanishlarda bir payli moy to‘ldirilgan kabellar asosiy hisoblanadi. Buning yuqorida ko‘rilgan kabeldan farqi unda qog‘ozga singdirish uchun suyuq moy qullaniladi. Bu moy kabel bo‘ylab siljiydi va termik sikllar vaqtida xosil bo‘lgan gazli ulanishlarni to‘ldiradi. Kabelning tempraturasi o‘zgarganda vaqtinchalik vakium paydo bo‘lmasligi uchun moy kabelda ma’lum bosimda bo‘lishi kerak. Bu kabellarning muljallangan kuchlanishi oshishi bilan moyning bosimi ham oshib boradi. Bu kabelda moyning erkin sirkulyasiya bo‘lishini ta’minlash uchun o‘tkazgich yassi qilib yasalgan.
Kabelning qizishida moyning bosimi oshishini bartaraf etish va kabeldagi moy bosimini o‘zgarmas ushlab turish uchun elektr uzatish yo‘lining har 1  2,5 km-da kengayuvchan bosim baki va kabelni qismlarga ajratuvchi sijlovchi mufta o‘rnatiladi.
Moy to‘ldirilgan kabellarda moyning oqishining paydo bo‘lishi muxim shikastlanish xisoblanadi. SHuning uchun kabel trassalari bosimni nazorat qiluvchi va avtomatik signal beruvchi qurulmalar, hamda monometrlar bilan jixozlangan bo‘lishi kerak.
Kabellarda dielektrik isrof xisobiga paydo bo‘layotgan qizishni izolyasiyadan tashqi muxitga olishdagi kamchilik natijasida issiqliqdan teshilish havfli kuzatiladi. SHuning uchun moy to‘ldirilgan kabellarda dielektrik isrofi kam bo‘lgan material qullash talab etiladi. o‘ta yuqori kuchlanishlarga muljallangan kabellarda izolyasiya hajmining kattalagidan dielektrik isrofning oshib ketishi natijasida tok bo‘yicha yuklanishni kamaytirish tavsiya etiladi. Misol uchun kuchlanishi 110 kV va tg =0,005 bo‘lgan kabelda dielektrik isrof umumiy isrofning 10% -ni tashkil etadi. Kuchlanishi 400 kV va tg=0,003 bo‘lgan kabelda dielektrik isrof 100%-ni tashkil etadi.
Bosimda moy to‘ldirilgan yuqori kuchlanish kabellari:
Bu kabellar asosan 110150 kV kuchlanishlarda ko‘proq qo‘llani-ladi. Bu turdagi kabellarda 15 at. bosimda suyuq moy to‘ldirilgan pulat trubada oddiy moy singdirilgan qobiq bilan izolyasiyalangan uchta o‘tkazgich joylashtiriladi. Bu kabelda izolyasiya ekrani va uning ustidan atmosfera bilan kontaktlashishni bartaraf etish uchun germetik polietilen yoki alyumeniy lenta bilan o‘ralgan bo‘ladi. Moyning bosimini izolyasiyaga o‘tkazib berish uchun qobiq etarlicha yumshoq bo‘lishi kerak. Ayrim vaqtlarda bu turdagi kabellarda izolyasiya bilan bevosita tegishini ta’minlaydigan va montaj paytida olib tashlanadigan yumshoq rux qobiq bilan o‘raladi.
Bu kabellarning asosiy kamchiligi unda birlik uzunlikga to‘g‘ri keladiga moy hajmi va moy bosimini o‘zgarmas ushlab turish xisoblanadi. Bu kamchilikni bartaraf etish uchun trassaning har 1015 km-da nasos stansiyasini o‘rnatishni talab etilishi xisoblanadi.
Bosim ostida gaz to‘ldirilgan kabellar:
Bu kabellar ham pulat trubalarda joylashtiriladi. Bu turdagi kabelda pulat truba taxminan 15 at. bosim ostida azot va SO₂ (uglekislыy gaz) bilan to‘ldiriladi. Kabelning tok o‘zkazuvchi qismi umulashtirilgan moy singdirilgan qog‘oz, polietilen va uning ustidan lotun lenta bilan maxkamlangan qobiq bilan o‘ralgan. To‘l-dirilgan gazning bosimi izolyasiyaga beriladi. Bu holda gaz bosimi 1215 atmosferagacha maydon kuchlanganligi esa 1012 kV/mm bo‘lishi mumkin.
Bu kabelning trasasi nisbatan soda, chunki undagi bosimni o‘zgarmas ushlab turish uchun siqilgan gaz tuldirilgan balloni o‘rnatish etarli. Truboprovoddagi shikastlanishlarda gazning chiqishi moyning oqib chiqishiga nisbatan tezroqdir. O‘zoq vaqt siqilgan holatda turgan izolyasiya bosim olingandan keyin ham o‘zining elektr mustaxkamligini saqlaydi.
Bu turdagi kabellarning kamchiliklaridan biri uning izolyasiyasidan ajralib chiqqan issiqlikni tashqariga olish xisoblanadi. Bu muammo yuqo-ri va o‘ta yuqori kuchlanishga muljallangan kabellar uchun yanada aktual xisoblanadi.
Gaz to‘ldirilgan kabellar:
Bu turdagi kabelda yuqorida ko‘rilgan kabel kabi moy singdirilgan izolyasiya ishlatilib lekin qatlamlar orasi gazlar bilan to‘ldiriladi. Bunda asosan azot oxirgi vaqtlarda elegaz va freon qo‘llanilmoqda. Kabelning moy singdirilgan izolyasiyasi biriktirilgandan keyin qo‘rg‘oshin qobiq bilan o‘ralib gaz bilan to‘ldiriladi. Gaz to‘ldirilgan kabellar 35 kV kuchlanishgacha uch fazali va 110kV-dan yuqori kuchlanishlarda bir fazali qilib yasaladi. Bulardan eng keng tarqalgani 35 kV-gacha kuchlanishdagi kabellar xisoblanadi.
Polimer izolyasiya kabellar:
Bu turdagi izolyasiyali kabellar asosan vertikal o‘rnatish uchun qulay bo‘lib ular 35 kV kuchlanishgacha qo‘llaniladi. Asosan bunda izolyasiya materiali ko‘rinishida polixlorvinil. Unda kesimi 120 mm mis simlar urami qalinligi 3,6 mm bo‘lgan polixlorvinil bilan preslangandan keyin vul-qonlanmaydigan rezina bilan uraladi (kampaundlanadi). Rezina qobiqning ustidan polixlorvinil bilan qoplangan zirx o‘raladi. Kabelning 6 kV-ga muljallanganining diametri 56mm bo‘lsa uning har km uzunligining og‘ir-ligi 6,5 tonnaga teng.
Kabellarda kontrol tekshirish barabanda yoki uning ma’lum bir qis-mida bajariladi. Gaz va moy to‘ldirilgan kabellarda gazli ulanishning paydo bo‘lish extimoli juda katta bo‘lganligidan u o‘zgarmas tok kuchlanishlari yordamida tekshiriladi.
YUqori kuchlanish kondensatorlari:
YUqori kuchlanish kondensatorlari: - elektr energetikada katta quv-vatni o‘zgartirish va uzatish zanjirlarida turli xil funksiyalarni bajarishga asosan reaktiv quvvat ishlab chiqarish uchun qo‘llaniladi. SHuning uchun ular ham elektr energetikaning boshqa qurulmalari kabi asosiy qurulmalar turkumiga kiradi. Elektr energetikada qo‘llaniladigan kondensatorlar bir biridan sig‘imi(1000 mkf), kuchlanishi (150 kV) va konstruksiyalari bilan farq qiladi.
Elektrenergetikada qo‘llaniladigan kondensatorlarni quyidagi guruxlarga bulish mumkin
1. Sanoat davrtezligidaga kuchlanishda ishlashga muljallangan kondensatorlar.
2. Kuchlanish impulsiga ishlashga muljallangan kondensatorlar.
3. Pulslanuvchi va o‘zgarmas kuchlanishlarda ishlashga muljallangan kondensatorlar.
4. YUqori davrtezliklarda (bir necha kgs) ishlashga muljallangan elektrotermik kondensatorlar.
Birinchi guruxga elektroenergetikada keng tarqalgan elektr uskunalarning quvvat koeffitsientini yaxshilashga "kosinus" hamda katta uzunlikdagi havo elektr uzatish yo‘llarining induktiv qar-shiliklarini kompensatsiyalashga ishlatuvchi bo‘ylama kompensatsiya qurulmalarda va taqsimlovchi tarmoqlardagi kuchlanishni rostlashga, yuqori kuchlanish elektr uzatish yo‘l-laridan uncha katta bo‘lmagan quvvatni olishga muljallangan kondensatorlar kiradi.Bu kondensatorlarning izolyasiyasi uzoq vaqt ishchi kuchlanish ayrim hollarda esa o‘ta kuchlanishlar ta’sirida bo‘ladi.
Ikkinchi gurux kondensatorlari yuqori kuchlanish laboratoriyasida ishlatiladigan kuchlanish va tok generatorlarida (GIN) energiyani jamlashga muljallangan. SHu bilan birga bu kondensatorlar maxsus qurulmalarda ya’ni kondensatorning nisbatan sekin zaryadlanishi va tez razryadlanish xususiyati ancha katta quvvat berishni talab etiladigan yuqori parametrli plazma olishda, kuchli magnit maydoni xosil qilishda va elektrogidravlik effekt olishda ham ishlatiladi.
Uchunchi gurux kondensatorlari o‘zgartiruvchi qurulmalarda filtr rolini bajaradi
Turtinchi gurux kondensatorlari yuqori chastotali elektrotermik uskunalarning tebranish konturlarida ishlashga muljallangan.
Ba’zi kondensatorlarda seksiyalar peremechkaga xususiy saqlagichlar (predoxranitel) orqali ulanadi. Bu kondensatorlarda ba’zi seksiyalar ish-dan chiqsa xam kondensator ishlash qobiliyatini yo‘qotmaydi. Aloxida seksiyalar orasiga elektrkartondan yasalgan to‘siq qo‘yiladi. Spiral ko‘rini-shida dielektrik lentadan o‘ralgan seksiya kondensatorlarning asosiy elementi xisoblanadi. Seksiyalarning ikkala tomoni elektrod rolini bajaradi, bu elektrodga ketadigan metal sarfini kamaytiradi.
Hozirgi vaqtda elektr energetikada qo‘llanilayotgan kondensatorlarning barchasida seksiyalar yassi presslangan bo‘ladi. Seksiyalarni qolipda o‘rab keyinchalik presslanganligi uchun ular juda ixcham bo‘ladi. Bir seksiyaning sig‘imi qo‘yidagicha aniqlaniladi:
Seksiya = 2 al/d (1) bu erda a - elektrodning(folga lentaning) kengligi;
l -elektrod uzunligi; d- elektrodlar orasidagi dielektrikning qalinli-gi;  - dielektrikning elektr singdiruvchanligi.
Bu formuladan ko‘rinadiki kondensatorlarda yuqori elektr singdiruvchanlikga ega bo‘lgan dielektriklar ishlatiladi. SHuning bilan birga dielektriklarning elektr mustaxkamligi, td va qizish tempraturasi ham asosiy rol o‘ynaydi.
YUqoridagi talabga javob beradigan dielektrik kabel yoki kondensator qog‘ozi xisoblanadi. Bu qog‘ozlarga kondensator kupincha esa kostor moylari singdiriladi. CHunki moy singdirilgan qog‘ozning elektr mustaxkamligi keskin kattalashadi. Xozirgi vaqtda sanoatda kondensatorlar uchun ikki turdagi qalinligi 530 mk va yuqori zichligi bilan bir biridan farq-lanuvchi KON I va KON II kondensator qog‘ozi ishlab chiqariladi. Bu qog‘ozlar yuqori mexanik va elektrik mustaxkamlikga hamda kichik noorganik ulanishlarga ega. Bu qog‘ozlarning elektrik mustaxkamligi 3050 kV-/mm-ga teng,
KON I qog‘ozi asosan o‘zgaruvchan, KON II esa o‘zgarmas tok kuchlanishlarida qo‘llaniladi. Qalinligi 50120 mk bo‘lgan kabel qog‘ozlari yuqori kuchlanish kondensatorlarida ishlatiladi.
Ma’lumki yuqori kuchlanishga muljallangan kondensatorlar mineral kondensator moyi bilan tuyintiriladi. Kondensator moyi transformator moyini qayta tozalash yordamida olinadi. Bu moyning elektr mustaxkamligi 200 kV/mm-gacha bo‘lishi mumkin.
O‘zgaruvchan kuchlanishda ishlashga muljallangan kondensatorlarda mineral moydan tashqari sovola( pentaxlordifenil ) sintetik moy ham qo‘llaniladi. Bu sintetik moyning dielektrik singdiruvchanligi mineral moynikiga qaraganda 2 barobar katta va td  = 0,0030,006 gacha bo‘lganida kondensatorning massasi 35  40% -ga kamayadi.
Kondensator dielektriklari uchun asosiy xarakteristikalardan biri bu tg chunki ishchi kuchlanganlik kup tomondan ushbu parametrga ham bog‘liq. Kuchlanishi 525 kV bo‘lgan kondensatorlarda dielektrik atrofidagi tempratura 20⁰ S- da qog‘ozli - moyli dielektriklar uchun norma bo‘yicha tg = 0,004- ga, o‘tayuqori kuchlanishlarda esa tg =0,003 ga teng deb qabul qilinadi.