Введение. 
Изоляционные конструкции в электрических системах

Техника высоких напряжений раздел электротехники охватывающий изучение и применение электрических явлений, протекающих в различных средах при высоких напряжениях. Высоким считается напряжение 250 в и выше относительно земли. Экономически целесообразно строить мощные электрические станции вблизи мест добычи топлива или на больших реках и получаемую электрическую энергию передавать (например, по проводам) в промышленные районы, иногда значительно удалённые от основных источников энергии. Передача больших электрических мощностей на далёкие расстояния при низком напряжении из-за потерь практически невозможна, поэтому с развитием электрификации растут и рабочие (номинальные) напряжения электрических сетей.

Поскольку основной причиной выхода из строя высоковольтного оборудования являются отказы изоляции, то наибольшие усилия направляются на сохранение её в целостности. И здесь особую роль играет знание закономерностей зарождения и развития разрядов в диэлектриках (в изоляции).

В высоковольтном оборудовании используются газообразные, жидкие, твердые изоляционные материалы и их комбинации. Изоляция разделяется на внешнюю (воздушные промежутки, внешние поверхности твёрдой изоляции или изоляторов, промежутки между контактами разъединителя, т. е. воздух и всё, что находится в воздухе) и внутреннюю (изоляция обмоток трансформаторов и электрических машин, изоляция кабелей, герметизированная изоляция вводов, изоляция между контактами выключателя, т. е. эта изоляция отделена от окружающей среды корпусами и может быть газообразной, жидкой, твердой или комбинированной). Распределительные электрические сети (PC) напряжением 0,4−10 кВ в последние годы оснащаются электрооборудованием, аппаратами, устройствами, изоляторами и проводами, изготовленными на новой современной технической базе. Эксплуатация таких сетевых объектов требует надёжной системы защиты от грозовых перенапряжений с использованием современных технических средств. Разработка технических средств и методов защиты от перенапряжений PC связана с количественной оценкой параметров молнии и вероятного числа грозовых повреждений.

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, 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. Основной проблемой является создание надёжной высоковольтной изоляции, которая имела бы минимальные конструктивные размеры и малую стоимость. Каждая изоляционная конструкция обладает определёнными длительной и кратковременной электрическими прочностями, значения которых определяют габариты и стоимость изоляции. Кратковременная электрическая прочность изоляции характеризует её способность выдерживать кратковременные повышения напряжения (перенапряжения), возникающие в электрических системах при различных переходных процессах (например, при включении или отключении отдельных элементов системы, при коротких замыканиях и т. д.) либо при ударах молнии в линии электропередачи или другие токоведущие части. Перенапряжения первого вида называются внутренними и обычно продолжаются сотые доли секунд. Перенапряжения второго вида называются грозовыми, их длительность не превышает десятитысячных долей секунд.