14. Разряд вдоль смочен-х дождем или загрязненной и увлажненной поверхности твёрдого диэлектрика

Условия загрязнения и увлажнения поверхностей изоляционных конструкций

Слой загрязнения на поверхности изоляционных конструкций образуется в результате выпадения из потоков воздуха твердых или жидких взвешенных частиц. Интенсивность процесса образования слоя загрязнения пропорциональна градиенту скорости воздушного потока у поверхности изоляционной конструкции. При резком снижении скорости воздуха вызванном препятствием, загрязнение происходит более интенсивно. Увлажнение поверхности изоляционной конструкции имеет место при моросящем дожде, тумане, росе. Увлажнение загрязненных поверхностей весьма значительно снижает их Эл. прочность. Объясняется это тем, что влага приводит к растворению солей в слое загрязнения, что увеличивает проводимость. Исключением является проливной дождь, т.к он смывает слой загрязнения, что приводит к уменьшению проводимости слоя загрязнения.

Сопротивление слоя загрязнения:

Пусть изолятор представляет собой гладкий стержень цилиндрической формы диаметром-d, на нем имеется слой загрязнения толщиной ∆. Длина пути тока утечки Ly, тогда сопротивление слоя загрязнения можно вычислить:

(1),

- удельное поверхностное сопротивление слоя загрязнения

- площадь сечения.

Параметр ∆ трудноопределим, т.к. он меняется. Поэтому сопротивление слоя загрязнения:

(2),

-удельная поверхностная проводимость.

Гладкие изоляторы на практике применяются редко. Обычно используют изоляторы имеющие ребра. Сопротивление запишется:

(3),

- текущая координата вдоль пути тока утечки.

- удельная поверхностная проводимость

(4) (5).

Если поверхностная проводимость усредняется, то: (6).

Для определения ребристого изолятора (6) эквивалентируют диаметр: (7),

-эквивалентный диаметр изолятора равный диаметру такого гладкого изолятора, который имеет такую же длину пути тока утечки и такое же сопротивление.

15. Механизм развития разряда по загрязненной и увлажненной поверхности.

Опорные точки дуги располагаются на мокрых участках (по краям подсушенной зоны)

ВАХ дуги, горящей на открытом воздухе подчиняется закону: (1),

Ед - средняя напряженность, I-ток дуги, a,n - некоторые постоянные.

Возьмем гладкий цилиндрический изолятор: (2)

Вычислим сопротивления изолятора, у которого часть поверхности зашунтирована дугой:

, (3)

(4), ; (5) (6)

Подсушенная зона имеет вид кольца, если , то из (4) следует R>Rп.

Ток протекающий по поверхности изолятора: уменьшается.

Опорные точки дуги перемещаются по краям подсушенной зоны. Из-за высокой температуры опорных точек ширина подсушенной зоны увеличивается вдоль оси изоляторов. С увеличением ширины подсушенной зоны сопротивление из (4) увеличивается, а ток уменьшается, поэтому тепловыделение на поверхности изолятора снижается и при некоторой длине дуги подсушенная зона увлажняется →дуга гаснет и процесс повторяется сначала. Такой процесс перемещающихся дужек на поверхности изоляторов является нормальным режимом. Наличие дужек говорит о том, что нужно промыть изолятор.

Если ,то при возникновении дуги сопротивление изолятора уменьшается, ток возрастает, дуга удлиняется. (7) - условие перекрытия гладкого цилиндрического изолятора. Подставив (5) и(6) в (7) можно получить: (8).

Можно получить предельный ток перекрытия изолятора: (9)

(9) - предельный ток (min значение) по поверхности, при котором происходит перекрытие. Используя значение предельного тока можно аналитически вычислить характеристики гладкого цилиндрического изолятора:

1) влагоразрядное U (U_вр)

2) влагоразрядное Е (Е_вр)

(10), (9).

как видно из выражений (9) и (10) , характеристики зависят от d, они убывают с его увеличением, как показывают расчеты и эксперименты при d<4 см, влагоразрядные характеристики еще велики, с точки зрения приемлимых механических характеристик требуется существенно увеличить d, но влагоразрядная напряженность уменьшится на столько сильно, что создать изоляционную конструкцию будет сложно, поэтому приходится использовать ребра.