МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

Факультет систем автоматического управления

(ИВТС им. В.П. Грязева)

Кафедра «Электроэнергетика»

Косырихин в.С. Должность, ученое звание конспект лекций

по дисциплине

Техника высоких напряжений

Направление подготовки: 140400– «Электроэнергетика и электротехника»

Профиль подготовки:

Системы электроснабжения объектов техники и отраслей хозяйства;

Квалификация (степень) выпускника: 62, бакалавр

Форма обучения – (очная, заочная)

Тула 2012 г.

Рассмотрено на заседании кафедры

протокол № 1от " 24 " января 2012 г.

Зав. кафедрой________________В.М. Степанов

Содержание

Y

Введение 6

Лекция №1 7

1. Разряды в газах 7

1.1. Конфигурация электрических полей 8

1.2. Ионизационные процессы в газе 10

1.3. Виды ионизации 11

Лекция №2 16

1.4. Лавина электронов 16

1.5. Условие самостоятельности разряда 18

1.6. Образование стримера 19

Лекция №3 20

1.7. Закон Пашена 20

1.8. Разряд в неоднородных полях 23

1.9. Эффект полярности 25

1.10. Барьерный эффект 27

Лекция №4 29

1.11. Влияние времени приложения напряжения на электрическую прочность газовой изоляции (вольт-секундная характеристика — ВСХ) 29

1.12. Коронный разряд 32

1.13. Потери энергии при коронировании 35

Лекция №5 37

1.14. Разряд в воздухе по поверхности изоляторов 37

1.14.1. Разряд вдоль проводящей и загрязненной поверхности изо­лятора 40

1.15. Пробой жидких диэлектриков 42

1.15.1. Влияние влаги и микропримесей 44

1.15.2. Влияние давления 45

1.15. 3. Влияние температуры 46

1.15.4. Влияние времени воздействия напряжения 47

1.15.5. Влияние материала, геометрии электродов, расстояния между ними и полярности 49

1.15.6. Барьерный эффект 50

1.16. Пробой твердой изоляции 51

1.16.1. Частичные разряды 54

Лекция №6 57

2. Высоковольтная изоляция 57

2.1. Высоковольтные изоляторы 57

2.1.1. Линейные изоляторы 57

2.1.2. Станционно-аппаратные изоляторы 59

2.2. Изоляция высоковольтных конденсаторов 61

Лекция №7 62

2.3. Изоляция трансформаторов 62

2.4. Изоляция кабелей 63

2.5. Изоляция электрических машин 65

2.6. Профилактика изоляции 66

2.6.1. Задачи и цели профилактики 66

2.6.2. Измерение сопротивления изоляции (токов утечки) 67

2.6.3. Измерение tg 68

2.6.4. Методы обнаружения частичных разрядов 70

2.6.5. Методы регистрации высокочастотных составляющих час­тичных разрядов (индикаторы частичных разрядов - ИЧР) 70

2.6.6. Контроль влажности изоляции 72

2.6.7.Испытание повышенным напряжением 73

Лекция №8 74

3. Высоковольтное испытательное оборудование и 74

измерения 74

3.1. Установки для получения высоких переменных напряжений 74

3.2. Установки для получения высоких постоянных напряжений 76

3.2.1. Каскадный генератор постоянного тока 79

3.3. Импульсные испытательные установки 79

3.3.1. Генератор импульсных токов (ГИТ) 81

3.4. Измерение высоких напряжений 81

3.4.1. Шаровые разрядники 81

3.4.2. Электростатические вольтметры 83

3.4.3. Делители напряжения (ДН) 84

Лекция №9 87

4. Перенапряжения и защита от них 87

4.1. Классификация перенапряжений 87

4.2. Внутренние перенапряжения 88

Лекция №10 89

4.3. Грозозащита воздушных линий электропередач и подстанций 89

4.3.1. Защита от прямых ударов молнии 90

4.3.2. Зона защиты стержневого молниеотвода 90

4.3.3. Зона защиты тросового молниеотвода 91

4.3.3. Грозоупорность объектов (ВЛ) 93

4.4. Средства защиты от перенапряжений 93

4.5. Волновые процессы в линиях 96

4.5.1. Преломление и отражение волн в узловых точках 96

4.5.2. Перенапряжения при несимметричном отключении фаз 98

4.6. Волновые процессы в обмотках трансформаторов 102

4.6.1. Начальное распределение напряжения вдоль обмотки транс­форматоров 103

4.6.2. Установившийся режим (или принужденный режим) 104

4.6.3. Переходный процесс 105

4.6.4. Распределение напряжения вдоль обмоток 3-х фазного транс­форматора 106

4.6.4.1. Звезда с заземленной нейтралью 107

4.6.4.2. Звезда с изолированной нейтралью 107

4.6.4.3. Соединение обмоток треугольником 108

4.6.5. Передача волн перенапряжения из одной обмотки в другую 110

Лекция №11 111

4.7. Перенапряжения при отключении ненагруженных ЛЭП и бата­рей конденсаторов 111

4.7.1. Отключение ненагруженных ВЛ 111

4.7.2. Отключение батарей конденсаторов 114

4.7.3. Дугогасящие аппараты 114

Заключение 117

Литература 118