Введение

Техника высоких напряжений (ТВН) возникла в связи с необ­ходимостью электропередачи больших электрических мощностей на дальние расстояния. В 1880 году профессор Петербургского лесного ин­ститута Д. А. Лачинов разработал и изложил теорию передачи электро­энергии на большие расстояния — повышение напряжения и уменьше­ние тока по мере увеличения дальности и передаваемой мощности.

Соответственно запросам энергетики развивалась техника вы­соких напряжений. Потребовалось создание промышленных высоко­вольтных установок переменного, постоянного и импульсного напря­жений, а также установок для проведения исследований и испытаний изоляции при воздействии различных видов высокого напряжения. По­вышение уровня напряжений требовало изучения физических явлений, механизмов воздействия электромагнитных полей высокого напряжения на изоляцию в различных условиях эксплуатации.

В настоящее время номинальное напряжение ЛЭП достигает 1 150 000 В, а передаваемая мощность по одной цепи такой линии со­ставляет 6 Гигаватт. Общая протяженность электрических сетей в Рос­сии с номинальным напряжением 35-1150 кВ превосходит 800 000 км. Чрезвычайно большое значение при этом приобретают вопросы созда­ния и эксплуатации комплекса оборудования, необходимого для гене­рирования, передачи, преобразования и распределения электрической энергии: генераторов, трансформаторов, воздушных и кабельных линий, конденсаторов и др. аппаратов.

Высокие напряжения широко используются в электротехноло­гиях: окраска, электрофильтры, очистка воды, электрогидравлические и электроимпульсные технологии — бурение, дробление, резание горных пород и др.; в электрофизических установках — управляемый термо­ядерный синтез, ускорители, лазеры и др.

Курс лекций состоит из 4-х крупных разделов:

1. Разряды в диэлектриках.

2. Высоковольтная изоляция.

3. Высоковольтное оборудование и измерения.

4. Перенапряжения и защита от них.

Поскольку основной причиной выхода из строя высоковольт­ного оборудования являются отказы изоляции, то наибольшие усилия направляются на сохранение ее 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 (воздух и все, что находит­ся в воздухе) и внутреннюю (эта изоляция отделена от окружающей среды корпусами и может быть газообразной, жидкой, твердой, комби­нированной).

Лекция №1

1. Разряды в газах

Воздух до сих пор остается основным видом внешней изоля­ции линий электропередачи, энергетического оборудования и высоко­вольтной техники. Традиционный путь создания изоляционных конст­рукций, включающий их полномасштабные натурные испытания еще на поисковом этапе работы, с увеличением номинальных напряжений ста­новятся все менее перспективным. Техника испытаний становится тру­доемкой и требует все больше временных и материальных затрат. В свя­зи с этим возникает потребность в численных оценках электрической прочности воздушных промежутков на основе расчетных моделей, дос­товерно отражающих закономерности развития разряда в воздухе.