
- •«Национальный исследовательский
- •Техника высоких напряжений
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1. Электрические разряды в диэлектрических средах
- •1.1. Электрические разряды в газах
- •1.1.1. Виды электрических полей
- •1.1.2. Виды ионизации
- •1.1.3. Лавина электронов
- •1.1.4. Стримерная форма разряда
- •1.1.5. Искровой разряд
- •1.1.6. Закон Пашена
- •1.1.7. Разряд в неоднородных полях
- •1.1.8. Лидерный разряд в длинных промежутках
- •1.1.9. Молния
- •1.1.10. Дуговой разряд
- •1.1.11. Коронный разряд
- •1.1.12. Поверхностный разряд
- •1.1.13. Понятие пробоя
- •1.1.14. Влияние времени приложения напряжения на электрическую прочность газовой изоляции Эффект полярности
- •Эффект полярности
- •1.2. Пробой конденсированных сред
- •1.2.1. Пробой жидких диэлектриков
- •1.2.1.1. Влияние условий эксплуатации на электрическую прочность жидкостей Влияние влаги и микропримесей
- •Влияние давления
- •Влияние температуры
- •1.2.1.2. Механизм пробоя жидких диэлектриков
- •1.2.2. Пробой твердых диэлектриков
- •1.2.2.1. Влияние условий эксплуатации на электрическую прочность твердых диэлектриков
- •1.2.2.2. Механизм электрического пробоя твердых диэлектриков
- •1.2.2.3. Тепловой пробой твердых диэлектриков
- •1.2.2.4. Длительная электрическая прочность твердых диэлектриков
- •Контрольные вопросы к главе 1
- •Список литературы к главе 1
- •Глава 2. Высоковольтное испытательное оборудование
- •2.1. Методы и устройства получения высокого переменного напряжения
- •2.2. Методы и устройства регулирования напряжения трансформатора и каскада трансформаторов
- •2.3. Методы и устройства получения высокого напряжения постоянного тока
- •2.3.1. Схемы выпрямления тока высокого напряжения
- •2.3.2. Каскадный генератор постоянного тока высокого напряжения
- •2.4. Методы и устройства получения высоковольтных импульсов напряжения
- •2.5. Методы получения импульсных токов
- •2.6. Измерение высоких напряжений и импульсных токов
- •2.6.1. Делители для измерения высоких напряжений
- •2.6.2. Измерение больших импульсных токов
- •Контрольные вопросы к главе 2
- •Список литературы к главе 2
- •Глава 3. Изоляция высоковольтного электрооборудования
- •3.1. Классификация электрической изоляции
- •3.2. Условия работы и требования, предъявляемые к электрической изоляции высоковольтного оборудования
- •3.3. Наружная изоляция электроустановок
- •3.3.1. Изоляция воздушных линий электропередачи.
- •3.3.2. Опорные изоляторы
- •3.3.3. Проходные изоляторы
- •3.3.4. Высоковольтные вводы
- •3.4. Изоляция силовых конденсаторов
- •3.4.1. Расчет емкости конденсаторов
- •3.4.2. Характеристики основных материалов, применяемых в высоковольтных конденсаторах
- •3.4.3. Основы электрического расчета косинусных конденсаторов
- •3.5. Изоляция трансформаторов высокого напряжения
- •3.5.1. Изоляция трансформаторов тока
- •3.5.2. Изоляция трансформаторов напряжения
- •3.5.3 Изоляция силовых трансформаторов
- •3.5.4. Изоляция испытательных трансформаторов
- •3.6. Изоляция силовых кабелей высокого напряжения
- •3.6.1. Кабели с вязкой пропиткой
- •3.6.2. Маслонаполненные кабели
- •3.6.3. Газонаполненные кабели
- •3.6.4. Кабели в стальных трубах под давлением масла или газа
- •3.6.5. Кабельные линии в трубах со сжатым газом
- •3.6.6. Кабели с резиновой или пластмассовой изоляцией
- •3.7. Изоляция вращающихся машин высокого напряжения
- •3.8. Методы профилактических испытаний изоляции высоковольтного оборудования
- •3.8.1. Физические процессы в многослойном диэлектрике
- •3.8.2. Методы профилактических испытаний изоляции оборудования высокого напряжения
- •Контрольные вопросы к главе 3
- •Список литературы к главе 3
- •Глава 4. Перенапряжения в электрических системах
- •4.1. Классификация видов перенапряжений
- •4.2. Уровни и координация изоляции
- •4.3. Волновые процессы в линиях
- •4.3.1. Волновые процессы в длинных линиях
- •4.3.3. Определение напряжения на вентильном разряднике при воздействии волны грозового перенапряжения
- •4.3.4. Многократные отражения в линиях конечной длины
- •4.3.5. Искажение и затухание волн
- •4.4. Волновые процессы в трансформаторах
- •4.5. Атмосферные перенапряжения
- •4.5.1. Параметры молнии
- •4.5.2. Молниеотводы
- •4.5.2.1. Зоны защиты молниеотводов
- •4.5.3. Грозозащита линий электропередачи
- •4.5.3.1. Индуктированные перенапряжения на лэп
- •4.5.3.2. Перенапряжения от прямого удара молнии в линию без троса
- •4.5.3.3. Перенапряжения прямого удара молнии в линию c тросом
- •4.6. Квазистационарные перенапряжения
- •4.6.1. Резонансные перенапряжения на основной частоте в установившемся режиме при холостом ходе односторонне питаемой линии
- •4.6.2. Влияние продольных и поперечных компенсирующих устройств на вынужденную составляющую напряжения
- •4.7. Феррорезонансные перенапряжения
- •4.8. Коммутационные перенапряжения
- •4.8.1. Перенапряжения при отключении ненагруженных линий и батарей конденсаторов
- •4.8.2. Коммутационные перенапряжения, возникающие при отключениях малых индуктивных токов
- •4.8.3. Перенапряжения при однофазном замыкании на землю в системах с незаземленной нейтралью
- •4.8.4. Гашение емкостного тока замыкания на землю с помощью дугогасящих аппаратов
- •4.8.5. Смещение нейтрали в сетях с дугогасящими аппаратами
- •4.9. Средства защиты от перенапряжений
- •Контрольные вопросы к главе 4
- •Список литературы к главе 4
- •Оглавление
- •Глава 1. Электрические разряды в диэлектрических средах 8
- •Глава 2. Высоковольтное испытательное оборудование 85
- •Глава 3. Изоляция высоковольтного электрооборудования 128
- •Глава 4. Перенапряжения в электрических системах 190
- •Техника высоких напряжений
МИНИСТЕРСТВО образованиЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Техника высоких напряжений
Рекомендовано Сибирским региональным учебно-методическим центром высшего профессионального образования для межвузовского использования в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров 140200.62 «Электроэнергетика»
Издательство
Томского политехнического университета
2010
УДК 621.3.027.3(075.8)
ББК 31.24я73
Т38
Авторы
В.Ф. Важов, Ю.И. Кузнецов, Г.Е. Куртенков, В.А. Лавринович, В.В. Лопатин, А.В. Мытников
Техника высоких напряжений: учебное пособие / В.Ф. Важов,
Т38 Ю.И. Кузнецов, Г.Е. Куртенков, В.А. Лавринович, В.В. Лопатин, А.В. Мытников; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. – 208 с.
ISBN 978-5-98298-743-3
В учебном пособии представлены фундаментальные основы техники высоких напряжений: процессы, протекающие в диэлектрических средах при воздействии сильных электрических полей; методы получения и средства измерения высоких напряжений; конструктивные особенности наружной и внутренней изоляции высоковольтного электрооборудования; классификация и причины возникновения перенапряжений и способы борьбы с ними.
Предназначено для подготовки бакалавров по направлению 140200 «Электроэнергетика», а также для инженерно-технических работников предприятий энергетики и проектных институтов.
УДК 621.3.027.3(075.8)
ББК 31.24я73
Рецензенты
Доктор физико-математических наук, профессор заведующий кафедрой естествознания и системного анализа АлтГТУ
Б.В. Семкин
Академик заведующий отделом Института сильноточной электроники СО РАН
Б.М. Ковальчук
ISBN 978-5-98298-743-3 © ГОУ ВПО НИ ТПУ, 2010
© Важов В.Ф., Кузнецов Ю.И., Куртенков Г.Е., Лавринович В.А., Лопатин В.В., Мытников А.В., 2010
© Оформление. Издательство Томского политехнического университета, 2010
Предисловие
Предлагаемая книга является учебным пособием для студентов, получающих степень бакалавра техники и технологии по направлению «Электроэнергетика». Учебное пособие состоит из четырех глав, охватывающих основополагающие разделы курса «Техника высоких напряжений»:
электрические разряды в диэлектрических средах;
высоковольтное испытательное оборудование;
изоляция высоковольтного оборудования;
перенапряжения в электрических системах.
Изложение материала базируется на основных положениях курсов общей физики, высшей математики, теоретических основ электротехники, электротехнических материалов. Изложение материала произведено с учетом последних достижений в рассматриваемых областях, а содержание соответствует утвержденным стандарту и программам подготовки бакалавров по направлению 140200 «Электроэнергетика».
Учебное пособие написано авторским коллективом преподавателей кафедры электроэнергетических систем и высоковольтной техники Электротехнического института Национального исследовательского Томского политехнического университета.
Для более углубленного изучения отдельных разделов курса в конце каждой главы представлен список литературы и контрольных вопросов.
Замечания и предложения по улучшению учебника просим направлять по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина 30, ТПУ, ЭЛТИ, кафедра ЭСВТ.