3. 3 Әуе электр беріліс желілерінің зарядтық қуаты

Белгілі бір жағдайларда сымдардың бетінде электрлік өрістің кернеулігі 110 кВ және одан жоғары кернеулі әуе желілерінде және олардан жоғарыда айтылған электрлік ауданның кернеулігі талаптарға байланысты өткізгіштің бетінде үлкейеді және шекті мәннен үлкен болады. Сымның айналасындағы ауа интенсивті түрде иондалады, тәждің жарқырауын құрайды. Тәжге активті қуаттың шығыны сәйкес келеді. Тәжге шығындарды азайту үшін өткізгіштің диаметрін үлкейту болып саналады. Осыған байланысты тәж бойынша қиманың мүмкін мәндері 110 кВ-70 , 150 кВ-120 , 220кВ-240 .

220 кВ орнатылған жүйелер бойынша есептеген кезде активті өткізгіштік ескерілмейді.

Жүйелерде кВ қуаттың шығындарын анықтаған кезде шекті режимдерді есептегенде тәжге кететін шығындарды ескеру керек. Әдетте бұл кезде кернеуден тәжге кететін шығындардың түріне байланысты ескеріледі.

тізбегінің сыйымдылықтық өткізгіштігі әр түрлі фазалардың арасындағы өткізгіштермен сыйымдылықтық өткізгіш жер ескерілген немесе келесі формула бойынша

, (3.9)

мұндағы - ӘЭБЖ-нің сыйымдылықтық меншікті өткізгіштігі, См/км; ол анықтамалық кесте бойынша немесе келесі формула бойынша анықталады

. (3.10)

ӘЭБЖ-нің меншікті сыйымдылығы С_о , (Ф/км)

(3.11)

ӘЭБЖ-нің сыйымдылықтық өткізгіштігінен зарядтық ток пайда болады, сол себептен желіде реактивтік қуат өндіріледі (вар)

, (3.12)

1 – көрініс бойынша токтың элементті құбыры, ортаға жақын орналасқан, магнит индукциясының үлкен ағынымен оралады, бетке жақынырақ, 2 – көрініс, азығырақ (3.4 – сурет).

Белгілі, индуктивті кедергі ЭҚК өзіндік индукциясына пропорционал, ал токқа кері пропорционал: Х=E/I, өзіндік индукция E=- wdФ/dt.

Осылайша, ЭҚК өзіндік индукциясы Е=F ағынына пропорционал, олай болса, ағын көп болса, Х индуктивті кедергі де көп болады.

Демек, индуктивті кедергі Х өткізгіштің ортасында көп болады, шетіне қарай аз болады. Шекті жағдайда Х=Ф тогы өткізгіш ортасында мүлдем болмайды, ол шетіне қарай ығысады және бүкіл қимада r радиусымен жүрмейді, ал тек ғана оның бетімен жүреді, (3.4 – сурет). Онда радиус r_x – ке дейін кішірейеді. Осы құбылыс «электр техникасының негіздері теориясынан» белгілі және үстіңгі эффект (скин эффект)деп аталады.

50 Гц жиілігінде элементтерде, болат болмайтын, осы айырмашылық маңызды емес, яғни активті кедергінің айтылуын пайдалану. Кедергі тәуелдігінен R температурадан елемеу мүмкін.

Х_л - индуктивті кедергісі. Индуктивті кедергі 1 км желіге жүргізілген.

x₀= 2πLf=0,144lg(D_оpт/r_сым) + 12500μ, (3.13)

мұндағы L – индуктивтілік, Гн;

f – жиілік, 50Гц;

D_opт - ортагеометриялық арақашықтық өткізгіш фазаларының арасында;

r - өткізгіш радиусы және D_cp мәндері бірдей жазықтықта болу тиіс;

μ – магнитті өткізгіштік, Гн/м.

Түрлі – түсті метал өткізгіштерін, алюминиді және мысты магнитті өткізгіштер тұрақты, оны жобалап магнитті ауа өткізгіштігіне тегістеуге болады, яғни халықаралық бірлік жүйесіне сәйкес.

μ_{в °≈}μ_{а ≈} μ_м = 0,4π 10^-6= 1,25·10^-6 Гн/м (3.14)

Түрлі түсті металдарға қарағанда, ішкі кедергі ондаған есе кіші, және оны көбінесе менсінбейді. Осылайша, индуктивті кедергі орташа геометриялық арақашықтығы D_оpт және өткізгіш радиусына тәуелді болады.

Сондықтан, индуктивті кедергіні көп жағдайда ұнатпайды

R_каб>>Х_каб (3.15)

Индуктивті кедергіні азайту үшін, радиусты арттыру керек.

ӘЭБЖ-нің активті өткізгіштер g_о, (См/км) келесі формула бойынша анықталады

(3.16)

мұндағы тәжге кететін активті қуаттың меншікті шығыны (кВт/км), ауа райымен байланысты.

-ды қосымшалардан алуға болады немесе келесі формула бойынша анықталады

, (3.17)

мұндағы - коэффициент, температура мен барометрлік қысымымен байланысты, =1, егер t=25 ⁰C.

, (3.18)

мұндағы m₀- көпсымды немесе бірсымды өткізгіштерге байланысты коэффициент, АС-сымға 0,83-0,87.

Кабель ЭБЖ-нің меншікті активті өткізгіштер g_о, (См/км) келесі формула бойынша анықталады

(3.19)

мұндағы диэлектриктегі активті қуаттың меншікті шығыны (кВт/км).

(3.20)

мұндағы С-кабельдің меншікті сыйымдылығы, Ф/км.

Кабель ЭБЖ-нің активті өткізгіштер G, (См) келесі формула бойынша анықталады

(3.21)

Шығындардан басқа өткізгіштерді қыздыруға желілерде әлі шығындар жетілген емес оқшаулаудың және шығындар, ауаның ионизациясымен өткізгішке жақын болған.

Сондықтан электр өрісте өткізгішке жақын көбірек, ауаның бір бөлігі иондалады. Ауа өткізгіш ретінде болады. Осы процесс тәжделу деп аталады және бойлай жарқыраған нимба қосылады, өткізгішпен және жарылумен. Өткізгіш радиусы аз болғанмен, электрлік өріс кернеуі көп болады, күштік желі тығыздығы көбірек болғанмен.

Тәжделу пайда болғаннан өткізгіш жуандайды, қатаюы төмендайді және ар қарай ауа иондалуы тоқтатылады. Тәжделу үш фактордан тәуелді: кернеу тапсырысы, өткізгіш радиусы және атмосфералық шарттар. Атмосфералық дымқылдық көп болғанмен, әрине, өткізгіш жанында ауаны «тесу» үшін қолайлы шарттар көбірек құрылу керек. Тәжбен 110кВ тапсырысына өтуі мүмкін және де жоғары қатаңдығы ретінде 20 кВ/см.

Тәжделу шығын өте маңызды болады және өте көп құрал артық шығының шығарады.