Тақырыбы: Жоғары кернеулі күштік кабельдің оқшауламасының тозуы.

Жоспары:

1. Жоғары вольтты конденсатордың оқшауламасы.

2. Жоғары вольтты күштік трансформаторының оқшауламасы.

3. Кабель оқшаулағышының механикалық және электрлік беріктігі.

4. Жоғары кернеулі электр машиналарын оқшаулау.

Кабель оқшаулағышының механикалық және электрлік беріктігі.

Ауа желілеріне қарағанда, кабельдік желілер қымбат, сондықтан олар қаланың аса кұрылысты аудандарында, өнеркәсіп орындар территориясында, яғни ауа желілерін қолдану мүмкін емес немесе желілерде қолданылады.

Кабель талсымдары бір-бірінен және сыртқы металдық қаптан, механикалық және электрлік беріктігі бар, оқшаулағыш материал қабаты арқылы оқшауланады. Оқшаулағыш материал ретідде көбінесе талсымға тығыз қапталған және миниралды маймен сіңдірілген кабельдік қағазды қолданады.

Тапсымға қағаздың тығыз қапталу (оралуы) қалыңдығы 20-170мм және ені 10-30мм болады. Механикалық берік қағаз таспаларының қолдануымен іске асады. Сіңдірілу алдында қағаз оқшаулама сіңдірілу процесінде құрғатылуы керек. Құрғатылу вакуумда кернеуі 1-10 кВ кабельдер ұшін 40-20мм, Рт. Ст және 0,1-0,2 кернеуі 110 кВ және одан да жоғары кабельдер үшін 120-130°С температурада жүргізіледі. Майдың орнына жоғары қысымды газды пайдалануға болады. 3-35 кВ крнеулерде сонымен қатар пластмасс және резеңке оқшауламалары қолданылады.

35 кВ дейінгі кернеуде күштік жоғары вольтты кабельдер көбінесе үш талсымды болады, 110-500 кВ және одан да жоғары кернеуде бірталсымды болады.

Қағаз майлы оқшауламаға жұмыс кернеулері, коммутациялық және кейде (егер кабель ауа тораптарымен жалғанса) импульстік асқын кернеулер әсер етеді. Кабель оқшауламасының тесілуі жылулық және ионизациялық сипаттамада болады және кабельдік оқшауламада рұқсат етілген жұмыс кернеуліктерін арттыру үшін келесі әдістер қолданылады:

- кернеуліктің жергілікті жоғарылауынан сақтайтын өткізгішті немесе жартылай өткізгішті экрандарды қолдану арқылы өрісті реттеу;

- әр талсымның оқшауламасының бетінде меншікті металдық қаптарды немесе метализацияланған қағаздан жасалған экрандарды қолдану, сонымен қатар бірталсымды кабельдерді жасау. Бұл шаралар радиалды өріске әкеледі, яғни белдеулік оқшауламасы бар үш талсымды кабельдерде болатын және беріктікті төмендететін өрістің тангенциялды құраушысын жоғалтады;

- оқшауламаны градирлеу кабель талсымдарындағы кернеулікті төмендетеді немесе оқшауламаның қалыңдығын азайту арқылы оқшауламаның қалыңдығы бойымен кернеуліктің бірқалыпты таралуын қалыптастырады. Кабельдердегі оқшауламаны градирлеу, тығыздығы мен қалыңдығы әр түрлі қағаздардың көмегімен іске асады. Жұқа және тығыз қағаздың диэлектрлік беріктігі жоғары болады (1 - сурет) және талсымға жақын қабаттарға оралады. Келесі қабаттар арзан және диэлектрлік беріктігі төмен қағаздан жасалады. Суретте көрсетілгендей, үшқабатты градирлеу арқылы кернеуі 110 кВ және 16,8-ден 12,6-мм-гe дейін май толтырылған кабельдің оқшауламасының қалыңдығын азайтуға болады;

1-сурет. Кернеуі 110кВ кабель оқшауламасының градирленген (1 сызық) және градирленбеген (2 сызық) кернеудің таралуы

- ионизациялық процестердің жүруін қиындататын және қағаз-майлы немесе қағаз-газды оқшауламаның электрлік беріктігін біршама жоғарылататын қысымды майды немесе газды қолдану қысымды жоғарылату, сонымен қатар, тесіп өту кернеуінің кернеуді түсіру уақытына тәуелділігін төмендетеді (азайтады) және жоғары деңгейде оқшауламаның электрлік беріктігін тұрақтандырады.

Компаундпен немесе маймен сіңірілген кабельдік оқшауламаның ионизациялық процестердің жүруі газдық қосылыстарда аз интенсивтіліктің разрядынан немесе май қабыршақтарының жекелей (жарым — жартылай) тесілуінен басталып жылыту мен салқындату қабықтың қайтымсыз бүлінуіне (деформациясына) әкеліп соғады және құбырлықпен сіңдірілген кабельдерде газдық қуыстар мен көбіктер пайда болады. Кабельдер тұрылғысында конструктивті айырмашылықтар болады.

Құбырлықпен сіңдірілген кабельдер. Бұл кабельдерде оқшаулатқыш май канифольді компауидпен сіңдіріледі. Майға канифольді қосу (1-3 % майдың көлемі) сіңдіретін салмақтың құбырлығын арттырады, oл кабельдің ұштарынан компаундтың ағып кетуінен және иілмелі трассалардағы кабельдерде компауидтың артық ағуынан сақтайды.

Қағаз таспаларының саңылауы 1,5-3,5мм спираль бойынша кабель талсымына тығыз бұралады (оралады), ал саңылаулар кабель иілген кезде таспаны жырылудан сақтайды. Саңылаудағы майдың беріктігі қағаз беріктігінен кіші болады, сондықтан саңылаулар қабаттасуыдан сақтану керек.

Кернеуі 15 кВ-тан аспайтын үш фазалы кабельдер әрдайым белдеулік оқшауламамен орындалады. Мұндай кабельдің құрылысы 2-суретте келтірілген. Кабельдің қимасын жақсырақ пайдалану үшін кабель талсымдары 1 секторлық форманы қайталайтын фазалық оқшаулама үстінен барлық талсымдар белдеулік оқшауламамен 3 қапталады.

2 - сурет. Белдеулік оқшауламалы үш орамды кабельдің орындалуы

Оқшауланған талсымдар арасындағы аралық төмен пробалы оқшауламамен 4 толтырылады. Белдеулік оқшауламанын үсті герметикалық қортасынды немесе алюминиді қабықпен 5 және болат таспаларынан немесе сымдарынан жасалған сақтандырғыш сауытпен 6 қапталады. Сауыт битумдық қоспа және сіңдірілген жіптің көмегімен тоттан сақтандырылады.

20 жәве 35 кВ кернеулерде жеке қорғасындалған немесе экрандалған талсымдары бар кабельдер қолданылады. Бұл кабельдерде радиалды өpic пайда болуы үшін және көпсымды дөңгелек (домалақ) талсым өрісінің жергілікті күшеюін балдырмау үшін талсымның 1 және фазалық оқшауламаның 3 үстінен фольгадан немесе метализацияланған қағаз таспасынан жасалған экрандар 2,4 қапталады. Белдеулік оқшауламасы бар кабельдерге қарағанда, радиалды өріс кабель оқшауламасындағы кернеуді екі есеге дейін арттыруға мүмкіндік береді. Белдеулік оқшауламасы бар кабельдермен салыстырғанда, жеке қорғасындалған талсымды кабельдердің тоқтық жүктемесі 10-20% артық болады.

3 - сурет. Жеке қорғасындалған кернеуі 35 кВ үш орамды кабелдің орындалуы

Кернеуі 3-35 кВ құбырлықпен сіңдірілген қалылты кабельдерді деңгей айырмасы 10-15м вертикаль прокладкаларда немесе ұзақ, өте иілген трассаларда қолдануға болмайды, өйткені сіңдірілген салмақ ағып кетеді де, кабель қабығы бүлінеді.

Мұндай кабельдер жоғары температурада ағып кетпейтін битумдық қоспамен немесе синтетикалық смола негізіндегі қоспамен сіңдірілген қағаздан да жасалады.

Маймен толтырылған кабельдер. Кернеуі 110 кВ және одан да жоғары кабель талсымдарының қағаз оқшауламасы, кабельде артық қысымда болатын тұрақтылығы мен газ төзімділігі жоғары, таза газсыздандырылған маймен сіңдіріледі. Май толтырылған кабельдер әрдайым бірталсымды болып және майдың қысымына байланысты төмен ( 1 ати дейін) орта (=3-5 ати) және жоғары (=10-15 ати) қысымды болады.

Май оқшауламаға талсым ортасындағы май каналынан талсым саңылаулары арқылы өтеді. (кернеуі 220 - 500 кВ жоғары қысымды кабельдерде).

Май толтырылған кабельдің құрылысы 4- суретте келтірілген.

4 - сурет, Кернеуі 110-220 кВ маймен толтырылған орта қысымды кабель:

1-майөткізгіш жүйе, 2 - сым, 3 и 5 - жартылай өткізгіш қағаздан

орындалған экран, 4 - оқшаулама, 6 - қорғасын қабы,

7 - күшейткіш және қорғаушы қабтар

Төмен температураларда (0°С - тан төмен) май толтырылған кабельдің сипаттамалары нашарлайды, өйткені жоғары құбырлықта сіңу нашарлайды. Бұл май толтырылған кабельдердің солтүстік аудандарда қолдануын қиындатады.

Қысымды майы немесе газы бар болат құбырларындағы кабельдер. Бұл кабельдерді май толтырылған кабельдермен салыстыруға болады және олар 110-500 кВ кернеуде де қолданады. Құбырдағы майдың қысымы 15-ке дейін (5-сурет).

5 - сурет. Болат түтікгегі май толтырылған кабель

Алдын-ала вакуумдалған және құрғатылған құбырдың 2 ішінде үш оқшауланған фаза 5 тартылады. Кабель диаметрімен салыстырылғанда диаметрі 2,6-2,8 есе үлкен құбыр оқшауланған қабатты жақсы сақтандырады, сондықтан кабельдің қабығы жеңілдетіліп жасалады. Жартылай өткізгішті қағаз экранының үстінен екі перфоридтелген мыс таспалары 4 (жүргізіледі) қапталады. Құбырға тарту кезінде кабель бүлінбеу үшін, мыс таспаларына мыстан немесе қоладан жасалған жартылай домалақ сымдар 1 спираль түрінде қапталады. Монтаждан кейін құбыр оқшауламаны 6 сіңдіретін маймен 3 толтырылады. Құбырдағы қысымды бір-бірінен 10-15км қашықтықта орналасатын сорғы станциялары автоматты түрде ұстап тұрады.

Газ толтырылған кабельдер. Бұл кабельдер кернеуі 35 кВ және одан да жоғары қатты иілмелі трассаларда кең қолданылады. Бір талсымды кабельдің құрылымы май толтырылған кабельдің құрылымына ұқсас. Құрғатылған азот немесе 20% элегаз қосылған азот қысым берілгенде талсым ортасындағы өткізгіш арнаны толтырады және сіңдірілген оқшауламаға өтіп кетеді. Газ қысымы оқшауламаның электрлік беріктігін жоғарылатады және ионизациялық процестердің жүруін қиындатады. Төмен (2 ати дейін) орташа (=3-6 ати) және жоғары (=12-15 ати) қысымды кабельдер қолданылады. Кабельдердегі қысымды арнайы муфталар арқылы біріктірілген сығылған газға толтырылған балондар автоматты түрде ұстап тұрады. Мұнда арматура май толтырылған кабельдермен салыстырғанда қарапайым және арзан болады.

35 кВ кернеуге сонымен қатар үшталсымды кабельдер шығарылады (6 -сурет). Газ өткізгіш арналар 1 қорғасын қабығы 3 жанындағы талсымдар 2 арасында орналастырылады.

6- сурет. 35 кВ-тік үш орамды газ толтырылған орта қысымды кабель

Резеқке жэне пластмасс окшауламасы кабельдер кеңінен қолданылады.

Бұл кабельдердің оқшауламасындағы кернеуліктері үлкен емес -2-2,3 кВ/мм дейін, 35 кВ кернеуге шығарылады. Полиэтиленді кабельдер жеңіл және ылғал өткізбейтін қапты керек етпейді, полиэтиленнің жоғары меншікті кедергісі және диэлектрлік шығындары аз болады.

Полихлорвинил және резеңке оқшауламасы бар кабельдер 6 кВ кернеуге дейін шығарылады және полиэтиленді оқшауламасы бар кабельдермен салыстырғанда электрлік сипаттамалары нашар.

Кабельдік муфталар. Кабельдің жеке бөліктерін (учаскелерін) бір-бірімен жалғастыру соңғы кабельдік муфталар арқылы жүзеге асады. Олар кабельді қою кезінде жасалынады. Құбырлықпен сіңдірілген кабельдер үшін, жалғастырушы муфталар кабельдің қабығына герметикалық паятталған металл сырттыққапта дайындалады. Талсымды оқшамалау сіңдірілген оқшауламалы қағазды бұрау (орау) арқылы жүзеге асады. Оқшауланған талсымдар мен корпус арасындағы кеңістік битумдық мастикамен және эпоксидті смоламен толтырылады. Талсымдардың гильзалық қосылулары престеледі (опрессовываются).

6-10 кВ кернеуге дайындалған соңғы кабельдік муфталар битумдық компаундпен толтырылған металдық воронка немесе перчатка түрінде жасалады.

Бекітпелі және жартылай бекітпелі жалғастырушы муфталар жоғары қысымда герметикалықты және электрлік беріктікті сактау керек, сондықтан май мен газ толтырылған кабельдерде олардың құрылымы өткерме оқшаулатқыштардың құрылымына ұқсас келеді.

Жоғары вольтты конденсатордың оқшауламасы

Әр типті конденсатордың тағайындалуы мен жұмыс режимдері олардың құрылымдық орындалуын және оқшауламасын анықтайды.

Конденсаторларды дайындауға кең қолданылатын материал тығыздығы жоғары (1,0-1,2 г/см³) конденсаторлық қағаз болып табылады, оның қалыңдығы 5-30 мк. Тұрақты кернеу конденсаторы үшін сонымен қатар қалыңдығы 0,08-0,17мм, онша қымбат емес кабельдік қағаз қолданылады. Конденсаторлық қағаздың екі сортын пайдалынады. КОН-1 және КОН-11, КОН-11 қағазы тығыз, диэлектрик шығындары үлкен және көбінесе тұрақты кернеу конденсаторларында қолданылады.

Қағазды сіңіру және конденсатор корпусын толтыру үшін хямиялық және жылулық төзімділігі жоғары конденсаторлық май қолданылады. Қағаз майлы конденсатор оқшауламасының диэлектрик өтімділігі 3,8 жуық. Тұрақты кернеуде минералды маймен салыстырғанда диэлектрик өтімділігі жоғары (= 4,5) және электрлік беріктігі сол сияқты касторлық майды қолдануға болады. Айнымалы кернеуде касторлық май қолданылмайды, өйткені минералды майға қарағанда оның диэлектрик шығындары 5-7 есе артық болады.

Сонымен қатар синтетикалық полярлық сұйықтықтарды да қолдануға болады. Мысалы соволдың =5, ол конденсатордың салмағын 35-49%-ға төмендетеді. Алайда соволдың буы токсикалық (токсичный). Бұл соволдың қолданылуын шектейді және температура өзгергенде соволдық конденсатордың сыйымдылығы ментұрақты болмайды.

Күштік конденсаторлар айнымалы тоқ қондырғыларында қуат коэффициентін арттыру үшін, алыс электр жеткізу желілеріндегі бойлық компенсация үшін эуе желілеріне жоғары жиілікті байланыс аппаратурасын жалғау үшін және т.б. қолданылады. Тұрақты тоқ қондырғыларында соволдық конденсаторлар инвенторлы сұлбаларда жұмыс істейді. Тәжірибелік импульстік кернеу және тоқ генераторларында, сонымен қатар арнайы магнит қондырғыларында күшті магнит өрістерін, жоғары температуралы плазманы, электр гидравликалық эффектіні және т.б. алу үшін импульстік күштік конденсаторлар қолданылады.

Барлық жағдайда күштік конденсаторлар өз функцияларын оқшауламаның активті бөлігі арқылы іске асырады, яғни электродтар арасындағы оқшауламаға кейбір уақытта әр түрлі мақсатта қолданылатын энергия жиналады. Кодденсаторда жиналатын энергия мынаған тең

мұнда V_а – оқшауламаның активті бөлігінің көлемі, Е_раб – оқшауламадағы жұмыс кернеулігі.

Қуат коэффициентін арттыратын күштік конденсаторлардың қондырғысы сұлбалық турде (7 - сурет) көрсетілген. Герметизацияланған корпуста хомут арқылы металдық беттер (щеки) арасында пакет түрінде жинақталған жазық престелген рулондық секциялар арасында электрокартоннан немесе кабельдік қағаздан болады. Конденсатордың ішкі көлемі сіңдіргіш қоспамен толтырылған. Коңденсатордың номинал кернеуі мен сыйымдылығына байлааысты секциялар параллель, тізбектей және аралас сұлбалар түрінде қосылады. Кейбір конденсаторларда секциялар жекеленген (индивидуалды) сақтандырғыштар арқылы қосылады. Мұндай жағдайда конденсаторлардың жұмыс қабілеті, бірнеше секция тесілсе де, сақталады.

7 - сурет. Қуат коэффицентін арттыруға арналған күш конденсаторының сұлбасы

Секция-электрод рөлін атқаратын диэлектрик таспаларынан немесе алюминиді фольгадан спираль түрде оралған (бұралған) рулон. Рулонды секцияларда электродтың екі бетіде активті болады, сондықтан электродқа келетін металл шығыны азаяды.

Жоғары вольтты күштік трансформаторының оқшауламасы

Трансформатордың ішкі оқшауламасы, яғни кернеу түскенде және корпустың ішінде (трансформатор балы) орналасатын орамалардың т.б. бөліктерінің оқшауламасы, басты және бойлық болып бөлінеді.

Басты оқшауламалар кернеудегі орамалардың және бір-біріне және жерге қосылған бөліктерге қатысты фазалардың оқшауламасын қамсыздандырады, бойлыққа орам орауыш және бір фазаның басқа да элементтерінің арасындағы оқшауламаға кіреді.

Жоғары вольтты күштік трансформаторлардың негізгі тоқшаулағыш ортасы - қатты материалдармен қосылған трансформаторлық май болып табылады.

Қатты материалдарды жаптырық, оқшаулағыш немесе бөгесін ретінде қолданады. Бөгесіндер эффективті болуы үшін, олар электр өрісінің күш сызықтарына перпендикуляр орналасу керек электр өрісі көбіне радиалды болатын өткерме оқшаулатқыштарда, бұл цилиндрлі бөгесіндер арқылы қиындықсыз іске асады. Трансформаторлардағы электр өрісінің конфигурациясы күрделі болады, сондықтан әр түрлі формалы бөгесіндер комбинациясын қолдануға тура келеді.

Трансформаторларда негізінен 8 - суретте көрсетілген 3 түрлі бөгесіндер қолданылады: цнлиндрлі бөгесін 1, жазық тығырық, 2 және бұрыштық тығырық (шайба) 3. Бөгесіндер саны номиналды кернеуге байланысты болады. Мысал ретінде 110 кВ трансформатор оқшауламасының эскизі (суреті) көрсетілген.

8 - сурет. Куш трансформаторының бас оқшаулама орамасының сұлбасы

Жоғары кернеулі электр машиналарын оқшаулау

Айналмалы машиналардың статорлық орамасының оқшауламасы қатаң шектеледі. Неғұрлым фазаның мыспен толу коэффициенті үлкен болса, соғұрлым машинаның қуаты үлкен болады. Оқшауламалық аралықты кішірейту үшін оқшауламадағы өріс бірқалыпты болып, электрлі берік оқшауламалық материалдарды қолдану керек. Машина оқшауламасының жұмысын ұзартып, сапасын арттыру үшін, қиын эксплуатациялық жағдайларды және оқшауламаның электр жылу және механикалық сипаттамаларын естен шығармау керек.

Оқшауламаның кедергісі үлкен, диэлектрлік шығындары аз және тәжі төзімділігі жоғары болғанда, оқшауламада жоғары кернеуліктер болуы мүмкін. Механикалық жүктемелер және діріл әсер еткендіктен, электр машиналарының оқшауламасы монолитті және механикалық беріктігі жоғары болуы керек.

Машина оқшауламаларының жұмыс істеу мерзімі 20-25 жыл аралығында жатыр және оқшауламаның жалпы ескеруімен, сонымен қатар оқшауламаның, машинаның және жалпы қондырғының жарамсыз болуымен анықталады. Қуатта турбо және гадрогенераторларына қойылатын талаптар жоғары болады. Бұл машиналардың орамаларындағы жүктеме тығыздығын арттыру үшін, соньмен қатар, форсирленген салқындату жүйелері қолданылады.

Жоғары вольтта электр машиналарының орамаларын оқшаулау үшін негізгі беріктігі жоғары оқшаулағыш материалдар (микалента, микафолий, микониты) қолданылады. 2.8 Герметизацияланған тарату құрылғыларының оқшауламасы

Герметизацияланған тарату құрылғыларының (ГТҚ) барлық тоқ өткізуші элементтері жабық металл сырт қаптарда орналасады. Қазіргі уақытта ГТҚ - да оқшаулағыш орта ретінде сығылған элегазды (S Ғ₆) қолданылады.

Элегаздық ГТҚ ашық тарату құрылғыларының (АТҚ) алдында бірқатар артықшылықтарға ие:

- АТҚ - мен салыстырғанда, ГТҚ -ның өлшемдері біршама кіші болады, мысалы 220 кВ - тық ГТҚ ауданы АТҚ ауданынан 30 есе кіші, ал 1150 кВ - тық ГТҚ ауданы 50 есе кіші;

- ГТҚ - да радиокедергілер болмайды және шусыз жұмыс істейді, қала ішінде орнатқанда өте маңызды болып есептеледі;

- ГТҚ - мен жұмыс істеу қауіпсіз, өйткені жоғары потенциялды элементтер жерге қосылған сыртқаптарының ішіне орналастырылады;

- ГТҚ - ның беріктігі жоғарырақ, өйткені барлық тоқ өткізуші элементтер сыртқы ортадан оқшауланған;

- ГТҚ өртке қауіпсіз.

Алайда, ГТҚ жабдықтарының бағасы, қазіргі уақытта, АТҚ - мен салыстырғанда 2 есе артық.

ГТҚ бірфазалы немесе үшфазалы ұяшықтардан туруы мүмкін. Ток өткізуші бөліктерін бекіту және жылжыту қатты материалды оқшаулағыш элементтер арқылы жүзеге асады.

ГТҚ қызмет көрсетуді көп керек етпейді. ГТҚ - ның барлық элементтері атмосферамен әсерлеспейтіндіктен, онда сыртқы жағдайларға байланысты авариялар болмайды (ластану, ылғалдану т.б.). Алайда элегаздың ағуынан ГТҚ оқшауламасының электрлік беріктігі төмендеп кетуі мүмкін. Сондықтан элегазды толықтырып, элегаз тығыздығын реттегіштерді әрқашан тексеріп тұру керек. Сонымен қатар 5-10 жылда 1 peт ажыратқыштар, айырғыштар және ГТҚ - ның басқа аппараттары ревизиядан өтеді.

ГТҚ ұяшығының құрылысы ажыратқыш түрінде құрылысына тәуелді болады. Ол ажыратқыш ГТҚ - ның ең қиын элементі екенімен түсіндіріледі. Ажыратқыштың корпусы екі айырғыш пен жинақтағыш шина үшін тірегі болып табылады. ГТҚ элементтеріне қызмет керсету үшін арнайы басқыштармен немесе өтпелермен қолданылады.

Жоғары вольттік зертханаларды жабдықтау

Сынақ трансформаторлар (жоғарывольттік)

Жоғары кернеудің орамалары қабатты болып орындалады. Қабаттар арасындағы оқшаулама кабель қағазынан жәна цилиндрлер оқшауланатын жадығаттан жасалады. Күштіктен қарағанда олар ұзақсыз мерзімде, трансформатордың. кернеуі объектідегі разрядтқа дейін кетерілетін мерзімде жұмыс істейді, содан кейін трансформатор сөндіріледі.

Асқын кернеулерді шектеп және разрядталған кездегі асқынтоқтардан трансформатордың орамасын қорғау үшін орамамен тізбектеп, R сыртқа қорғаныстық резисторын қосады, оның кедергісін трансформатордың 1 В номинал кернеуіне 1 Ом алады. Сынақ трансформаторлардың оқшауламасының электрлік беріктігінің қоры үлкен емес және әдетте 20-30% аспайды.

Сынақ трансформаторлар бір немесе екі шықпалармен орындалады. ЖК бір шықпалы сұлбасында ораманың екінші соңы, трансформатордың багымен және өзегімен тікелей немесе аспап (амперметр) арқылы қосылады.

Бұл сұлба (9 - суретте) объектілерді пайдаланылатындарға жақын жағдайда, яғни жерлендірілген бір полюспен сынақты өткізуге мүмкіндік береді.

9-сурет. Бір шықпалы сынақ трансформаторы

Бірақ бұл сұлба бойынша орамалардың шықпаларыныың біреуін толық кернеуге оқшаулауға тура келеді, ол үлкен және күрделі өтетін оқшаулағыштарды талап етеді және трансформаторлардың габариттерін үлкейтуге әкеледі. Әдетте, осындай сұлба бойынша 500 кВ дейінгі трансформаторларды даярлайды.

Екі шықпалы сұлбада (10 - сурет) бакпен және өзекпен ораманың орта нүктесі жалғанады. Шықпалардың оқшаулауы орташа кернеуге есептелуі керек.

Осындай сұлбада ЖК бір шықпасы, сойдай-ақ жерлендірілуі мүмкін. Бірақ осымен трансформатордың багы мен өзегінің ТК орамаға және жерге қатысы бойынша U/2 потенциалы болады, бірақ ТК орама корпустан, ал трансформатордың өзі жерден және жерлендірілген жабдықтан көрсетілген кернеуге оқшаулануы керек, оны орнату үшін үлкен орынды талап етеді. U=750 кВ трансформаторлары даярланады.

10-сурет. Екі шықпалы сынақ трансформаторы

Ең сенімді және таралымды сұлба, ал сыртқы қондырғылар үшін жалғыз, метал бактағы майлы оқшауламалы құрылма болып табылады. Бірақ ол ЖК құнды және күрделі өтпелі оқшаулағыштарды пайдалануымен байланысты, ол қондырғының мөлшерін көп есе үлкейтеді және трансформатордың жөндеуін қиындатады. Сондықтан құрғақ трансформаторларға нақты қызығушылық пайда болады, олар 1000 кВ дейін кернеуге арналған. Олардың артықшылығы аздаған салмағы және габариті, оқшауламаның элементтеріне және орамаға жеңіл қатынау, жөндеудің қарапайымдылығы болып табылады. Құрғақ трансформаторлардың негізгі кемшілігі, оқшауламаның ылғалдану қауіпі және ораманың оқшауламасы тесілген кезде едәуір бұзылулары болып табылады.

500-1500 кВ кернеулерді алу үшін сынақ трансформаторлардың қосылуының каскадты сұлбаларын қолданады. Әсіресе үш сынақ трансформаторлардың каскадты қосуын пайдаланады, олар күрделі емес ауыстырып қосу жолымен, сондай-ақ үшфазды токтың жоғары кернеуін алуға мүмкіндік береді.

Бұл ЖК бір шықпасымен үш трансформатордан тұратын каскадтың сұлбасы (11 - сурет). Әр трансформаторда ТК және ЖК орамасы болады. ЖК орамалары тізбектеліп жалғанған. Екінші және үшінші трансформаторлардың бактары, алдымен ЖК орамасымен қосылған, оларда жерге қатысты 2U₂ және потенциалдары бар және тірек оқшаулатқыштарға орнатылады. U₁ кернеудің қоректенуі аралық (оқшаулаушы) трансформаторлар арқылы екінші және үшінші элементтерінің ТК орамасына келтіріледі, трансформатордың коэффициенті бірге тең болады және оқшаулама U₂ кернеуге есептелген.

Қоректенудің автотрансформаторлық сұлбасы аса таралған, кейінгі элементтерді қоректендіру үшін каскадтың кейінгі элементтерінің байланыс орамасы (БО) қызмет етеді (12 - cypeт).

Байланыс орамалары ЖК шықпаларымен электрлі жалғанған және ТК орамасына қатысты трансформацияның коэффициенті 1 тең болады.

Бірінші трансформатордың ЖК орамасының басы жермен жалғанған, сондықтан жерге қатысты оның багында 0,5 U₂ потенциалы, екінші және үшінші трансформаторлардың бактарында 1,5 U₂ және 2,5 U₂ потенциалдары

11 - сурет. Үш трансформатордан тұратын каскадтың сұлбасы

12-сурет. Каскадтың автотрансформаторлық сұлбасы

болады, солардың жерге қатысты шығысындағы кернеуі 2U₂ және 3U₂ тең болады. Берілген сұлбадағы барлық трансформаторлардың бактары кернеу астында болған кезде, ондағы каскадтың ұш трансформаторларының барлығы жерден оқшаулануы қажет.

Трансформаторларды каскадтқа қосу сұлбасының негізгі артықшылығы, оқшаулаиииии кернеуінің 1/6 немесе 1/3 орындалғанда, белек трансформаторларды оқшаулауының жеңілдеуі болып табылады. Бұл 1,1,5 және 2,25 MB жоғары сынақ кернеулерін алуға мүмкіндік береді. Каскадтың элементтерінің біреуі істен шыққан кезде, зертханадағы жұмыс үзілмейді және қалған элементтерде жалғасуы мүмкін.

Каскадтардың әртүрлі сұлбаларын салыстыра отырып, трансформаторлықпен салыстыру бойынша автотрансформаторлық сұлбаның кемшілігі элементтердің құрылмасы, әртүрлі қуаттары және сейілудің бірнеше үлкен индуктивтілігі болып табылатынын атап өткен жөн. Қасиеті - кұндьшығы арзан.

Сынақ трансформаторларының кернеулерін реттеу

Сынақ трансформаторларының кернеулерін реттеу трансформаторлардың бірінші реттік орамасы жағынан іске асырылады. Кернеудің реттегіштері келесі негізгі талаптарды қанағаттандыру қажет:

а) кернеуді реттеу жатық болуы керек, ал сырғымалы түйіспелі реттегіштерде ұшқындау болмауы керек;

б) реттегіш, сынақ трансформатордың кірісіне нөлден U_i бұрмаланбаған синусоидалдық формасына дейін кернеу беруі керек;

в) кернеудің реттегішінің қуаты сынақ трансформатордың қуатынан аз болмауы керек.

Кернеуді реттеу үшін ең жетілген құрылғы - қозғалтқыш - генератор болып табылады. Қоректендірудің бұл тәсілі, тәжірибеде кернеудің қисық синусоидалдық формасын және реттеудің жатықтығын қамтамасыз етеді. Кемшілігі -құндылығы жоғары болып табылады.

Ең қарапайым және арзан құрылғы индукциялық реттегіштер. Олар жылжымалы орамасы бар трансформаторлар түрінде немесе фазалы роторы бар тежелген асинхронды қозғалтқыш (потенциал-реттегіштер) түрінде орындалады.

Сатылы немесе жатық сырғымалы түйіспелер арқылы реттелетін кернеуі бар трансформаторлар және автотрансформаторлар кернеудің арзан және қарапайым реттегіштеріне жатады. 50-100 кВт дейін колданылады.

Потенциометрлер сияқты желіге қосылатын сырғымалы түйіспесі бар реостаттар 1-2 кВт қуаттарына дейін қолданылады.

Жоғары кернеудің тұрақты тоғының каскадты генераторы

Тұрақты токтың жоғары кернеуін алу үшін әртүрлі түзеткіш құрылғылар қолданылады. Әсіресе олар 200 кВ дейінгі кернеулерді алу үшін пайдаланылады (13 - сурет).

Кернеудің екі еселену сұлбасы С₁ конденсаторы В₁ ашық болған кезде кернеудің U₂ амплитудалық мәніне дейін зарядталады.

Қарама-қарсы полярланудың жартылай кезеңінде В₂ шұрасы ашылады және С₂ конденсаторы, трансформатордың U_2м кернеуінің және зарядталған C₁ конденсаторының U_2м кернеуінің қосындысына тең кернеуге қосылған болады. Кірісінде U₂ кернеуінің екі еселенген амплитудасына жакын кернеуі болады.

13-сурет. Кернеудің екі еселену сұлбасы

200 кВ жоғары кернеуді алу үшін әдетте, тұрақты токтың каскадты генераторының - кебейту сұлбасын қолданады. Сұлбада қайталанатын С₁ С₂ B₁ В₂ тораптарының бар болуы, сұлбадағы конденсаторлардың барлық тізбегі, жерге қатысты n*2U_2м кернеуді береді, мұнда n - каскадтың сатыларының саны.

Каскадты генератордың шығысында нақты алынатын кернеуі теориялықтан жәнеU шамаларына айырмашылығы болады (14 - сурет).

14-сурет. Каскадты генератордың шығысындағы кернеу

Шығыс кернеудің 1 учаскесі сол топтаға (С_1,2,...,n) конденсаторлардың зарядтауына, 2 учаскесі - оң топтағы конденсатордың зарядтауына, 3 учаскесі –R_н, конденсаторының разрядтауына сәйкес болады.

ТТГ жұмысының талдауы келесі кернеудің түсуінен жәнелүпілінің шамасының (С₁= С₂ = ... = С_n , кезде) ықшамдалған өрнектеріне келтіреді

(1)

(2)

мұнда n - генератордың сатыларының саны;

I- жүктеме тогының орта мәні;

f- генераторды қоректендіретін желінің жиілігі.

(1), (2) өрнектерінен жәнеазайту үшін сұлба сатыларының ең аз n санын алу керек, жүктеме тогының жіберілетін шегінен шықпау керек. Сұлбаның С конденсаторларының үлкен сыйымдылықтарын мүмкіндігінше пайдалану және f қоректендірудің жиілігін көтеру керек. Қарастырылған сұлбаларда шұра ретінде кеноторндарды, гаотрондарды және шалаөткізгіштік шұраларды пайдаланады.

Электростатикалық генератор

Электростатикалық генераторлардың әртүрлі типтері болады. Олардың зарядтарды қоздыру тәсілі, сондай-ақ тасымалдау тәсілі бойынша айырмашылығы бар. Шарлы электродтардың ішінде шексіз оқшаулаушы таспа арқылы, сонымен оның потенциалын көтере отырып, тасымалданатын зарядтары бар электростатикалық генераторлар (ЭСГ) ең кең таралымын алды (Ван де Грааф генераторы).

ЭСГ электростатикалық зарядтарды жинау қағидасын қолданады және келесі негізгі элементтерден тұрады (15- сурет):

- тәжделетін электрод;

- транспортер (зарядтары бар таспа, қағаз, жібек);

- жоғары кернеудің шарлы электроды;

- зарядты түсіру үшін электродтар;

- оқшаулаушы жадығаттан тұратын бағандар;

- В түзеткіші.

5 бағанда орнатылған 3 электрод зарядталған кезде оқшаулатқыштардан

потенциалды алады ,

мұнда і, - зарядтаушы ток;

С - электродтың сыйымдылығы.

Зарядтарды үздіксіз жеткізген кезде электродтың потенциалы, оқшаулама бойынша токтың ағымы зарядтауыш токқа тең болғанша көтеріледі.

ЭСГ жоғары кернеулі электродында, әдетте шарлы форма болады, сонымен зарадтар соның бетінде тегіс таратылады және барлық нүктелердегі өрісінің кернеулігі бірдей болады.

R радиусты шарды U₂ = E*R потенциалына дейін зарядтауға болады, мұнда Е - соның бетіндегі өрістің кернеулігі, ол тәжірибедегі біртекті өрісте газдың жартылай электр беріктігіне жетеді, яғни 15 кВ/см.

Шарлы электродтың диаметрі 6 мВ (Д = 800 см) кернеуге жетеді. Жалпы биіктігі 15-20м құрайды.

15-сурет. Ван де Граафтың ЭСГ

Импульстік кернеулердің генераторы (ИКГ)

Өзінен атмосфералық асқын кернеулерге ұқсас импульстік кернеулерді генерациялау үшін арналған қондырғыны білдіреді.

ИКГ бірінші рет 1914ж. Москва университетінің профессоры В.Аркадьев, он жылдан кейін неміс физигі Э.Маркске ұсынған (38 - сурет).

ИКГ жұмысы екі кезеңнен тұрады:

а) зарядтан;

б) разрядтан (жұмыстық кезең).

С1 конденсаторы - В шұра, Т трансформатор және R резистордан (≈10⁴ Ом) құрайтын түзеткіш құрылғыдан зарядталады. Бұл резистор Т трансформаторды, В шұраны асқын кернеуден қорғайды және конденсаторларды бірінші рет зарядтаған кезде соққыларды шектейді.

Зарядталган кезде С конденсаторлары, R₁ – R=6 зарядтауыш резисторлары арқылы кернеудің көзіне қатарлас қосылады.

R_1,6 << R', онда біраз уақыттан кейін зарядтың тұрақты тізбегі анықталады (секундтар, минуталар) барлық С конденсаторлары U_max бірдей кернеулеріне дейін зарядталады.

ИКГ разряды (16 б - сурет) сол кезеңде басталады, eгep 1 нүктедегі зарядтауыш кернеу тұтандырғыш разрядтауыштың Р₁ тесіп өтетін кернеудің шамасына жеткен кезде (Р₂ және Р₃ тесілулер болмайды, P₁-ден шарлар арасындағы қашықтық үлкен болады).

16 - сурет. Импульстік кернеудің генераторы: а) принципиалдық сұлбасы; б) разрядтаған кезде орналастыру сұлбасы.

Сол жақтағы потенциалдар, оң жақтағы ИКГ разрядына электродтардан зарядтауыштардың соңына сәйкес болады.

Р1 тесілгеннен кейін 1 нүкте демпферлік кедрегі арқылы жермен жалғанады және доғаның кедергісі, оның потенциалы нөлге дейін күрт төмендейді және C₁ - - P₁ - R₂ – С₁ контуры бойынша С₁ конденсатордың разряды басталады. Конденсатордың электродындағы кернеу уақыттың әр кезеңінде R₂ резистордағы разрядтауыш токтан кернеудің түсуіне тең болады.

С₁ конденсатордың жоғарғы электродының потенциалы (1 нукте) тесілер алдында +U тең болған, ал тесілгеннен кейін нөлге тең болады, сонда соның төменгі электродындағы потенциал (2 нүкте) 0-ден -U дейін өзгереді. Сондай потенциалды төменгі электрод Р₂ де табады.

С₂" конденсаторы өзінен жерге қатысты ИКГ элементтерінің сыйымдылығын білдіреді, С₂" – R₃ – г_д – Р₁ – жер – С₂" контуры бойынша разрядтала алмайды, сондықтан 3 нүктенің және Р2 разрядтауыштың жоғарғы электродының потенциалы +U тең болып сақталады. Қорытындысында, 2U потенцналының және айырымының әсерінен Р₂ разрядтауыш тесіледі және 3 нүкте, резисторының және ұшқынның кедергісі арқылы 2 нүктемен жалғанады.

С2 конденсатордың төменгі және жоғарғы потенциалдары -U және -2U мәніне дейін өзгереді, Р₃ разрядтауыш 3U потенциалдарының айырымының әсерінен тесіледі және барлық ИКГ үш конденсаторлары тізбектеліп қосылған болады. 3U кернеуінің әсерінен бөліктенетін разрядтауыш тесіліп шығады, ол объектінің және өлшеуіш құрылғылардың тізбектерін, өзінің ИКГ-нан оның жұмыс істеуіне дейін ажыратады, және 3U кернеуі шығыс тізбекке (7н.) салынған болады.

ИКГ параметрлері n-U номинал кернеуі, С_у соққыдағы сыйымдылық, соққыдағы энергия

болып табылады және пайдалану коэффициенті

Қазіргі ИКГ үшін = 0,85-0,95. 3000-5000 кВ, 7500 кВ, 10000 кВ кернеуге ИКГболады.

Жоғары кернеу кезіндегі өлшеулер

Шарлы разрядтауыштар

Қандай-да бір пішінді электродтар арасындағы әуелік аралықтың ұзындығы кернеудің өлшемі болып қызмет етеді, ол араяықтың тесілуін шақырады. Әуелік аралықтың тесілуі салынған кернеудің амплитудалық мәнімен анықталса, онда ұшқынды аралықтар амплитудалық аспаптар тобына жатады.

Әртүрлі елдерде зерттеулер нәтижелерін салыстыру негізінде құралған ГОСТ 1516.1 және МЭК кестелері бар. Кестелермен пайдаланған кезде бірқатар ерекшеліктерді есептеу керек. Тәжірибеде шарлы разрядтауыштардың қосылуының екі сұлбасы мүмкін болған: а) симметриялы және б) симетриялы емес (17 - сурет).

17-сурет. Шарлы разрядтауыштарды қосу сұлбасы

Симметриялыны қосқан кезде, тесер кернеулері, оның барлық турлерімен және екі полярланулары бірдей болады; симметриялы еместі қосқан кезде, полярланудың әсері болады, бірақ тұрақты кернеулер кезіндегі сияқты тесер кернеулердің шашырауы өлшеулердің үлкен қателіктерінен полярланудың әсерімен шақырылған айырымын көтереді. Осыған байланысты шарлы разрядтауыштардың тесер кернеулері туралы мәліметтері үш кестеге топталған: шарларды симметриялы қосу үшін; тұрақты және айнымалы кернеулер және кері импульстер үшін; симметриялы емес қосқан кездегі оң импульстер үшін.

Тесер кернеулер 2-ден 200 см дейінгі шарлардың норміленген диаметрлері үшін келтіріледі. Әр диаметрге өлшеулердің ең аз қателіктерін қамтамасыз ететін қашықтықтың нақты ауқымы сәйкес келеді. Шарлар арасындағы ең улкен қашықтық 0,75Д аспауы керек. S > 0,75 Д кезде қателік қатты өседі. S < 0,1 кезде өлшеулерді жүргізу, сондай-ақ S есептегенде қиындықтар болған кезде ұсынылмайды.

t = 20°С, Р = 760 мм.рт.ст. үшін барлық мәліметтер. Ауаның басқа қысымы және температуралары үшін ауаның тығаздығына түзетулер енгізу қажет

k = 1 біртекті өріс үшін, k = 0,8 -1,2.

Өлшеулер кезінде шарлардың өрісі жайлап біртекті емес болып қалғанда, онда әуеннің ылғалдылығының әсері мәнсіз (< 1 %) болады және оны есептемейді.

Өлшеулер кезіндегі қателіктерді азайту үшін шарлардың беті тегіс, типыл, шаң мен кірдің іздерісіз болуы керек. Диаметр бойынша ауытқулар 1% аспайтындай жіберіледі.

Жердің (зертхананың едені), сондай-ақ әртүрлі жерлендірілген немесе кернеу астында болатын заттардың және сымдардың жақындығы шарлар арасындағы өрістің суретін бұрмалайды және қосымша қателікті шақырады, сондықтан нормалармен өлшеуіш шарлардан жерге және бөтен затгарға дейін нақты қашықтықтар қарастырылады. Тұрақты токты және 50 Гц кернеулерді өлшеген кезде разрядтауыштың шарларымен, разрядтаған кезде сынақ қондырғының ҚТ тогын және асқын кернеулерді шектеу үшін, сондай-ақ доғамен (R≈l Ом/В) бұзылудан шарлардың бетін қорғау үшін қорғаныстық R резисторын тізбектеп қосады.

Тесер кернеудің шамасы статистикалық заңдылықтарға бағынған, сондықтан кернеулердің сол біреуін бірнеше рет өлшеген кезде нәтижелердін шашылым орны болады.

Тұрақты токты және 50Гц кернеулерді елшеген кезде, шарлы разрядтауыштардың кемшіліктеріне зерттеулер жүргізген уақытта, кернеудің өзгеруін бақылау мүмкінсіздігі және әр тесілуден кейін қондырғыны сөндіру қажет болып табылады. Соңдықтан шарлы разрядтауыштар, дәл бөліктенетін қисық жоғары вольттік қондырғыларды құру үшін және нөсер астында сынақтарды өткізген кезде кернеуді өлшеу үшін пайдаланылады.

Импульстік кернеулерді өлшеген кезде разрядтауыштың тесер кернеуіне, разрядтауыштардың электродтарына салынған барлық импульстердің жартысы оның тесілуін шақырған кезде қабылданады. Бұл кернеуді 50% тесер кернеу деп атаймыз.

Өлшеулердің әдістемесі келесіден тұрады. Шарлар арасындағы қашықтық өлшенген кернеудің күтілген шамасынан 2% аспайтындай сатылармен азайтылады және әр сатыға алты импульстен беріледі.

Егер тесілу нақты 50% жетпесе, онда 50% сәйкес болатын кернеудің шамасына орта арифметикалық екі мәнін қабылдайды, алты импульстардың ішінен оның біреуі кезінде екі немесе одан төмен, ал басқасында төрт немесе одан көп тесілулер пайда болады.

Кернеулерді өлшеу үшін шарлардың қажетті диаметрін таңдауды S < 0,5 Д кезде разрадтаушы кернеулік 20 кВ/см шамасында құрағаннан жүргізеді.

Барлық талаптарды орындаған кезде S < 0,5 Д қателік ±3 % құрайды.

S қашықтығы үшін 0,5-тен 0,75 Д дейін қателік өседі, сондықтан разрядтауыш кернеулер жақшаға алынады.

Тұрақты кернеулерді өлшеген кезде қателік өседі және S < 0,4 Д

кезіңде ±5 % шамасында бағаланады.

Электростатикалық вольтметрлер

Электростатикалық дегеніміз - өрістің күшінің әсерімен электродтар орның ауыстыратын аспапты атаймыз. Теориялық электротехникадан белгілі, U потенциалдарының айырымының астында болатын екі электродтардың өзара әрекеттесуінің механикалық күші, жалпы түрде төмендегі қатынаспен анықталады

мұнда f_х - х бағытындағы жұмыс істейтін күш, С - электродтардың сыйымдылығы.

Осы өрнектен, электростатикалық вольтметрлердің көмегімен тұрақты және айнымалы кернеудің әрекеттесетін мәнін өлшеуге болады.

Егер қозғалмайтын электродқа жұмыс істейтін өріс біртекті болса, электродтың орнын ауыстыру мәнсіз немесе оның бастапқы қалыпқа келуі мүмкінсіз, С сыйымдылығы нақты есептелуі, ал f_х күші өлшенуі мүмкін, онда U кернеуі жоғарыда сипатталған өрнекпен сәйкес есептелуі мүмкін. Осы жағдайларды қанағаттандыратын вольтметрлерді абсолютті деп атаймыз.

Абсолютті вольтметрлер 300-400 кВ дейін кернеулерді өлшеу үшін қызмет етеді; габариттерін азайту үшін оларды газдың жоғарылатылған қысымымен бакқа орналастырады. Вольтметрлердің қателігін өлшеген кезде 0,01-0,4% құрайды, сондықтан оларды жоғары кернеудің техникалық вольтметрлерін дәл бөліктегенде үлгілі аспап ретінде пайдаланады.

18 - сурет. Электродтың айналмалы қозғалысымен ЖКЭВ құрылғысының сұлбасы

Жоғары кернеудің техникалық электростатикалық вольтметрлер) (ЖКЭВ) өлшеулер кезінде 2-3% қателіктері жіберілгенде қолданылады. 18-суретте көп құрылмаларда қолданылатын электродтың айналмалы қозғалысымен ЖКЭВ құрылғысының сұлбасы көрсетілген. Өлшенетін кернеу оқшаулатқыштарда бекітілген 1 және 2 электродтарға жапсырылады. Электродтағы қиық алдында болатын жылжьмалы жүйенің (3 жалау) шығатын бөлігіне, бірнеше бұрышына әрекет ететін жүйені бұрайтын f_х күші жұмыс істейді. Жұмыс істеуге қарсы кезеңі серіппелі немесе серпімді созылудың бұралуымен (4 ось) құрылады, оған жылжымалы жүйе ілінген. Аспаптың көрсетулері 6 айнадан және 5 өлшемеден, сондай-ақ 7 жарықтандырғыштан құралатын жарық құрылғысының көмегімен есептеледі. 8 демпферлер жылжымалы жүйенің тербелісін тыныштандыру үшін қызмет етеді.

Көрсетілген сұлба бойынша аспаптар әр кернеулерге дайындалуы мүмкін, тек электродтар арасындағы қашықтықты, олардың мөлшерін және оқшауламасын өлшеу қажет.

Отанымыздың өнеркәсіптігімен 30, 100, 200 кВ дейінгі кернеуді өлшеу үшін электростатикалық вольтметрлер дайындалған, осындай аспаптардың беріктік табы 1,5 және 2,5 болады.

Роторлы вольтметрлер

Электростатикалық индукцияның құбылысын пайдаланудың қағидасында жұмыс істейді және цилиндрлі немесе дискі тәрізді роторымен электростатикалық генераторды ұсынады (41 - сурет).

19 -сурет. Роторлы вольтметр

1,2 - электродтар; 3 - өлшеуіш аспап; А₁ А₂ - металды жартылай цилиндрлер; С₁' С₁'' - бөлшек сыйымдылықтар; С₂' С₂" - белшек сыйымдылықтар; К - коллектор.

Роторды айналдырған кезде симметрияның күшіне С₁" және С₂' сыйымдылықтарын көбейту С₁' және С₂" сыйымдылықтарын азайтумен ілеседі. dC₁" = -dC₁' және С₁'+ С₁"= С₂' + С₂" = С.

Осымен коллекторда өлшеуіш аспап арқылы лүпілдейтін ток өтеді, оның орта мәні

Осыдан ротордың айналымының тұрақты санында U=U₁-U₂ кернеудің өлшемі "n" токтың орта мәні болып табылады.

Роторлы вольтметрлерді айнымалы кернеуді өлшеу үшін қолданады, бірақ бұл жағдайда айнымалы токтың кезеңдерінің толық саны, яғни ротордың айналымдарының саны минутына 1500, 750, 500 және т.б. болуы мүмкін.

Қасиеттері: тұрақты және айнымалы кернеуді өлшеу, 2 мВ дейін кернеулерді өлшеу, өлшеменің бірқалыптылығы.

Электрондық осциллографтар

Жоғары кернеудің тізбектерінде стационарлы және өтпелі процестерді зерттеу үшін қызмет етеді. Индукциялық құбылыстарды, асқын кернеулерді зерттеген кезде импульстік сынаулар кең қолданылады. Импульстік кернеулерді біреселік, қысқа мерзімдік процестерін осциллографтау үшін ыстық катодты ЭО пайдаланылады.

5 кВ және одан жоғары анодты кернеулі электрондық осциллографтар жоғарывольтты деген атауын алды. Ауытқытушы тіліктердегі кернеу 1-2 кВ болады. Модулятордағы кернеу 50В.

Кернеу бөлгіштері

Кернеулерді бөлгіштер омикалық, сыйымдылықтық және аралас болып бөлінеді.

Кернеудің омикалық белгіштері (45а сурет) өзінен тізбектеліп қосылған екі R₁ және R₂ резисторды білдіреді. Өлшеулер үшін кернеу R₂ бөлгішінің төменвольтті иінінен алынады. Бөлудің коэффициенті

Кернеудің бөлгішіне берілетін талаптар келесіден тұрады: оны бөлудің тұрақты коэффициенті К=U₁/U₂, өлшенетін кернеудің шамасынан, жиілігінен, уақытынан температурасынан және оның жұмыс істетйін режімінен тәуелсіз болуы керек; өлшенетін кернеудің пішінін бұрмаламау үшін оның индуктивтілігі мен зиянды сыйымдылығы аз болуы керек; бөлгіш зерттелетін тізбектің жұмыс істеу режіміне әсер етпеу керек, яғни жоғарғы кіріс кедергісі болуы керек; бөлгіштерде тәжді разрядтар болмайды, және басқа өрістердің әсерінен қорғалған болуы керек.

Осы талаптарды орындау, кернеуді бөлгіштердің мөлшері өскен кезде өлшенетін кернеулер жоғарылатылған өлшемі бойынша қиындатылады.

С' зиянды аз сыйымдылықты кернеуді индукциялысыз бөлгіштерді алу үшін R₁ және R₂ резисторлары индукциялысыз сымды немесе қыш, сұйық орындалады, мысалы, бифилярлы, ораумен. 0,015-0,03 мм диаметрлі константаны немесе манганинаны қолдану, жүздеген килоомды кедергісімен аздаған мөлшерлі резисторды алуға мүмкіндік береді.

Кернеудің омикаяық бөлгіштерін қолданған кездегі қателік, жерге және қоршаған ортаға бөлгіштің элементтері, С' зиянды сыйымдылығы бар болуымен анықталады.

19-сурет. Кернеудің омдық бөлгіші

Алғашқы кезеңде тікбұрышты толқынның (t=0) пайда болуы, бөлгіш бойынша кернеудің. таралуы І_е' едәуір сыйымдылықты токтары күрт бірқалыпсыз болады, құбылыстың тіліктеріндегі кернеу U_2н бірқалыпты болады. Біраз уақыттан кейін (t=∞ кезде шартпен) кернеуді тарату бірқалыпты және ПЯ өрістің соңғы кернеуі U_2к > U_2н болады (19 б - сурет).

Сонымен омикалық бөлгіштің К бөлудің коэффициенті, орнатылған режімде бірдей шамалы R₁/ R₂ өтпелі режімде әсіресе, тікше шебпен толқындарды тіркеген кезде тұрақты шама болмайды және уақыттан тәуелсіз болады.

20 - сурет. Кернеу сыйымдылығының бөлгіштік сұлбасы Кернеулерді сыйымдылықты бөлгіштерінің коэффициенті (20 - сурет)

Аралас (сыйымдылықты-омикалық) бөлгіш кернеудің бөлгіштерінің екеуінің қасиеттерін үйлестіреді, оның бөлу коэффициенті жиіліктен тәуелсіз болады. Аралас бөлгіштерді аса жоғарғы кернеулермен жұмыс істеген кезде кең пайдаланады.

Әдебиеттер тізімі:

Негізгі:

1. Техника высоких напряжений: Учеб. по направлению 650900 «Электрэнергетика» и специальности «Высоковольт. Электроэнергетика и электотехника» И.М. Богатенков, Ю.Н. Бочаров, Н.И. Гумерова; под общ. ред. Г.С. Кучинского.-СПб.:Энергоатомиздат. С.-Петерб. отд-ние, 2003.

2. 125 вопросов и ответов по ЭТМ и ТВН: Учеб. пособие В.В. Егоров, А.А. Смирнов; Петерб. гос. ун-т путей сообщ. М-ва путей сообщ. Рос. Федерации (ПГУПС - ЛИИЖТ) СПб.: Петерб. гос. ун-т путей сообщ., 2003

Қосымша:

1. Изоляция и перенапряжения системах электроснабжения: Учеб. пособие С.В. Горелов, Л.Н. Татьянченко, С.О. Хомутов; М-во оброзования Рос. Федерации. Алт. гост. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2002.

2. Методы испытаний и диагностики кабелей и проводов. Холодный С.Д. Москва, Госэнергоиздат.

3. Силовые кабели и высоковольтные кабельные линии. Привезенцев. В.А., Ларина Э.Т. Москва. Энергия.

Бақылау сұрақтары:

1. Қағаздық-майлы изоляция.

2. Қосалқы станциясын найзағайдың тура соқысынан қорғау.

3. Найзағайдан қорғаныс тің негізгі іс-шараларыны.

4. Трансформатор орамдарының негізгі изоляциясы.

ЛЕКЦИЯ №15. Оқшауламадағы электр өрісін реттеу.

Тақырыбы: Найзағайлы асқын кернеулер және электр қондырғыларының электрлік жабдықтарын қорғау және оқшауламадағы электр өрісін реттеу.

Жоспары:

1. Найзағайлы асқын кернеулердің көзі ретіндегі жай.

2. Жайдың электрлік сипаттамалары.

3. Жайтартқыштар, жайтартқыштардың әрекеттесу қағидасы.

4. Асқын кернеулерден қорғайтын құрылғылар мен аппараттар.

Найзағайлы асқын кернеулердің көзі ретіндегі жай.

Жай өзінен жер мен бұлт арасындағы немесе бұлттар арасындағы электр разрядын білдіреді. Жаймен найзағайлы бұлттарда электр зарядтарының жинауы мен бөліну процесін болдырады, нәтижесінде бұлттарда қуатты өрлеме ауалық ағындардың және соларда су буларының қарқынды шықтануының пайда болуы келеді.

Кері температураның аймағына жеткен судың тамшылары қатады. Қату мұздың қабықшасымен жабылатын тамшының бетінен басталады. Осындайда шығатын жылу тамшының ішіндегі 0°С шамасындағы температураны ұстайды. Суда болатын оң иондар температураның айырымының әсерінен тамшының жоғарғы қабатына орын ауыстырады және оны оңды зарядтайды, тамшының сұйық өзекшесіне артық кері заряд таратылады. Тамшының өзекшесі мұздаған кезде, онда кеңейген ертеректе мұздаған бетіндегі қабаты жарылады және оның оңды зарядталған сынықтары ауаның ағынымен бұлттың жоғарғы бөлігіне ұшып кетеді. Сонымен найзағайлы бұлттың төменгі бөлігі кері зарядталған болады, ал төбесі оңды болады. Бұл найзағайлы бұлттардың электрленудің негізгі процестерінің бірі. Сондықтан көп жағдайларда (90% дейін) жайлар кері болады, яғни жерге кері зарядты жібереді.

Орта кеңістікте жерді жайдың жалпы саны 30-40% соғады, ал қалғандары бұлттар арасында немесе бұлттардың әртүрлі бөлшектері арасында 60-70% разрядтарын құрайды.

Бұлттың төменгі бөлігінде кері зарядтардың шоғырлану өлшемі бойынша электр өрісінің кернеулігі өседі және ол шекті мәнге жеткен кезде (жер үстінде бұлттың биіктігінен байланысты 20-24 кВ/см), ауаның иондауы боладыда жер жаққа разряд пайда бола бастайды.

Бастапқы кезеңде, өзінен жай аз сәулеленетін арнаның (жетекші) ақырындап (1,5-103 м/с орта жылдамдықпен) иайда болуын білдіреді. Жетекшінін иондау аумағында бұлт сияқты артық заряды болады. Жетекші мен бұлттың зарядтары жер бетінде және сонда орналасқан объектілерде басқа белгінің зарядтарын бейімдейді. Жетекшінің жерге жылжу өлшемі бойынша бейімделген заряд және электр өрісінің кернеулігі жер үстінде көтерілетін объектілерде өседі және солардан жетекшінің кері зарядының белгісі бойынша, зарядтары болатын, жетекші пайда болуы мүмкін. Жайдың жетекші кезеңіндегі токта ондаған және жүздеген амперлері болады.

Жетекшінің бұлтынан пайда болаған арна жерге немесе алдындағы жетекшілердің біреуіне жақындаған кезде, олардың арасындағы 25-100м қашықтықта электр өрісінің жоғары кернеулігі пайда болады, оның орта мәні 10 кВ/см бағаланады. Аралық бірнеше микросекунд ішінде тесіліп, сонда 0,5-5 МДж энергиясы шығады, ол термоиндауға және қызуға таратылады. Арнаның осы бөлігіндегі өткізгіштік күрт өсіп, жоғарылатылған кернеуліктің аумағы бұлт жаққа қарай 1,5-107 - 1,5-103 м/с (0,05-0,5 жарықтың жылдамдығы) жылдамдықпен орын ауыстырады. Бұл процесті негізгі разряд деп атаймыз. Разрядтың арнасы күшті сәулеленумен ілеседі. Арнадағы ток 5-10 мкс ішінде ондаған және жүз - екі жүздеген килоамперге жетеді, содан кейін 25-200 мкс амплитудалық мәннің жартысына дейін түседі. Өте аз уақыттың ішінде разрядтың арнасы 20-30 мың °С температураға дейін қызады.

Қызған кезде разрядтың арнасы тез кеңейеді, ол өзінің шебінде жоғары қысымы болатын ауада соққы толқынының таралуын шақырады және күннің күркіреуі сияқты қабылданады. Негізгі разряд уақытында жетекшінің зарядтарының бейтараптығы пайда болады. Негізгі разряд тоғының өсуі (токтың импульсінің шебі) жетекшінің иондау аумағында зарядтардың бейтарапсыздануы болады.

Жайдың ақырғы (финалдық) кезеңінде арна бойынша ондаған микросекунд ішінде ондаған және жүздеген ампер тогы өтеді. Финалдық кезеңдегі токқа қайталаушы разрядтар тоғының импульстері жиі қойылады, найзағайлы бұлттың биіктігі бойынша әртүрлі орындарда орналасқан зарядтардың жиналуы жерге разрядталады. Меңзертүрлі жетекші деп аталатын - қайталаушы разрядтардың жетекшісі - 106 м/с реті болатын және бірінші разрядтың жетекшсінің жылдамдығынан асатын жылдамдықпен жылжиды, ол ертеректе болған арна бойынша дамиды. Біріншіден негізгі разряд тоғының өсуі жылдамдықтары, қайталаушы разрядтардан жоғары, ал амплитудасы төмен болады. Қайталаушы разрядтар кезіндегі арнаның жарық тұтанулары жайдың жылтылдауы сияқты қабылданады.

Көп жағдайларда жай екі-үш бөлек разрядтардан тұрады, бірақ бірнеше ондаған компоненттері бар жайлар да бақыланған. Осындай көп компонентті жай 1с дейін созылуы мүмкін. Жайдың соққысының ұзақтығы 0,1 с аспайды.

Егер объектінің биіктігі жүздеген метрді құраса, онда төбедегі электр өрісінің кернеулігі шекті мәнге, бұлттағы өрістің кернеулігінен ертерек жетуі мүмкін. Осындай жағдайларда жайдың пайда болуы, бұлттан емес объектінің төбесінен басталады. Останкинск телемұнарасын соғатын разрядтардың көбісі, оның төбесіндегі (540 м жер үстінде) жетекшінің дамуынан басталады. Осындай жайларда негізгі күрт өрнектелген кезеңі болғандықтан, жетекшілері жайөткізгіш бұлттарға жақындап өтеді. Олардың зарядтары мұздың немесе судың бөлшектеріне орналасқан және ауамен бір-бірінен қашықталған. Осы жағдайларда қайталаушы разрядтардың жетекшілері бұлттан жерге әрдайым дамылады және қайталаушы компоненттері бұлттан шығатын жайдан айырмашылығы болмайды.

Жайдың электрлік сипаттамалары

Жетекші кезеңнен негізгі разрядқа өтуін жерге тік зарядталған сымның тұйықталуымен тусіндіруге болады (1-сурет). Жетекші кезең кезінде кері зарядтың тұрақты тығыздылығымен ұзындықты бірлігіне өтетін арна (вертикал сым) кұрылған. К кілті түйықталған кезде, арнаға жер бетінен түсетін жайлардың, оң зарядтардың есебінен кері зарядтың бейтараптануы болады.

Егер бейтараптанудың толқыны v жылдамдықпен жоғары таралса, онда токтың амплитудасы

Егер сым бірқатар R кедергісі арқылы жерге тұйықталса, онда ток азаяды және былай анықталады

мұнда Z - жайдың арнасының эквивалентті толқындық кедергісі.

2 - суретте жайдың тогы соққы орнындағы кедергінің мәнімен байланысты екені керініп тұр, мысалы, жоғарыдағы объектінің жерлендіру кедергісі.

Останкинск телемұнарасындағы токтың өлшемдері бойынша жасалған жай арнасының толқындық кедергісінің бағалары, 1,1-8,0 кОм мәнін береді. Теориялық зерттеулер жай тоғының ең жоғарғы амплитудасы кезіңде Z, 300-600 Ом дейін азаяды. Z осындай мәндерінде жерлендіру кедергісінің әсері, R=50 Ом дейінгі шамасы бойынша көп емес, және жайдан қорғау есептері үшін нақты жеткілікті дәрежесімен шексіз үлкен жайдың арнасының эквивалентті толқындық кедергісін қабылдауға болады, яғни жайды токтың көзі ретінде қарастыру керек. жоғары кернеуді орнатуға электромагнитті әрекеттесу көзқарасының маңызды мәні, негізгі разряд тоғының мәні мен пішіні болып табылады. Онда шамалы апериодикалық импульстің түрі болады, оны шептің ұзақтығымен жәнеимпульстің ұзақтығымен сипаттауға болады (2 - сурет). Сыртқы сипаттамасы жайдың тағымен жиі шақырылатын I_м жайдың тогының ең үлкен мәні болып табылады.

1- сурет. Негізгі разрядтың дамуының ықшамдалған сұлбасы

Жайдың тогының тіктігі

сымдардағы кернеудің индуктивті түсуін және магнитпен байланысқан тізбектерде индуктивті кернеуді анықтайды. 3-суретте жай тоғының ең көп тіктігінің ықтималдылығы келтірілген.

2 - сурет. Жай тоғының импульсінің параметрлерін анықтау

Бірақ а_орт = І_ж / орта тіктігімен пайдалану ыңғайлы. Кері жайлардың бірінші компоненттері үшін жай тоғының шебінің ең үлкен тіктігінің 50% мәні 13 кА/мкс, ал келесі компоненттер үшін - 30 кА/мкс құрайды.

3- сурет. Жай тогының тіктігінің ықтималдылығы. 1 - жайдың барлық кері және оң компоненттері; 2 - кері жайдың бірінші компоненттері; 3 - кері жайлардың келесі компоненттері.

Бағаланатын есептемелерде жай тоғының орташа таралуын және бұлттан шығатын кері жайлар үшін шептің тіктігін, бірінші және алдыңғы компоненттердің айыруын есептемей пайдалануға болады. Бұл жағдайларда статистикалық таралымды экспоненциалдық бернелермен жуықтауға болады (ЛПИ мәліметтері)

Р(ІМ) = ехр (-0.04ІМ),

Р(а) = ехр (-0,08а).

Шарлы жай қызықты құбылыс болып табылады.

Шарлы жайдың және оның пайда болатын себептерін қанағаттандыратын түсінігі әлі табылмады. Оның бірқатар болжамдары бар. Бұл болжам бойынша шарлы жайдың бар болуын сүйемелдейтін энергияның көзі, оның өзінің ішінде болатынын жорамалдайды. Мысалы, шарлы жай шардың ішіндегі химиялық тектесу (сазды немесе қалың газдың жануы) есебінен сүйемелденетін жорамалы бар. Басқа болжамдар бойынша шарлы жай сыртқы көздің энергиясын қамтиды. Академик ПЛ.Капицаның жорамалы бойынша осындай көз, ауаның шектелген көлемінде тоғыстырылған найзағайлы бұлттардың радиожиіліктік сәулеленуі болуы мүмкін. Егер солай болса, онда шарлы жай өзінен қатты иондалған газдың - плазманың кесегін білдіреді.

Шарлы жай, әдетте бірнеше секунд болады, бірақ минуттан да көбірек болуы мүмкін. Көп жағдайларда шарлы жайдың жойылуы тез және қатты шытырмен ілеседі. Кей жағдайларда ғана шарлы жай ізсіз жоқ болады. Шарлы жайлар болған жерлерде соққылар болады: сымдардың үзілуі, беттерінің балқуы, тесілулер және т.б,

Жайтартқыштар, жайтартқыштардың әрекеттесу қағидасы

Жайдың тік соққыларын қорғау жайтартқыштар арқылы іске асырылады. Жайтартқыш өзінен қорғалатын объектінің үстінде тұратын құрылғыны білдіреді. Ол жайдың тогынан объектіні қорғап, жерге жібереді. Жайтартқыш жайдың тогын өзіне тікелей қабылдайтын жай қабылдағыштан токты бөліп әкететін жерлендіргіштен тұрады.

Жайтартқыштың қорғаныстық қызметі, жетекші кезең уақытында жайтартқыштың төбесінде зарядтар жаналады және электр өрісінің ең үлкен кернеуліктері жайтартқыштың төбесі мен дамылатын жетекшінің жолында пайда болуынан негізделген. Жайтартқыштан алдындағы жетекшінің пайда болуы мен дамуы электр өрісінің кернеулігін одан әрі күшейтеді, соққыны жайтартқышқа анық жібереді. Қорғалатын объект жайтартқыштан төмен және жақын орналасқан, жайтартқышпен және алдындағы жетекшімен экрандалып, жаймен соғылмайды.

Жайтартқыштың қорғаныстық әрекеті оның қорғайтын аумағымен, яғни жайтартқыштың қасындағы кеңістікпен сипатталады. Жайтартқыштар айқабылдағыштар түрі бойьшша оқтауша және арқансымдық болып екіге бөлінеді. Оқтауша жайтартқыштар жерлендіргішпен жалғанған оқтаушалардың (мачт) вертикал орнатылған түрінде, ал арқансымдық сымдардың горизонтал ілінген турінде орындалады. Арқансым бекітілген тіреуіштер бойынша арқансымды жерлендіргішпен жалғайтын токөткелдер салынады.

Қосалқы станцияның ашық таратқыш құрылғылары оқтауша жайтартқыштармен, электр берілісінің желілері арқансымдық жайтартқыштармен қорғалады. Ұзын созылған иілгіш байланыстарды және шиналық көпірлерді қорғау үшін, арқансымдық жайтартқыштар қолданылады.

Сенімді қорғаудың қажетті шарты жайтартқыштың жақсы жерлендірілуі болып табылады, үлкен кедергілі жерлендіруімен жайтартқышқа жай соққан кезде онда жоғары кернеу пайда болады, ол қорғалатын объектіге жайтартқыштан тесілуді шақыру мүмкін.

Жайтартқыштардың қорғайтын аумағы

һ<30 м биіктікті жайтартқыштардың қорғау аумағы зертханалық зерттеулердің негізінде 1936-1940 жж. А.А.Акопянмен (ВЭИ) анықталған.

Олардың сенімділігі пайдалануда ұзақ тәжірибелермен расталған. Олар нормативтік құжаттардың тізіміне құраушы бөлігі ретінде кіргізілді. Кейіннен орнатылған қорғау аумақтары 100 м дейінгі биіктікте жайтартқыштарда таралған, сонымен өзінің төбесінен төмен нүктелерде жайдың бүйірлі соққылары жайтартқышты соққан кезде, 30 м көп биіктікте жайтартқыштардың тиімділігінің төмендеуін есептей отырып, А.А.Акопянмен түзетулер енгізген. Қазіргі уақытта тәжірибеде қажеттіліктермен байланысты 150м дейінгі биіктікте жайтартқыштарды қорғау аумағы номріленген.

һ≤150 м биіктікті дара оқтауша жайтартқыштың қорғау аумағы өзінен һ₀ ≤ һ биіктікті төбесімен шеңберлі конусты білдіреді, ол һ_х биіктегі қимасында r_x раднусы болады (4 - сурет).

4-сурет, Оқтауша жайтартқыштың қорғау аумағының қимасы

Қорғау аумағының шектері мына формулалар бойынша (барлық өлшемдер метрмен) табылады

Жайдың олқылығының ықтималдылығы аумақтың шегі 0,005 аспауы керек. Егер жайдың олқылығының ықтималдылығы 0,05 болса, онда қорғау аумағы кеңейеді. Осындай аумақ бірқатар жағдайларда тәжірибедегі қажеттіліктерді қанағаттандырады, яғни 30 м дейінгі биіктікті объектілер үшін разрядтар саны жылына 0,1 аз болуы керек. Сондықтан олқылықтың 0,05 ықтималдылығы мына формулалармен сипатталады

Бір-біріне жақын орналасқан [(3-5)һ аз қашықтықта] екі оқтауша жайтартқыштардың қорғау аумағы, бөлек жайтартқыштардың аумақтарымен салыстырғанда кеңейеді. Екі жайтартқыштардың бірлесіп арекеттесуімен, - қорғау аумағының қосымша көлемі пайда болады. Еселенген оқтауша жайтартқыштың қорғау аумағы (5-сурет) мына формулалармен сипатталады:

а) олқылықтың Р_олқ = 0,005 ықтималдылығы кезінде

б) олқылықтың Р_олқ = 0,05 ықтималдылығы кезінде

мұнда r₀ - жер үстінде (һ_x = 0) дара жайтартқыштың корғау аумағы. Егер жайтартқыштар арасындағы I қашыктық; ЗҺ(Р_пр = 0,005) немесе 5Һ(Р_пр = 0,05) асса, онда жайтартқыштардың әрқайсысын дара ретінде қарастыру керек.

5- сурет. Еселенген оқтауша жайтартқыштың қорғау аумағы: a -жайтартқыштың өстері арқылы өтетін вертикал жазықтықтың қимасы; б – һ_х биіктегі горизонтал жазықтықтың қимасы.

Бірнеше жақын орналасқан жайтартқыштар (мысалы, үш және одан көп) "көп еселі" жайтартқыштарды жасайды. Оның қорғау аумағы ең жақын жайтартқыштардың қорғау аумақтарымен анықталады. Сонымен ішкі аумақтың олқылығының ықтималдылығы, қос алынған жайтартқыштардың аумағы сияқты қабылданады.

Жоғары кернеулі электр қондырғыларды жерлендіру

Жерлендіру жерлендіргіштерден және жалғаушы сымнан тұрады.

Жерлендіргіштер бөлінеді:

а) шоғырланғандар - оқтауша, жерге тік қағылған 2-3 метр ұзындықты бұрыштар, болат құбырлар түрінде;

б) ұзын горизонтал жолақтар түрінде созылған болады.

Керекті R_ж кедергіні алу үшін жерлендіруші құрылғы, бірге қосылған бірнеше дара жерлендіргіштерді орындайды.

Дара жерлендіргіштердің айнымалы тоққа кедергісі келесі өрнектер бойынша анықталады.

Құбырлы үшін

жолақтық үшін

сақиналы үшін

мұнда р - топырақтың меншікті кедергісі, Ом, м;

1 - жерлендіргіштің ұзындығы, м;

d - электродтың диаметрі, м;

һ - жер астына жерлендіргішті салудың тереңдігі, м;

b - жолақтың ені, м;

D - сақиналы жерлендіргіштің диаметрі, м.

"n" құбырынан тұратын, 1 жолағымен қосылған күрделі жерлендіргіштің импульстік кедергісі былай есептеледі

мұнда R_ит және R_un - дара құбырлы және жолақты жерлендіргіштің импульстік кедергісі,

- дара жерлендіргіштердің өзара экрандауын есептейтін, күрделі жерлендіргіштің пайдалануының импульстік коэффициенті.

Коэффициент - жерлендіргіштің тогы және а/1 қатынасы түтікше жерлендіргіштердің санына байланысты болады. Түтікше жерлендіргіштер үшін n=2-4, а/1=2-3, осымен=0,75-0,85 жөн.

p (p>1000 Ом м) үлкен мәндерінде вертикал терең жерлендіргіштер (шалшық суға дейін).

Терең жерлендірудің кедергісі былай есептелінеді

Мұнда r_i және I_i - топырақтың і- қабатты өтімділігі және созымдылығы. Қазіргі уақытта метал тіректердің табиғи жерлендіргіштер ретінде жоғары және орта ылғалдылықты топырақтарда олардың темірбетон іргетастарын пайдаланады.

Әдетте, топырақтың меншікті кедергісін орында өлшеу жолымен анықтайды. Шамалы есептеуге болады.

Орта	р, Ом м
Арық сулары	10-50
Шымтезек	20
Қара топырақ	50
Балшық	60
Орман, құмайт топырақ, саздақ	100-300
Құм	300-500
Құрғақ құм	500-1000
Далалы құм	>1000

Әдетте, жерлендіргіштерді топырақтың жазда кебуін және қыста мұздауын есептей отырып, 0,6-0,8 метр тереңдікке қояды.

Жерлендіргіштің импульстік кедергісі дегеніміз-жерлендіргіштегі, импульстік токқа өтетін кернеудің импульстік түсуінің қатынасын атаймыз

Айнымалы ток үшін жерлендіргіштің R_u ≠ R топырағының импульстік кедергісі (жерлендіргіштің бетіндегі Е өте үлкен, І_u бірнеше килоампер - ауалық қосылулардың иондауы, қорытындысында топырақтың қабаттағы кедергісі төмендейді).

Созылған жерлендіргіштің кедергісіне жолақтың индуктавтілігі әсер етеді, олар коэффициентін есептейді

R_u = *R

= 0,25-1,2 - кестелер бойынша алынады және есептелінеді.

Асқын кернеулерден қорғайтын құрылғылар мен аппараттар

Қорғаныстық аппараттың әрекет ету қағидасы электрқондырғыларда, оның оқшаулауы үшін қауіпті асқын кернеулердің импульстерінің пайда болуын болдырмаудан тұрады және жұмыстық кернеу кезінде электрқондырғының жұмысына бөгет жасамайды.

Қарапайым қорғаныстық құрылғы оқшаулаушы құрылмамен қатарлас қосылған ұшқындық аралық болып табылады. Оқшауламаның тесілуін немесе ұласуын ескерту үшін қорғаныстық ұшқындық аралықтың ҚА вольт-секундтық сипаттамасы шашылымын есептей отырып, қорғалатын оқшауламаның вольт-секундтық сипаттамасы төмен жату керек (6 - сурет).

6-сурет. Қорғаныстық кұрылғының әрекет ету қағидасы: a - корғаныстық аралықтың (ҚА) қосылуының сұлбасы; б- қорғалатын оқшауламаның (1) және ҚА (2) вольт-секундтық сипаттамаларының үйлесуі.

Осы талапты орындаған кезде электр қондырғылардың оқшауламасы үшін қауіпті асқын кернеулердің пайда болуы мүмкін емес, яғни U_түс кернеудің импульсі жиырылған кезде ҚА-та кернеудің келесісінің күрт түсуімен (қиығымен) тесілу пайда болады. Импульстік токтың ізімен қорғаныстық аралыққа иондалған жол бойынша өндірістік жиіліктің кернеуімен келісілген токты ілесуші ток дейміз. Егер электрлік қондырғы жерлендірілген бейтараптамалы желіде жұмыс істесе немесе ҚА тесілуі екі немесе үш фазаларда пайда болса, онда ілесуші токтың доғасы өшпеуі мүмкін және импульстік тесілу тұрақты қысқа тұйықталуға өтеді, ол электр қондырғының апаттык сөндірілуін шақырады. Оны болдырмау үшін ілесуші токтың доғасының сөндіруін қамтамасыз ету қажет.

Асқын кернеулерден оқшауламаның тек қорғауын емес, релелік қорғаныстың әрекетінің уақытынан, ағымды уақытта ілесуші токтың доғасының сөнуін қамтамасыз ететін қорғаныстық аппараттар - қорғаныстық разрядтауыштар деген атауын алды. Доғаны сөндірудің екі түрлі тәсілі бар: түтікше разрядтауыштардағы доғаны сөндіру, қарқынды бойлық үрлеу жолымен; вентильдік разрядтауыштарда ұшқынды аралықпен тізбектеліп қосылған кедергінің көмегімен ілесуші токтың төмендету жолымен жүргізіледі.

Асқын кернеулерді шектеуіштер (АҚШ - асқын кернеулерді сызықтық емес шектеуіштер) ілесуші токтың резисторының өте үлкен сызықтық емес сипаттамасының күшіне, жұмыстық кернеу кезінде миллиампер үлесінің мәні болады, ол энергияның көрінетін шығынын болдырмайды және қорғаныстық аппараты үшін қауіпсіз. Сондықтан АҚШ ұшқындық аралықсыз орындалады.

Қорғаныстақ аралықтар

Қорғаныстық аралықтың құрылымы күрт біртекті емес өрісті құрайтын оқтауша электродтар түрінде орындалады. Осындай электродтар үшін аз уақыттарда разрядтауыш кернеудің едәуір өсуіне сипатты, ол разряд алдындағы уақытының барлық ауқымында қорғаныстық аралықтарды және оқшауламаны вольт-секундтық сипаттамаларын үйлестіруін әрдайым мүмкіндік: береді.

Тұрақты доғаға ҚА тесіп өткен кезде импульстік токтың өтуі электр желісінің учаскесін немесе электр қондырғының апаттық сөнуімен ілесуі мүмкін. Электрмен жабдықтаудың сенімділігін көтеру үшін автоматты қайталап қосудың (АҚҚ) құрылғысымен жабдықталған желінің учаскелерінде ҚА орнату қажет.

35 кВ дейінгі қондырғыларда қорғаныстық аралықтарда қысқа ұзындық болады. Олардың кездейсоқ тұйықталуын болдырмау үшін (мысалы, торғайлармен) қорғаныстық аралықтың жерлендіруші іске қосуларында қосымша ұшқынды аралықтар пайда болады. 3-10 кВ қондырғылардағы қорғаныстық аралықтың электродтарын мүйіздер түрінде орындаған жөн, олар ауаның жылу ағындары мен электродинамикалық күштерінің әсерінен доға созылып, сөнуі мүмкін. Мүйіздер түріндегі электродтар арасындағы доғаның өздігінен сөнуі 300 амперден аспайтын доғадағы тоқта болады.

Оқтауша аралықтардың қарапайымдылығы және арзандығы, әсіресе кернеудің төменгі таптарындағы желілерде кең таралымы анықталады. Жоғары және өте жоғарғы кернеулердің элекір беру жолдарында ішкі асқын кернеулерді шектеу бойынша арнайы шаралар қолданылады, сондықтан оқтауша аралықтар оларға үйлестіруші ретінде пайдаланылады, яғни найзағайлы асқын кернеулер кезінде вентильдік разрядтауыштар арқылы қосалқы станцияға ток пен кернеудің импульсінің келетін ең көп мәндерін шектеу үшін пайдаланылады.

Түтікше разрядтауыштар

Түтікше разрядтауыштың (TP) қосылуының және құрылмасының принципиалдық сұлбасы 50 - суретте көрсетілген. Разрядтауыштың негізін газды генерадиялайтын жадығаттан тұратын түтікше құрайды 1. Түтікшенің бір жағы ішкі оқтауша электроды бекітілген метал қақпақпен бітелген 2.

Түтікшенің ашық жағында сақина түріндегі басқа электрод орналаскан 3. Оқтауша және сақиналы электродтар арасындағы I₁ аралықты, ішкі немесе доғасөндіруші аралық деп атаймыз. Түтікше фазаның сымынан сыртқы ұшқындық аралықпен I₂ бөлінген, әйтпесе түтікшенің газды генерациялайтын жадығаты, жылыстаудың токтарының әсерінен әрқашан жіктелетін еді.

7-сурет. Түтікше разрядтауыштың құрылғысы.

Түтікше разрядтауыштың қорғаныстық әрекеті оның вольт-секундтық сипаттамасымен және жерлендірудің кедергісімен сипатталады. Найзағайлы асқын кернеудің импульсі TP әсер еткен кезде аралықтың екеуі де тесіледі (сыртқы беті бойынша ұласу болуы мүмкін емес, өйткені осы бет бойынша разрядтаушы қашықтық ішкі аралықтың ұзындығынан көп есе үлкен) және кернеудің импульсінің шектеуі болады. Тесілген аралықтың разрядының арналары бойынша жұмыс істейтін жиіліктің ілесуші тогы өтеді. Айнымалы токтың доға арнасының жоғары температурасының әсерінен түтікшеде газдың қарқынды бөлінуі болады. Түтікшедегі қысым өседі. Газдар, түтікшенің ашық жағына бара отырып, бойлық үрлеме пайда болады. Қорытындысында нөлдік мәні арқылы бірінші рет ток өткен кезде доға сөнеді. Разрядтауыштың іске қосылуы қыздырылған газдың аластауымен және атауды білдіретін дыбыспен ілеседі.

TP желіге орнатқан кезде токтарды разрядтауышпен өшірілетін ауқымына орнату нүктесінде, токтардың тұйықталуының сәйкестігін тексеру қажет. 110 кВ және одан жоғарғы желілерде ҚТ бірфазалық немесе үшфазалық мүмкін болатын ең үлкен тогы түтікше разрадтауышпен сөндірілетін токтардың жоғарғы шектерінен төмен, ал ең кіші орнатылған тұйықталу тогы төменгі шектен жоғары болуы керек. РТФ типті түтікше разрядтауыштарда фибробакелиттік түтігі РТВ немесе РТВУ типі разрядтауыштарда - винопластан жасалған түтігі болады. Механикалық беріктігін арттыру үшін фибрлы түтіктің үсті бакелит қағазбен оралады және ылғалды ұстайтын лакпен боялады. Винигаист ылғалды сіңірмейді және ашық ауада жұмыс істеген кезде өзінің оқшаулаушы қасиеттерін сақтайды. Соққылы жүктемелерге қатысы бойынша винипластың өте жоғарғы механикалық берікгігінің арқасында, РТВ типті разрядтауыштарда сөндірілетін токтарының өте биік жоғарғы шегі болады.

Түтікше разрядтауыштардың таңбасында сөндірілетін токтарының шектері мен номинал кернеулері көрсетілген. Мысалы, РТФ-110/0,8-5 таңбасы: 0,8-5 кА сөндірілетін токтардың шектерімен (әрекет ететін мәні) 110 кВ кернеуге фибробакелиттік түтікше разрядтауыш дегенді білдіреді.

Разрядтауыш көп рет жұмыс істеген кезде, доғасөндіруші түтіктің ішкі арнасы пайда болады. 20-25% түтікшені ішкі диаметрі өскен кезде түтікше разрядтауыш сөндірілетін ток бойынша зауыдтық таңбасына сәйкес болмай қалады және ауыстыруға немесе қайта таңбалауға тура келеді.

Газды аластаудың аумағының бар болуы және тік вольт-секундтық сипаттамасы қосалқы станцияның жабдықтарын қорғау үшін түтікше разрядтауыштарды пайдалануға мүмкіндік бермейді. Олардың негізгі қолдануы -бұл қосалқы станцияларға сызықтық қатынасын, 3-10 кв аз қуатты электр жабдықтарын және әртүрлі номинал кернеулерінің жолдарының қиылысу учаскелерін қорғау болып табылады.

Вентильдік разрядтауыштар

РВ разрядтауыштардың қосалқы станциясының электр жабдықтарының оқшауламасын қорғау үшін қолданылады, сондай-ақ солармен қатар кернеудің сызықтық емес шектеуіштері пайдаланылады. Осы аппараттардың қорғаныстық сиптамаларымен сәйкес қосалқы станциялардың аппараттардың және трансформаторлардың оқшаулау деңгейлері орнатылады.

8-сурет. Вентильдік разрядтауыштың қосылу сұлбасы

Вентильдік разрядтауыштың негізгі элементтері көп еселі ұшқындық аралық және сонымен тізбектеліп қосылған сызықтық емес вольт-амперлік сипаттамасы бар резистор болыл табылады (8 - сурет). Найзағайлы асқын кернеудің импульсі BP әсер еткен кезде ұшқындық аралық (ҰА) тесіп өтеді де, разрядтауыш арқылы резистордың кедергісіне кернеудің тусуін жасайтын импульстік ток өтеді. Сызықтық емес вольт-амперлік сипаттаманың арқасында кернеудің бұл түсуі, импульстік ток өзгерген кезде аз ғана өзгереді (9 - сурет).

BP негізгі сипаттамаларының бірі, анықталған импульстік тогы кезінде (BP типіне байланысты 5-14 кА) резистордың кедергісіне кернеудің түсуін білдіретін U_қалғ қалған кернеу болып табылады. Оны үйлестіруші ток деп атаймыз.

9-сурет. Вентильдік разрядтауыштардың вольт-амперлік сипаттамалары: 1 және 2 резистордың әртүрлі сызықтық еместігі; 1 және 3 сөнудің газды токтары.

Қалған кернеулер және BP ұшқындық аралығының тесер кернеуінің импульстік мәні бойынша оған жақын U_ар разрядтауыштардан немесе қорғалатын оқшауламаның тесер кернеуінен 20-25% төмен болуы керек (үйлестіруші аралық). Импульстік токтың ізімен BP арқылы өндіруші жиіліктің ілесуші тогы өтеді. Сызықтық емес резистордың кедергісі жұмыстық кернеу кезінде күрт өседі, ілесуші ток шектеледі және нөлдік мәні арқылы ол өткен кезде ұшқындық аралықтағы доға сөнеді.

Ілесуші токтың сенімді үзілетін BP өндірістік жиіліктің ең үлкен кернеуін U_сөн сөнудің кернеуі, ал сәйкес болатын ілесуші токты – I_сөн сөну тогы деп атаймыз.

Ілесуші токтың сөнуі жерге бірфазалық тұйықталуы арқылы іске асырылады, сондықтан сөнудің кернеуі ретінде бірфазалық тұйқталуы кезінде дұрыс фазалардағы кернеу қабылданады

мұнда К_т - бейтараптаманың жерлендіру тәсіліне байланысты коэффициент;

U_ном - номинал сызықтық кернеу.

Бейтараптамамен жерлендірілген қондырғылар үшін К_т коэффициенті 0,8 тең, ал оқшауланған бейтараптамалы кондырғылар үшін 1,1 тең болады.

BP ұшқындық аралығының доғасөндіруші әрекеті сөндіру коэффициентімен сипатталады

мұнда U_ар - 50 Гц жиіліктегі ұшқындың аралықтың тесер кернеуі, ал сызықтық емес резистордың қорғаныстық әрекеті - қорғау коэффициентімен (қорғаныстық қатынаспен)

Разрадтауыштың сызықтық емес резисторының негізін SiC электротехникалық карборундтың ұнтағы құрайды, карборундтың бетінде SiО₂ кремнийдің тотығынан 100 мкм қалыңдығымен ілгекті қабаты болады, оның кедергісі электр өрісінің кернеулігінен сызықты емес тәуелді болады. Өрістің аз кернеулігінде (резистордың аз кернеулігінде) қабаттың меншікті кедергісі 10⁴-10⁶ Ом м құрайды және тәжірибелік барлық кернеу соған жатады, өйткені карборундтың өзінің меншікті кедергісі едәуір кіші – 10^-2 Ом м шамалы болады. Өрістің кернеулігі өскен кезде тиекті қабаттың кедергісі күрт төмендейді және сызықтық емес резистордың кедергісінің мәні карборундтың өзімен анықтала бастайды. Жадығаттың қасиеті кернеуге байланысты өзінің кедергісін күрт өзгерту, өте жоғары кернеу кезінде өте үлкен токтарда жіберу және төмендетілген кернеуде аз токтарды өткізуда қамтамасыз етеді, оны "вентильдік" деп атаймыз. Осыдан аппараттың атауы "вентильдік разрадтауыш".

BP сызықтық емес резисторлары карборундтық ұнтақтан және байланыстыратын жадығаттан тұратын дискілер түрінде орындалады. Технологиясына байланысты дискілер вилиттен немесе терлиттен даярланады. Будасы ретінде сұйық айна пайдаланылады. Вилиттік дискілер салыстырмалы төмен температурада (300°С шамалы) жентектеледі. Тервиттік дискілер 1000°С жоғары температурада күйеді және тиекті қабаттың белігі кремний қышқылынан бұзылады. Осымен өткізу қабілеті өседі (вилит үшін 300 Ампердің орнына 1500 Амперге дейін), бірақ жадығаттың сызықтық еместігінің дәрежесі төмендейді. BP ұшқындық аралығына асқын кернеулер кезінде сызықтық емес резистордың қосылуы және ілесуші ток өткен кезде оның сөндірілуі жатады.

Қарапайым бірінші реттік аралық (53 - сурет) меканиттік епелекпен бөлінген екі латун электродтарынан құралады. Электродтар арасындағы электр өрісі біртектіге жақын. Меканит пен электродтардың беті арасындағы ауалық қабатшада, ауаның және меканиттің диэлектрлік өтімділігі айырым күшіне иондану пайда болады, электрод арасыңдағы кеңістік бастапқы электрондармен қамдалады. Аралықтың тесілуі бірге жақын импульстің коэффициентінде болады.

10-сурет. Жылжымайтын доғасы бар (қиық) бірінші реттік ұшқындық аралық: 1 - латун электродтары; 2 - миканит епелегі; 3 - ұшқындық аралық

Көп реттік ИА ілесуші токтың сөнуі суық электродтары бар аралықта қысқа доғаның жануының тұрақсыздығына негізделген. Доға сөнгеннен кейін электр берігі салыстырмалы аздап қалпына келеді.

11 - суретте доғаның магниттік сөнуімен бірінші реттік ұшқындық аралық бейнеленген. Аралық, шоғырланып орналасқан екі мыс электродтар арасында өзінен сақиналы саңылауды білдіреді. Саңылау әрдайым магниттермен құралатын магнитгік өріспен өтеді. Егер аралықтар үшін қозғалмайтын доғамен сөнудің тогы 80-100 A аспаса, онда айналмалы доғасы бар аралық үшін бұл мән ретімен өседі. Бірақ жартылай кезеңде өтетін ұқсас токтар, вилиттік дискілердің өткізу қабілетін арттырады. Осы себептен РВМГ типті разрядтауыштардан ілесуші тогы 300 A шектеледі.

11-сурет. Айналмалы доғасы бар ұшқындық аралықтың құрылмасы:

1 - ішкі электрод; 2 - сыртқы электрод; 3 - оқшауламалы төсеулер;

4 -тұрақты магниттер; 5 - пластмассалы сақина.

Импульстің тік шебтерінде таратудың бірқалыпсыздығы импульстің бірден төмен коэффициентіне әкеледі. Импульстің бірге жақын коэффициентін сақтап қалу үшін, аралықтар арасында кернеуді таратуды түзетуіне мүмкіндік туғызатын, экрандалған сақиналармен 100 кВ және жоғары кернеуге разрадтауыштар қамдалады.

Электрлік сипаттамалары бойынша разрядтауыштар төрт топқа бөлінеді.

Бірінші топқа РВД (токты шектейтін) және РВРД (созылмалы доғасымен) сериялы разрядтауыштар жатады. Осы серияның разрядтауыштары токты шектейтін ұшқындық аралықпен және тервиттік дискілерден жинақталады. Осы разрядтауыштардың қорғаныстық қатынасы, РВМ сериялы разрядтауыштан едәуір төмен. Айналмалы машиналарды қорғау үшін арналған 3-10 кВ разрядтауыштарда 3 кА ток кезіндегі қалған кернеулері болады және импульстік тесер кернеуі машинаның оқшауламасының сынақ кернеулерінен жоғары емес. Тервиттің жоғарғы өткізу қабілеттілігі, ішкі асқын кернеулерді шектеу үшін осы разрядтауыштарды пайдалануға мүмкіндік береді.

3-35 кВ кернеуге магниттік-вентильдік разрядтауыштарды РВМ сериясы (магниттік) ал 110-500 кВ кернеуге - РВМГ (магниттік найзағайлы) сериясы құрайды. Олар екінші топқа жатады. Осы сериялардың разрядтауыштарында магниттік сөнуімен ұшқындық аралықтар және 150 мм диаметрімен велиттік дискілер пайдаланылады, ол өткізу қабілетін арттырады.

Кең таралған РВС (станциялык) сериялы разрядтауыштар үшінші топқа жатады. Олар 15-220 кВ кернеуі бар электр жабдықтарын қорғау үшін қолданылады. Стандарттық элемент, мысалы 35 кВ (РВС-35), 32 бірінші реттік ұшқындық аралығын (10 - сурет) және 100 мм диаметрімен және 60 мм биіктігімен он бір вилиттік дискілерді құрайды. Дискілер арасындағы түйіспе олардың бетінің металдануынан іске асырылады. Ұшқындық аралық пен вилиттік дискілердің жинағы бітелген фарфор қапқа салынады. Бітеуі, вилитті ылғалдың әсерінен сақтау үшін және ұшқындық аралықта разрядтаушы сипаттамаларының тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін қажет.

Төртінші топқа 3-10 кВ кернеуге РВП (қосалқы станциялық) және РВО (селолық желілерді қорғау үшін жеңілдетілген) сериялы разрядтауыштар жатады. Осы разрядтауыштардың сызықтық емес резисторы, вилиттік дискілерден, элементтерден алынатын ұшқындық аралықтан жинақталады.

РВМК сериялы қиыстырылған вентильдік разрядтауыштар (12 - сурет), 330-750 кВ жүйелерде найзағайлы және ішкі асқын кернеулерді шектеу үшін арналған. Қиыстырылған разрядтауыштардың сызықтық емес резисторлары, вилитке қарағанда нашар, а=0,154-0,25 болатын тервиттен дайындалады.

12 – сурет. Қиыстырылған разрядтауыштың сұлбасы

Бұл разрядтауыштарды құраған кезде қиыншылықтарды тудырады. Егер тервиттік резистор содан 1,5 кА кем токтар өтетін ішкі асқын кернеулерден қорғауды қамтамасыз етсе, онда 10 кА және одан жоғары сызықтық емес коэффициентті токқа жететін найзағайлы асқын кенеулерден оқшаулауды қорғауды қамтамасыз ете алмайды.

Бұл жағдай 12 - суретте келтірілген разрядтауыштың құрама сұлбасына келтірді. НП2 тервиттік резистордың бөлігі (40% шамалы) ИП2 қосымша ұшқындық аралықпен тұйықталған, ол ішкі асқын кернеулер кезінде тесілмейді және разрядтауыштағы кернеу 13-суреттегі 1 сипаттамаға сәйкес келеді. 1,5 кА асатан ток разрядтауыш арқылы өткенде ИП2 кернеу оның тесер кернеуінен көбейеді және резисторлардың бөлігі қысқа тұйықталады. Осымен разрядтауыштағы кернеу 2 сипаттамаға келеді және жіберілетін шектерде қалады.

13 - сурет. Құрама разрядтауыштың вольт-амперлік сипаттамасы

Асқын кернеулердің сызықтық емес шектеуіштері

Вентильдік разрядтауыштардың негізгі кемшілігі, карборунд негізіндегі резисторларда салыстырмалы жоғары сызықтық еместігінің болуына баяланысты. BP қорғаныстық қатынасының төмендеуі, ұшқындық аралықтың едәуір күрделенілуінің бағасына жетеді. Ол бірінші топты разрядтауыштарда сөну кернеуінің бір бөлігін өзіне қабылдайды.

Цинк қышқылының негізінен құралған кейінгі резисторларда, карборунд негізіңде құралған резисторлардан, едәуір үлкен сызықтық еместігі болады. Бұл қорғаныстық аппараттың асқын кернеулерді сызықтық емес шектеуіші (АКСШ) деген жаңа түрін құруға мүмкіндік берді.

АКСШ қасиеттері: асқын кернеулерді терең шектеу мүмкіндігі, соның ішінде фазалар арасында; оларды тіректік оқшаулаушы бағандар ретінде пайдалануға болатьш кіші габариттер, оның үлкен өткізу қабілеті болады.

Жалғанатын асқын кернеулерді шектеу деңгейі АКСШ арқылы (1,65-1,8) U_ф құрайды. Найзағайлы асқын кернеулерді шектеу деңгейі 110 кВ желілерінде (2Д-2,4) U_ф құрайды және 150 кВ электр берілісінің жолдары үшін 2U_ф дейін төмендейді.

Шектеуіштер 8мм биіктікпен және 28 мм диаметрлі дискілермен қатарлас жалғанған бағандар түрінде жинақталады. Дискілердің шеттері металданған және дискілер арасындағы түйіспені қамтамасыз етеді. Өткізу қабілеттілігіне сәйкес АКСШ резисторлардың қатарлас бағандарының саны, 110 кВ асқын кернеулердің 4 шектеуіштерінен 750 кВ шектеуіштерге 30 дейін ығыстырылады.

Жалғанатын асқын кернеулерді шектеу аумағында АКСШ резисторларының сызықтық емес коэффициенті 0,03-0,05 мәні болады. Найзағайлы асқын кернеулерді шектегенде, АКСШ арқылы өтетін токтар бірнеше килоамперге жетеді, сызықтық еместіктің коэффициенті 0,07-0,01 дейін өседі. Осындай жоғарғы сызықтық еместік жұмыстық кернеу кезінде немесе қатарлас бағанның біреуіне миллиампердің бөлшекті тогы сызықтық емес резисторы арқылы өтуін зерттейді. Бұл ұшқындық аралықты жоюға және желіге тікелей АКСШ резисторын қосуға мүмкіндік береді.

Әдебиеттер тізімі:

Негізгі:

1. Изоляция установок высокого напряжения Кучинский Г.С., Кизеветтер В.Е., Пинталь Ю.С. Москва, Энергоатомиздат.

2. Под общей редакцией проф. Д.В. Разевига. Техника высоких напряжений-М.:Энергия, 1976-480с

Қосымша:

1. Изоляция и перенапряжения системах электроснабжения: Учеб. пособие С.В. Горелов, Л.Н. Татьянченко, С.О. Хомутов; М-во оброзования Рос. Федерации. Алт. гост. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2002.

2. Методы испытаний и диагностики кабелей и проводов. Холодный С.Д. Москва, Госэнергоиздат.

3. Силовые кабели и высоковольтные кабельные линии. Привезенцев. В.А., Ларина Э.Т. Москва. Энергия.

Бақылау сұрақтары:

1. Тоқтардың жайтартқыш арқылы қауіпсіз жүруінің шаралары.

2. Желілік және стансалық изоляторлар.

3. Қосалқы станциясын найзағайдың тура соқысынан қорғау.

4. Изоляцияны ұшқынды аралармен және мүйіз шеберлермен қорғау.

5. Күштік трансформаторларының бойлық изоляциясы.

103