KR2_gotovye

У випадкунаявностізначноїнормальноїскладовоїнапруженостіелектричного поля, розряднінапруги та напруженості є значноменшими, аніж у випадкупереважаючоїтангенційноїскладовоїелектричного поля. Цепояснюєтьсянаступнимисобливостямифізикирозвиткурозряду.При відносноневеликійнапрузібіляелектродівспостерігається корона, яка охоплюєпевнуплощуповерхнідіелектрикавключно з коронуючимелектродом.Збільшеннянапругисупроводжуєтьсяпоявоюслабкопровіднихканал ів, щосвітяться (стримерів), котрі при подальшомупідвищеннінапругиперетворюються у ковзнірозряди, якіхарактеризуютьсязначно більшимипровідністю та світінням.

Цеозначаєутвореннябіляповерхнідіелектрикаплазмовогоелектроду, якийзбільшуєплощупервіснокоронуючого.

В ковзнихрозрядахпротікаєзначний струм, зумовленийпроцесоміонізаціїповітря. Цей струм у значніймірі є залежнимвідплощіплазмовогоелектроду.

За Теплером, ковзнийрозряд(корона)являє собою неповнийповерхневий

1,35 10−4

розряд, щовиникає при напрузі (діючезначення, кВ): Uковз=Спит.пов0,45

Спит.пов = ƐƐ∆0- питомаповерхневаємність, тобтоємність 1см2поверхні, по

якійрозвиваєтьсярозряд, по відношенню до протилежногоелектроду, Спвиражене у пФ/см2. Довжину каналу ковзногорозрядуlковз (см) в залежностівідприкладеноїнапруги U та питомоїповерхневоїємностіможнавизначити за емпіричною формулою Теплера:

де k – коефіцієнт, щовизначаєтьсядослідним шляхом; U – діючанапруга[кВ], dU/dt- максимальна швидкістьзростаннянапругиu(t).Якщовформулі (4.3) замістьlковзвзятивідстаньL міжелектродамипо поверхні та вважатинапругуu(t)

синусоїдальноюфункцією часу, то напругаперекриттяпроміжкуUрбуде дорівнювати:

де Х = const (у випадкунапругипромисловоїчастотиХ = 58 для L>=5см.)

У загальномувипадкурозряднунапругу по поверхнінаближеноможнавизначити як

де L — відстаньміжелектродами по поверхні, см; дельтатовщинадіелектрика, см; e - відноснадіелектричнапроникністьдіелектрика; k,m,n— коефіцієнти, якізалежатьвідособливостейконструкціїізоляційногопроміжку та діапазонузмінивідстаніміжелектродами по поверхні.

Зволоження та забрудненняповерхнідіелектриказначнознижуютьвеличину розрядноїнапруги.

10. Визначити напрямки підвищеннярозрядноїнапруги у високовольтних вводах з монолітноюізоляцією.

Для увеличения разрядных напряжений изоляторов уменьшают удельную поверхностную емкость путем увеличения диаметра изолятора у фланца, с которого можно ожидать развития разряда. Используется также нанесение у фланца полупроводящего покрытия, что способствует выравниванию распределения напряжения по поверхности изолятора и, следовательно, приводит к увеличению разрядных напряжений. При постоянном напряжении удельная поверхностная емкость практически не влияет на развитие разряда и значение разрядного напряжения оказывается близким к разрядному напряжению чисто воздушного промежутка.Также можно использовать менее гигроспопические материалы, а также материалы с меньшей диэлектрической проницаемостью.

11. Обґрунтувати різницю розрядних напруг у випадках розряду по поверхні твердих діелектриків при сухій та забрудненій і зволоженій поверхнях

Формула розряднонапруги Як правило, сухізабруднення, маютьвисокий, не знижуютьдуже сильно

йогорозряднунапругу. Зволоження шару призводить до зменшення опору шару забруднення, змінирозподілунапруги по поверхніізолятора і в результаті - до зниженняйогорозрядноїнапруги.

На поверхні твердого діелектриказавжди є плівкаадсорбованої з повітрявологи, яка залежновідприродидіелектрика є суцільноюабопереривчастої, товщиноювід мономолекулярного шару й більшою. Вода в плівцічастководисоційована, а зізбільшеннямбезперервності й товщиниплівкикількістьіонівзростає.

Збільшується ε твердого діелектрика. Чим сильнішезабрудненайогоповерхняіоногенноюдомішкою, вищевідноснавологістьповітря й температура, тем товстішеплівкаадсорбованоївологи й тем, отже, більше в нійіонів. Йони, щоутворюються в ційплівціпіддієюелектричного поля, переміщуються до електродів. У результатіцього поле поблизуелектродівпідсилюється, а в серединіпроміжкупослаблюється. Підсилення поля біляелектродівпризводить до зниженняелектричноїміцностіпроміжку. Цезниженнятимбільше, чимгігроскопічнішийдіелектрик.

12. Привести критерій переходу частковихмікродужок у повне перекриття поверхні та дати його обгрунтування.

Пусть при прохожденитокаутечки по увлажнающ. поверхн. была образ. сухая зона 1. Из-заразницыR сух и влажн. основное падение напряжения будет приложено к зоне 1. Паралельно сухой зоне вдоль поверхности разовьется разрядный процесс. ВАХ разряда имеет спадающий характер, что позволяет зачислить его к дуговым.(МИКРОДУЖКА). Поскольку микродужка шунтует сухую зону и собирает на себя ток утечки, ее можно представить как виртуальный игольчастый электрод. Ток изолятора распростран. от опорной точки микродужки может высушыватьизол. образуя сухую

зону 2. В тоже время сухая зона 1 за исключением простр. занятого микродужкой увлажняется, ток через нее возростает, шунтируя микродужку1, которая угасает и не может зажетсяпаралельно сухой зоне 2. Такой режим работы изоляц. назыв. режимом переменяющихся дужек. В случаи сильного загрязнения длина микродужкиможет прогресивновозростать приводя к полному перекрытию конструкции. Критерий перекрытия изоляции можно получить из экв.

схемы рис.2.

R=rП (α-lД)+lД*rД = lД (rД - rП)+αrП :RБЕЗДУГИ = αrП :; I=(U)/( lД(rД - rП)+α*rП)

rП, rД = погонные сопротивления поверхности и канала микродужкисоотвец.

α – длинаизоляц. конструкции. lД – длина микродужки. Условием полного перекрытия изолятора явл. прогрессивное увеличение тока. Поскольку RБЕЗДУГИ – это сопротивление изолятора в отсутствии микродужек, то ток может возростать только в случ. rП>rД , что и

явл. критерием перехода микродужки в полное перекрытие

13. Привести схему заміщення гірлянди підвісних лінійних ізоляторів з визначенням її часткових ємностей.

Собственнаяемкостьизоляторасоставляеткак правило 50-70 пФ. Крім того, кожний ізолятор буде мати деяку ємність стосовно землі Сз=4...5 пФ і ємністю до

струмопроводуСпр=0,5..…1 пФ. РазныевелечиныСз и Спр обусловлено различием в площадях провода и опоры. В связи с большойвеличинойповерхностного активного сопротивленияизоляторов – ихвлияниемможнопринебречь.

14. Як впливають співвідношення між конструктивними ємностями та власними ємностями на розподіл напргуи по елементам гірлянди.

В случаечистой и сухойповерхностиизоляторасоп ротивление R егоутечкизначительно превышаетегоемкостноесопроти вление 1/wС , поэтому при анализераспределения напряжений вдольсухойгирлянды не учитывается , и распределениянапряжениязавис ит только от емкостейСсоб , Сз и Спр.

Токи проходящих через емкостиСз и Спр ,

можноназватьпоперечногоними , а ток по цепочкеемкостей С3 - продольным током . Еслинакластьпродольные и поперечныеемкостныетоки гирлянды , то нетрудноувидеть , что в ближайшемтокопроводящемузле величина тока, отходящего на землю через емкостьСз , будетбольшевеличинытока,протекает от токопровода через емкостьСпр.Поэтомупродольныйтоквовтором от токопроводаизоляторегирляндбудетменьшепродольноготока, протекающего в первомизоляторе.

В последних , близких к траверсе , изоляторахгирляндысоотношениевеличиныемкостныхтоков на землю и на проводможетоказаться другим: попоперечные токи на землю, чтооттекают через емкостьСзмогутобнаружитьсяменьшепоперечныхтоков от токопровода через емкостьСпр ; разницаихувеличитпродольныйток, протекающий через емкостьизолятора , наиболееблизкого к траверсе , в результатечегопадениенапряжения на немвозрастает

.Степеньнеравномерностираспределениянапряжения ΔU по элементамгирляндзависит от отношенияСз/Cсоб . Чемменьшеэтоотношение тем болееравномернымибудутнагруженыизоляторы , т.е. ослабеваетвлияниепоперечныхемкостныхтоковгирлянды на еепродольнойемкостнойток по цепиизоляторов . ОтношениеСпр/C3 делаетзначительноменьшеевлияние на распредеениянапряжения по элементамиз-заменьшегозначенияСпр по сравнению сСз.ЧембольшеемкостьСсобизоляторагирлянды , тем болееравномернымявляетсяраспределениенапряжения по ееэлементам .

15. Визначити несприятливі наслідки нерівномірного розподілу напруги по елементам гірлянди.

Найменшанапругаприпадає на ізолятори, щознаходятьсяприблизно в серединігірлянди, і трохипідвищений - на ізолятори у заземленогокінця Высокиенапряженности поля на изоляторахвблизитокопроводамогут приводить к

коронации , чтовызываетстарениеизоляционноготелаизолятора , окислительныепроцессы на металлическихарматуре .

(Неравномерноераспределениенапряженияуказывает и на неравномерныенапряженности на изоляторах. Что в свою очередь уменьшает пробивное напряжение между проводом и траверсом)

16. Привести графікирозподіленьнапруги по елементамгірляндипідвіснихлінійнихізоляторів у випадках коротких та довгихгірлянд.

Наиболее общим видом емкостного распределения является распределение по гирляндам линейных подвесных изоляторов(Рис. 1). Собственная емкость изолятора составляет как правило 50-70 пФ величины конструктивных емкостей на провод Спр составляют 0,3-0,5 пФ, а а конструктивных емкостей обусловлено различием в площадях

провода и опоры.

В связи с большой величиной поверхностного акт.сопротивления изоляторов их влиянием, при сухом состоянии конструкции, можно принебречь. Как видно из Рис.2, в узлы схемы подтекают и утекают токи(Іпр – продольный ток по собственным емкостям изоляторов, Із) . Іпр – токи, которые текут через конструктивные емкости на

провод; Із – токи, которые текут через конструктивную емкость относительно земли.

В связи с разностью конструкционных емкостей относительно провода и земли величины 1 токов Іпр и Із различны:

ток Із>Іпр Т.е. согласно рисунку, вт.А протекает малый ток Іпр, а вытекают значительные токи Із. При этом следуето учитывать, что напряжение между точкой А- провод меньше, чем напряжение А-земля.

В связи с этим ток Іпрпрогресивно уменьшается по направлению от фазы к земле. Поэтому падение напряжения на изолятор. констр. резко

неравномерно(Рис.3, кривая 1).

Это приводит к недоиспользованию изолятора, значительному уровню радиопомех и электрокорозии. В длинных гирляндах может иметь место увеличения падения напряжения не только ближайший к фазному проводу, но и на изоляторах, ближайших к траверсе. Что объясняется превышением тока относительно провода над током относительно земли.

К Рис. 4:распределения типа 1 имеет место в коротких гирляндах, а 2 – в длинных.

17.Зазначитиметодипідвищеннярозряднихнапруг у гірляндахпідвіснихлінійнихізоляторів.

Резкая неравномерностьраспределениянапряжениявдольгирляндыизоляторовприводит к

недоиспользованиюизолятора, значительномууровнюрадиопомех и электрокоррозии. Чтоб приблизить распределение напряжения к равномерному(кривая 2, Рис. 3) желательно уравновесить токи через конструктивные емкости так, чтоб втекающий в узел ток был равен вытекающему.

Это может быть осуществлено с помощью:

1) линейной апаратуры гирлянд(кольца, овалы, восьмерки, присоединенных к нижнему изолятору)

2) расчеплением фазного провода

Указаные способы увеличивают емкость Спр и как следствие токи через них. Одним из методов будет так же увеличение емкости ближайшей к фазе изоляторов(применение изоляторов других токов, сдвоенные).

18. Обгрунтуватирозподілнапруги в обмотка високовольтнихТР при впливі на них імпульсноїнапруги.

Обмотка ТР в эл. отнош. представляет из себя Рис. 3.Электрическая схема замещения обмотки представлена на Рис. 4.(L – индуктивность, M– взаимоиндукция, Cпоп – поперечная емкость, Спр – продольная емкость)

При набегании импульсной волны в начальный момент времени в силу 2-го закона комутации α представляет собой бесконечное сопротивление, схема становится чисто емкостной и упрощенной по сравнению со схемой замещения. За счет отв. прод. тока, токов через Спрод распределениенапряжение в начальный момент времени существенно нелинейное. (Рис. 5 Снач). Установившееся значение на обмотке зависит от состоянияключа VД, при разомкнутом ключе потенциал обмотки постоянен(прям. уст. изолир. нейтр), а при замкнутом – линейно спадает по обмотке.(прям. уст. заземл. нейтр).

Колебательный переход из начального в установивш. распред. U обусловлено наличием max потенциалов по обмотке. Кривые – max потенциалов при изолированой и заземленной обмотке. Для улучшения респределенияmax. потенц. Желательно

выровнять кривую начального распределения напряжения. Это может быть осуществлено за счет дополнительныхемкостей в схеме Сэ через которые обеспечивается подпитка каждого узла, уменьшающая отриц. действие токов, через поперечные емкости. Конструктивно такие емкости выполняются в виде незамкнутых емкостных витков и емкостных колец.ТР с емкостной защитой называется нерезонирующим.

19. Визначити характер розподілунапруги при діїзмінноїнапруги та імпульсів на колонки опорнихізоляторів та іскровіпроміжкивисоковольтнихрозрядників та ОПН та визначитиміроприємства для зменшеннянерівномірностірозподілує.

Одним из примеров емкостного распределения являются разрядники и ограничители нелинейных напряжений. Вентили и разрядники, применяемы для защиты от перенапряжений, представляют из себя конструкцию, которую вкл. в многозазорныйразр. VД в которых обеспечивается однородное поле и нелинейного резистора 1, составляющая которого с увеличением напряжения уменьшается.