ТЕХНИКА ВЫСОКИХ НАПРЯЖЕНИЙ / КУЛЬМАНОВСКИЙ ТЕХНИКА ВЫС. НАПР ЛАБ
.PDF
Попадание ударов молнии в электроустановки может вызвать выход |
||||
их из строя, чтобы избежать этого и применяются молниеотводы. |
||||
Молниеотвод представляет собой хорошо заземленную проводящую |
||||
конструкцию. Защитное действие молниеотвода проявляется во время |
||||
лидерной стадии грозового разряда, когда из всех направлений разви- |
||||
U |
|
|
тия разряда преимущественное |
|
|
|
направление определяется мак- |
||
0,9 |
|
|
симальными |
напряженностями |
|
|
электрического поля. С некото- |
||
|
|
|
рой высоты Н, называемой вы- |
|
0,3 |
|
Umax |
сотой ориентации молнии, начи- |
|
|
нает появляться искажение поля |
|||
|
|
Umax/2 |
различными |
наземными соору- |
τф |
|
t |
жениями и развитие лидера раз- |
|
τb |
ряда происходит в направлении |
|||
|
|
к наиболее |
возвышающимся и |
|
|
|
|
заземленным предметам. |
|
Рис. 11.3. Стандартный грозовой импульс |
Очевидно, что если возле |
|||
|
|
|
молниеотвода поместить какой- |
|
либо объект, то при определенной высоте молниеотвода разрядные на- |
||||
пряжения между каналом молнии и объектом всегда больше разрядных |
||||
напряжений на молниеотвод или в землю и объект будет защищен от |
||||
ударов молнии. |
|
|
|
|
Молниеотводы по типу молниеприемников разделяются на стержне- |
||||
вые и тросовые. Стержневые молниеотводы выполняются в виде верти- |
||||
кально установленных стержней (мачт), соединенных с заземлителем, а |
||||
тросовые – в виде горизонтально подвешенных проводов. По опорам, к |
||||
которым крепится трос, прокладываются токоотводы, соединяющие трос |
||||
с заземлителем. |
|
|
|
|
r |
H |
h |
Рис. 11.4. Зона стопроцентного поражения стержневого молниеотвода
Зоны защиты молниеотводов установлены на основе лабораторных испытаний, и надежность их подтверждена многолетним опытом эксплуатации.
Зоной защиты называют пространство около молниеотвода, попадание ударов молнии в которое маловероятно.
Опыты, производимые на моделях, показали, что над молниеотводом высотой h существует зона (рис. 11.4) в виде перевернутого конуса с радиусом r = 3,5 h в основании, с которой все разряды собирает на себя молниеотвод.
91
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Зона защиты стержневого молниеотвода, определенная опытным путем, представляет собой «шатер» (рис. 11.5) с радиусом зоны защиты, который рекомендуют рассчитывать по формуле
r = 1,6 ha Ð, |
(11.1) |
|||
X |
+ |
hx |
|
|
1 |
|
|
||
h |
|
|||
|
|
|
||
где ha – активная высота молниеотвода, ha = h − hx ; hх – высота точки на границе защищаемой зоны; h – высота молниеотвода; Р – коэффициент
для разных высот молниеотводов (Р = 1 при h £ 30 м и Р = 5,5 при
h
h ³ 30 м).
rx
|
ha |
|
h |
rx |
hx |
. |
|
Рис. 11.5. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой до 60 м |
|
11.2. Описание установки
Для определения на модели зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода используют генератор импульсных напряжений
(ГИН, рис. 11.6).
Высоковольтная часть установки расположена на испытательном поле, которое оборудовано устройством для заземления выводов высокого напряжения.
Двери ограждения испытательного поля снабжены блокировкой, контакты которой включены в цепи управления.
92
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
3 |
4 |
5 |
6 |
2 |
|
|
|
1 |
|
|
7 |
Рис. 11.6. Общий вид установки: 1 – разрядное сопротивление; 2 – фронтовая емкость; 3 – измерительные шары; 4 – фронтовое сопротивление; 5 – ГИН; 6 – лидер; 7 – испытательный стол
11.3. Порядок выполнения работы
1.Подготовить поле к испытанию.
2.Включить стенд кнопкой пускателя, установленной в корпусе на ограждении испытательного поля.
3.Кнопкой «откл» «заземлители» отключить заземлитель (рис. 11.7).
К |
З |
Заземление |
|
Автотрансформатор |
||
Вкл |
Откл |
|
кV |
|
Низкое напряжение |
|
|
||
|
Высокое напряжение |
|||
|
|
|
||
Вкл |
Откл |
|
Вкл |
Откл |
Измерительные шары |
V |
Поджиг |
||
Откл |
меньше |
Откл |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Вкл |
|
|
Вкл |
кнопка |
|
больше |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 11.7. Панель управления ГИН
4.Кнопкой «вкл» «низкое напряжение» включить низкое напряжение, предварительно ручку автотрансформатора вывести в крайнее левое положениие.
5.Кнопкой «вкл» «высокое напряжение» включить высокое напряжение.
6.Тумблерами привода измерительных шаров установить расстояние между шарами, соответствующее пробивному напряжению на выхо-
93
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
де ГИН. Соотношения расстояния между шарами и величина напряжения даны в таблице на пульте управления. Значение напряжения на выходе показывает вольтметр, находящийся на пульте управления.
7.Установить молниеотвод на испытательный стол под лидер (рис. 11.8) и подать 5 импульсов.
8.Поворачивая ручку автотрансформатора по часовой стрелке, увеличить напряжение со скоростью 1–2 кВ/с до тех пор пока не установится необходимое зарядное напряжение. Контроль за ним осуществлять по киловольтметру на пульте управления. Световой зайчик, перемещающийся по шкале киловольтметра, находящегося за ограждением установки, показывает напряжение заряда ГИН.
9.После полной зарядки ГИН нажать кнопку «пуск», должен произойти разряд с лидера на испытательный стол. Если разряд не произошел, значит ГИН полностью не зарядился, необходимо увеличить время заряда.
10.Так как на заряд влияют многие факторы: напряженность поля, влажность воздуха, атмосферное давление, промежутки времени между разрядами, принять количество импульсов, равное 5.
10.Затем, отключив установку, отодвинуть молниеотвод от центра к краю стола до тех пор, пока не будет найдено максимальное расстояние, при котором удары приходятся только в молниеотвод.
12. Полученное значение занести в табл. 11.1.
Примечание. Все перестановки объектов, молниеотводов, необходимо производить при выключенной установке, включенном заземлителе, выведенной в первоначальное положение ручке автотрансформатора.
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
13. Молниеотвод остается на найденном ран- |
|
|
|
|
|
|
|
нее (п. 11) максимальном расстоянии, при кото- |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
2 |
|
3 |
ром удары приходятся только в молниеотвод. |
||||
|
|
Поочередно установить объекты разной высоты |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и, перемещая их от молниеотвода к центру сто- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ла, найти максимальное расстояние между объ- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ектом и молниеотводом при котором объект не |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поражается разрядом. Высоту объекта и полу- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ченное расстояние занести в табл. 11.1. |
Рис. 11.8. Испытательный |
|||||||||
стол: 1 – лидер; 2 – мол-- |
14. С помощью полученных данных по- |
||||||||
ниеотвод; 3 – столб с от- |
строить зону защиты одиночного молниеотво- |
||||||||
верстиями |
|
|
да и сравнить ее с теоретической. |
||||||
Таблица 11.1
Значения, полученные при проведении эксперимента
Высота молниеотвода h = 9 см
hх
rх
94
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Масштабный коэффициент принять равным 37,7, тогда реальная высота молниеотвода будет 34 м.
11.4. Содержание отчета
Отчет должен содержать:
–описание цели работы;
–общий вид установки;
–таблицу результатов измерений;
–построенную зону защиты одиночного молниеотвода и сравнение
еес теоретической.
11.5. Контрольные вопросы
1.Чем обусловлено защитное действие молниеотводов?
2.Какова конструкция молниеотвода?
3.Укажите достоинства и недостатки опытного определения защитных зон молниеотводов на моделях.
4.Назовите основные элементы экспериментальной установки и их назначение.
95
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
РЕКОМЕНДУЕМЫЙ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Правила устройства электроустановок. – 6-е изд., с изм., испр. и доп., принятыми Главгосэнергонадзором РФ в период с 01.01.92 по
01.12.99. – СПб. : ДЕАН, 1999. – 926 с.
2.Нормы испытания электроустановок и аппаратов электроустановок потребителей / Главгосэнергонадзор. – М. : Энергоиздат, 1990.
3.Кульмановский А.И. Профилактические испытания изоляции элек-
трооборудования высокого напряжения : учеб.-метод. пособие / А.И. Кульмановский. – Хабаровск : ДВГУПС, 1997.
4.Система стандартов безопасности труда. ГОСТ 12. 1. 009–76. Электробезопасность. Термины и определения; ГОСТ 12. 1. 019–76. Электробезопасность. Общие требования. – М. : Изд-во стандартов, 1983.
5.Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. – СПб. : Издательство ДЕАН, 2000. – 192 с.
6.Разевиг, Д.М. Техника высоких напряжений / Д.М. Разевиг. – М. :
Энергия, 1976. – 655 с.
7.Ларионов, В.П. Техника высоких напряжений : учеб. для техникумов / В.П. Ларионов, В.В. Базуткин, Ю.Г.Сергеев; под. ред. В.П. Ларионова. – М. : Энергоиздат, 1986.
8.Радченко, В.Д. Техника высоких напряжений устройств электрической тяги / В.Д. Радченко. – М. : Транспорт, 1975.
9.ГОСТ 1516.2–76. Электрооборудование переменного тока на напряжение от 3 до 500 кВ. Требования и методы испытаний электрической прочности изоляции. – М. : Изд-во стандартов, 1977.
10.Степанчук, К.Ф. Техника высоких напряжений : учеб. пособие для электроэнергет. спец. вузов / К.Ф. Степанчук, Н.А. Тиняков. – 2-е изд., перераб. и доп. / К.Ф. Степанчук, Н.А. Тиняков. – Минск : Высшая школа, 1982.
11.Базуткин, В.В. Техника высоких напряжений / В.В. Базуткин, В.П. Ларионов, Ю.С. Пинталь; под ред. В.П. Ларионова. – М. : Энергоатомиздат, 1986.
12.Богородицкий, Н.П. Электротехнические материалы / Н.П. Богородицкий, В.В. Пасынков, Б.М. Тареев. – Л. : Энергоатомиздат, 1985. – 304 с.
13.Егоров В.В. Техника высоких напряжений / В.В. Егоров. – М. : Маршрут, 2004.
96
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
|
СОДЕРЖАНИЕ |
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................... |
3 |
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА |
ИСПЫТАНИЙ ИЗОЛЯЦИИ УСТАНОВОК |
ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ.............................................................................. |
4 |
2.ОПИСАНИЕ АППАРАТА АИД-70, ИСПОЛЬЗУЕМОГО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ УСТРОЙСТВ ПОВЫШЕННЫМ
НАПРЯЖЕНИЕМ................................................................................................. |
9 |
2.1. Назначение и технические характеристики аппарата АИД-70 .............. |
9 |
2.2. Устройство и принцип работы .................................................................. |
9 |
2.3. Порядок проведения испытаний.............................................................. |
14 |
2.4. Техническое обслуживание .................................................................... |
15 |
3. ОПИСАНИЕ ТРАССОПОИСКОВОГО КОМПЛЕКТА «УСПЕХ АГ-208», |
|
ИСПОЛЬЗУЕМОГО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ, ГЛУБИНЫ |
|
ЗАЛЕГАНИЯ СКРЫТЫХ КОММУНИКАЦИЙ И МЕСТ ПОВРЕЖДЕНИЙ |
|
КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ........................................................................................ |
19 |
3.1. Назначение и состав комплекта .............................................................. |
19 |
3.2. Устройство и принцип работы ................................................................. |
19 |
3.3. Внешний вид и органы управления трассопоискового |
|
комплекта «Успех АГ-208»................................................................................... |
20 |
3.4. Функциональное описание приборов .................................................... |
22 |
3.5. Порядок работы в режиме трассопоиска .............................................. |
26 |
3.6. Правила хранения .................................................................................... |
34 |
4. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ.... |
35 |
4.1. Общие требования ................................................................................... |
35 |
4.2. Меры безопасности при работе с испытательной |
|
установкой АИД-70 ................................................................................... |
37 |
4.3. Меры безопасности при работе с мегомметром.................................... |
38 |
4.4. Меры безопасности при работе с трассопоисковым |
|
комплектом «Успех АГ-208» .................................................................... |
38 |
5. Лабораторная работа № 1. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ |
|
НАПРЯЖЕНИЯ ПО ГИРЛЯНДЕ ИЗОЛЯТОРОВ............................................ |
38 |
6. Лабораторная работа № 2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАЗРЯДЫ В ВОЗДУХЕ...... |
47 |
7. Лабораторная работа № 3. ИСПЫТАНИЕ ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЕЙ |
|
ВЫСОКИМ НАПРЯЖЕНИЕМ............................................................................ |
57 |
8. Лабораторная работа № 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ И |
|
ГЛУБИНЫ ЗАЛЕГАНИЯ СКРЫТЫХ КОММУНИКАЦИЙ............................... |
66 |
9. Лабораторная работа № 5. ИСПЫТАНИЕ ИЗОЛЯЦИОННЫХ |
|
КОНСТРУКЦИЙ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ ................................. |
74 |
10. Лабораторная работа № 6. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ |
|
ВОЛНЫ В КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ И ВХОДНАЯ ЕМКОСТЬ |
|
ТРАНСФОРМАТОРА ......................................................................................... |
80 |
11. Лабораторная работа № 7 «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗОНЫ ЗАЩИТЫ |
|
СТЕРЖНЕВОГО МОЛНИЕОТВОДА»............................................................. |
88 |
РЕКОМЕНДУЕМЫЙ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.................................... |
96 |
|
97 |
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Учебное издание
Кульмановский Алексей Иванович
ТЕХНИКА ВЫСОКИХ НАПРЯЖЕНИЙ. ИЗОЛЯЦИЯ И ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЕ
Сборник лабораторных работ
Редактор и корректор Н.В. Смышляева Технический редактор О.В. Сенчихина
—————————————————————————————————
План 2005 г. Поз. 2.8. ИД № 05247 от 2.07.2001 г.
Сдано в набор 9.03.2005 г. Подписано в печать 19.09.2005 г. Формат 60×841/16. Бумага тип. № 2. Гарнитура «Arial». Печать RISO. Усл. печ. л. 5,6. Зак. 64. Тираж 125 экз. Цена р.
—————————————————————————————————
Издательство ДВГУПС 680021, г. Хабаровск, ул. Серышева, 47.
98
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com