- •Содержание Оглавление
- •Введение Цель выполнения лабораторных работ
- •Порядок выполнения лабораторных работ
- •Лабораторная работа № 1 Электрические разряды в воздухе в сильнонеоднородном поле Предварительные сведения
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 2 Электрический разряд вдоль поверхности твердого диэлектрика Предварительные сведения
- •Описание установки и объектов испытания
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 Распределение напряжения по гирлянде изоляторов Предварительные сведения
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 4 Профилактические испытания изоляции кабеля с вязкой пропиткой Предварительные сведения
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №5 Защита от перенапряжений в системах электроснабжения Предварительные сведения
- •Порядок выполнения работы.
- •Контрольные вопросы.
Контрольные вопросы
Почему разрядное напряжение по поверхности твердого диэлектрика ниже разрядного напряжения чисто воздушного промежутка?
Объясните разряд по поверхности с преобладанием тангенциальной составляющей напряженности поля. Приведите пример реальной изоляционной конструкции.
Объясните разряд по поверхности с преобладанием нормальной составляющей напряженности поля. Приведите пример реальной изоляционной конструкции.
Объясните влияние удельной поверхностной емкости на развитие разряда по поверхности диэлектрика.
Как измеряются высокие напряжения при выполнении лабораторной работы?
Какие меры применяются для увеличения напряжения перекрытия изоляторов?
Лабораторная работа № 3 Распределение напряжения по гирлянде изоляторов Предварительные сведения
Переменное и импульсное напряжения распределяются по изоляторам гирлянды неравномерно. Если не принять специальных мер, на линиях высокого напряжения (200 кВ и более) часть изоляторов в гирлянде может оказаться под таким напряжением, что на них уже при рабочем напряжении и нормальных атмосферных условиях возникнет корона, которая явится источником радиопомех, причиной ускоренной коррозии арматуры и вызовет, дополнительные потери энергии.
(3–2)
Рис. 3—1. Гирлянда подвесных изоляторов (а) и схема замещения гирлянды (б)
Кроме
собственной емкости подвесного изолятора
С, в цепи г
(3–3)
(3–4)
Соответственно наибольшее напряжение ложится на изоляторы, расположенные около провода, наименьшее – на изоляторы в середине гирлянды и немного повышенное – на изоляторы, ближайшие к заземленной конструкции. С увеличением числа изоляторов в гирлянде неравномерность распределения напряжения по гирлянде возрастает. Распределение напряжения по изоляторам гирлянды, когда поверхности изоляторов чистые и сухие (R = ∞), определяется по выражению
(3.1)
где
(3.2)
(3.3)
Напряжение, приходящееся на i-й изолятор гирлянды
На изоляторе, ближайшем к проводу (i = l), который работает в наиболее трудных условиях, напряжение
(3.4)
При неограниченном увеличении числа изоляторов, т.е. при n→∞
Отсюда следует, что с ростом числа изоляторов n в гирлянде напряжение на ближайшем к проводу изоляторе уменьшается не обратно пропорционально n, как при равномерном распределении, а в меньшей степени, и стремится к некоторому пределу.
При n ≥ 10...15 увеличение числа изоляторов в гирлянде практически не изменяет долю напряжения на ближайшем к проводу изоляторе, что затрудняет выполнение изоляции для линий высокого и сверхвысокого напряжений (свыше 220 кВ), так как без специальных мер напряжение ΔU1 независимо от числа изоляторов в гирлянде растет почти пропорционально рабочему напряжению U0 линии.
Для создания более равномерного распределения напряжения вдоль гирлянды и снижения величины ΔU1 / U0 используется специальная арматура в месте подвески провода в виде колец, восьмерок, овалов. С помощью этой арматуры увеличивается емкость C2 изоляторов, ближайших к проводу, что приводит к снижению напряжения ΔU1. При расщеплении проводов емкость C2 значительно увеличивается. Поэтому применение расщепленных проводов, а также сдвоенных гирлянд, у которых емкость C2 увеличивается в большей степени, чем емкость C1, способствует выравниванию распределения напряжения вдоль гирлянды изоляторов.
Защитная арматура, кроме того, предохраняет поверхность изолятора от обгорания и сами изоляторы от разрушения при перекрытии гирлянды на землю. При сильном загрязнении и увлажнении поверхностей изоляторов R << 1 / ωC, поэтому распределение напряжений вдоль гирлянды определяется главным образом сопротивлением утечки. Если изоляторы гирлянды загрязнены и увлажнены одинаково и равномерно по всей поверхности, то происходит выравнивание распределения напряжения.
При выполнении лабораторной работы распределение напряжения по изоляторам в гирлянде определяется при помощи шарового разрядника Р.
При неизменном расстоянии между шарами разрядника напряжение на нем повышается до пробоя искрового промежутка, который производится при замыкании шарового разрядника на напряжение каждого изолятора гирлянды. Шары разрядника, образующие искровой промежуток, закрепляются на изолирующей штанге, которая называется жужжащей.
Падение напряжения на каждом изоляторе:
(3.5)
где Up – пробивное напряжение разрядника Р при неизменном расстоянии между шарами; Ui – напряжение на гирлянде при замыкании разрядника на i-м изоляторе.
Из уравнения (3.5) Up можно исключить. Тогда падение напряжения на каждом изоляторе:
Напряжения U1, U2,...,Un определяются по данным измерений.
Приведенная методика измерения распределения напряжение пригодна только тогда, когда емкость между электродами штанги мала по сравнению с емкостью изолятора и измерения осуществляются при отсутствии короны на изоляторах и подводящих проводах.