М ИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Тольяттинский государственный университет»

(наименование института полностью)

Кафедра /департамент /центр¹ институт химии и энергетики

(наименование кафедры/департамента/центра полностью)

13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

(код и наименование направления подготовки, специальности)

(направленность (профиль) / специализация)

лабораторная работа №__3_

по учебному курсу «_Техника высоких напряжений __________»

(наименование учебного курса)

Вариант ____ (при наличии)

Студент	Яшин И.А. (И.О. Фамилия)
Группа	ЭЭТбп-1801а (И.О. Фамилия)
Преподаватель	Бычков Александр Владимирович (И.О. Фамилия)

Тольятти 2021

Лабораторная работа № 3 «Распределение напряжения по гирлянде подвесных изоляторов»

Цель работы

1. Знакомство с основными понятиями и теоретическими сведениями о распределении напряжения по элементам гирлянды подвесных изоляторов.

2. Экспериментальное определение напряжения на каждом изоляторе в гирлянде в зависимости от наличия в ней дефектного изолятора и выравнивающего кольца.

3. Приобретение практического навыка определения напряжения по элементам гирлянды подвесных изоляторов.

1– опора 2–провод С = некоторая ёмкость 50-70 пкФ С1 = ёмкость к земле 4-5 мкФ С2 = ёмкость к проводу 0,5-1 пкФ i – движение тока через изоляторы i1 – ток через 1 от провода изолятор i2 – ток через последний от провода изолятор

Рис. 1 Схема замещения гирлянды подвесных изоляторов

Рис.2. Схема для изучения распределения напряжения по гирлянде подвесных изоляторов:

АТ –автотрансформатор; Т – высоковольтный трансформатор; R_защ – защитное сопротивление; V₁ и V₂ – вольтметры; Р – разрядник; ДН – делитель напряжения.

Расчетные формулы:

, (1)

где - Относительная величина напряжения на элементе

U – пробивное напряжение на шаровом разряднике (4,7 кВ)

U₂ – Показания вольтметра на стороне высокого напряжения трансформатора

(2)

где  – относительная плотность среды

Р= давление 758 мм рт.мт.

t= температура =18°

(3)

Результаты измерений

Таблица

Номер изолятора от провода	Показания вольтметра на стороне высокого напряжения трансформатора U2, кВмакс				Напряжение на элементе U, кВмакс	Относительная величина напряжения на элементе ,%	Относительная величина напряжения на элементе с поправкой Ui, %		Примечания
	1	2	3	среднее
1	26	26	25	25,6	4,7	18,3	18,3	Исправная гирлянда без выравнивающего кольца
2	24	31	30	28,3		16,6	16,6
3	35	34	36	35		13,4	13,4
4	41	41	41	41		11,4	11,4
5	46	44	45	45		10,4	10,4
6	52	50	52	51,3		9,1	9,1
1	30	29	27	28,6	4,7	16,4	16,4	Гирлянда с дефектным изолятором
2	29	29	29	29		16,2	16,2
3	29	29	30	29,3		16,04	16,04
4	-	-	-	-		-	-
5	29	28	28	28,3		16,6	16,6
6	31	29	29	29,6		15,8	15,8
1	39	41	40	40	4,7	11,7	11,7	Исправная гирлягда с выравнивающим кольцом
2	40	41	41	40,6		11,5	11,5
3	40	39	39	39,3		11,9	11,9
4	40	39	40	39,6		11,8	11,8
5	38	40	38	38,6		12,1	12,1
6	40	39	40	39,6		11,8	11,8

Рис. 3. Зависимость падения напряжения на элементах гирлянды U в зависимости от номера изолятора от провода i

Синий- Исправная гирлянда без выравнивающего кольца

Красный- Гирлянда с дефектным изолятором

Зелёный- Исправная гирлягда с выравнивающим кольцом

1. Рассчитать потенциал  на шапке каждого изолятора гирлянды для случая «целой» гирлянды.

U₂ – максимальное напряжение, поданное на гирлянду в этом эксперименте.

₁ = U₂ – (U₁/100)^.U₂ =51,3-(4,7/100)*51,3=48,8

₂ = ₁ – (U₂/100)^.U₂ =48,8-(4,7/100)*51,3=46,3

₃ = ₂ – (U₃/100)^.U₂ =46,3-(4,7/100)*51,3=43,8

₄ = ₃ – (U₄/100)^.U₂ =43,8-(4,7/100)*51,3=41,4

₅ = ₄ – (U₅/100)^.U₂ =41,4-(4,7/100)*51,3=39,06

₆ = ₅ – (U₆/100)^.U₂ =39,06-(4,7/100)*51,3=36,6

2. Выводы: в ходе данной лабораторной работы было изучено распределение напряжения по элементам гирлянды подвесных изоляторов. По полученным данным был построен график для каждого из трех опытов. Сравнивая графики зависимостей первого и третьего опыта можно сделать вывод о том, что экранное кольцо оказывает значительное воздействие на распределение напряжения по гирлянде изоляторов, т.е. напряжение выравнивается.

2.1. Почему распределение напряжения по гирлянде с защитной арматурой более равномерное, чем для других случаев (рис. 3).

2.2. С чем связано увеличение падения напряжения на элементах поврежденной гирлянды (рис. 3).

1)Благодаря уменьшению отношения ёмкости продольного тока к ёмкости земли и уравновешению отношения ёмкости земли к ёмкости провода.

2)С тем,что она не справна.

3. Контрольные вопросы:

3.1 Какие факторы влияют на неравномерное распределение напряжения по длине гирлянды?

3.2 Какие существуют методы регулирования распределения напряжения по длине гирлянды?

3.3 Почему увеличение собственной емкости изоляторов выравнивает распределение напряжения по длине гирлянды?

Ответы на вопросы:

1. Длина гирлянды, количество изоляторов, материал изоляторов, степень загрязнения и увлажнения, собственная ёмкость изоляторов, форма юбки, диаметр тарелки.

2. Имеется несколько путей улучшения распределения напряжения по элементам гирлянды:

а) применяют изоляторы большой собственной емкости, например, стеклянные;

б) используют изоляторы, покрытые полупроводящей глазурью, что увеличивает активную составляющую продольного тока гирлянды и снижает влияние поперечных емкостных токов;

в) применяют защитную арматуру в виде экранных колец, рогов, восьмерок, которые монтируют на обоих или только на линейном конце гирлянды;

г) расщепление фазы линии;

д) расщепление гирлянды изоляторов;

е) изменение расстояния от нижнего изолятора до верхних составляющих расщепленного провода.

3) Степень неравномерности распределения напряжения ∆Ui по элементам гирлянды зависит главным образом от отношения С1/С. Чем меньше это отношение, тем, равномерней будут нагружены изоляторы, т.е. ослабляется влияние поперечных емкостных токов гирлянды на ее продольный емкостный ток по цепочке изоляторов. Отношение С2/С оказывает значительно меньшее влияние на распределение напряжения по элементам из-за меньшего значения С2 по сравнению с С1; но в длинных гирляндах влияние С2 проявляется более отчетливо, и величина ∆Ui на элементах гирлянды, ближайших к траверсе, увеличивается. Чем больше емкость С изолятора гирлянды, тем равномернее распределение напряжения по ее элементам.

1 Оставить нужное