Дослідження рівнів ізоляції повітряних проміжків
Рівні ізоляції повітряних проміжків при змінній і постійній напругах, по поверхні твердої ізоляції. Вольт-секундні характеристики ізоляторів. Опір ізоляції та коефіцієнта абсорбції. Ізоляція кабелів високої напруги. Перенапруги в електричних установках.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 19.01.2012 |
| Размер файла | 653,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Рис.12.1 Графік залежності імовірності пошкодження об'єкта, що захищений двома стержневими блискавковідводами висотою H, при відстані між блискавковідводами a.
Надійність блискавковідводів можна виміряти ймовірним числом пошкоджень у рік блискавкою об'єкта, захищеного блискавковідводами. Це число можна приблизно розрахувати так: N = N0p, де N0 - імовірне число пошкоджень незахищеного об'єкта заданої висоти і конфігурації, що розташований у місцевості з визначеною інтенсивністю грозової діяльності; p - імовірність пошкодження об'єкта, розраховане на підставі лабораторних дослідів на моделі. Звичайно p = 0,01 (1%), що забезпечує досить високу ступінь надійності блискавкозахисту. Далі наведено емпіричні формули для розрахунку зон захисту блискавковідводів, якими користуються в проектній практиці, тобто при розміщенні блискавковідводів, що відповідає імовірності влучення p=0,01.
Зона захисту одиночного стержневого блискавковідводу має форму, зображену на рис.12.2 Радіус зони захисту на висоті об'єкта hx при висоті блискавковідводу h 30м
, (12.1)
де - активна висота блискавковідводу.
Рис.12.2 Зона захисту окремого стержневого блискавковідводу
Зона захисту двох стержневих блискавковідводів однакової висоти має обриси, зображені на рис.12.3. Радіус зовнішніх областей зони захисту rx визначають, як і для одиночного стержневого блискавковідводу. Найменша ширина зони захисту bx на середній лінії між блискавковідводами на рівні hк визначається за допомогою графіків (рис.12.4.). Щоб накреслити зону захисту у просторі між двома блискавковідводами, з точок і (рис.12.3.) проводять дотичні до кіл радіуса rx, які віддзеркалюють зовнішні області зони захисту.
Найменша ширина зони захисту bx, в області між блискавковідводами дорівнює нулю при h0=a/7.
Розріз внутрішньої області зони захисту обмежується дугою кола, що проходить через вершини, блискавковідводів і середню точку O на висоті h0, причому h0 = h - a/7.
Рис.12.3 Зона захисту двох стержневих блискавковідводів однакової висоти
Рис.12.4 Графік значень найменшої ширини зони захисту двох стержневих блискавковідводів висотою h ? 30м
Рис.12.5 Зона захисту трьох блискавковідводів однакової висоти
Зони захисту трьох стержневих блискавковідводів мають обриси, зображені на рис.12.5.
Розміри rx і bx, як і раніше, визначаються за формулою (12.1) і графіком рис.12.4 Необхідною умовою захищеності всієї площини на рівні hx є
, (12.2)
де D - діаметр кола, що проходить через вершини трикутника, утвореного трьома блискавковідводами.
Зони захисту одиночного та подвійного тросових блискавковідводів мають форми, зображені на рис.12.6.
Рис.12.6 Зона захисту тросового блискавковідводу
Відстань від троса для зовнішньої границі зони захисту на висоті hx
(12.3)
Розріз внутрішньої області зони захисту обмежується дугою кола, що проходять через блискавковідводи і середню точку на висоті h0=h-a/4. Якщо вибирати розміщення тросів на опорах ЛЕП, то замість зон захисту користуються так званими кутами захисту б, що утворюються площиною дотику до зовнішньої границі зони захисту і вертикальною площиною. На рис.12.6
(12.4)
Рис.12.7 Схема експериментальної установки
Експериментальна установка і методика виконання роботи
Експериментальна установка складається з генератора імпульсних напруг (ГІН), стержня M, імітуючого канал блискавки, заземленої площини, моделей стержневих блискавковідводів h, об'єктів hx, що захищаються, і моделі лінії передачі з тросом (рис.12.7).
Для оцінки зон захисту блискавковідводів у роботі встановлюють залежність імовірності p влучення в об'єкт, який захищається одиночним і подвійним блискавковідводами, від відстані до блискавковідводу у першому випадку та від відстані між блискавковідводами у другому випадку.
Для побудови залежності визначають 3-5 значень р для різних відстаней між об'єктом і блискавковідводами так, щоб імовірність змінювалась у діапазоні 0,1.0,9. Кожне значення р шукають із 15-20 розрядів як відношення кількості влучень об'єкта n0 до всієї кількості розрядів n у цьому досліді ().
У разі подвійного стержневого блискавковідводу модель об'єкта розміщують посередині між блискавковідводами. Досліди проводять при однакових відстанях від верхнього стержня М до землі H і до вершин блискавковідводів (R=H). Таке розташування блискавковідводів відповідає найбільшій імовірності влучення об'єкта, а також несприятливому розміщенню верхнього електрода. У випадку потрійного блискавковідводу внутрішню зону захисту визначають, розташовуючи об'єкт під верхнім електродом М і поступово наближаючи до нього блискавковідводи по лініях, що проведені під кутом 120° одна до одної із точки проекції верхнього електрода М' на площину (рис.12.8).
Зону захисту тросового блискавковідводу визначають аналогічно зоні захисту стержневого блискавковідводу, але при цьому знаходять залежність влучення проводу, який захищається тросом, від кута захисту б.
Під час проведення дослідів рекомендується одразу наносити одержані значення імовірності влучення на імовірносний папір для планування подальших дослідів (вибір необхідної відстані між блискавковідводом і об'єктом).
Значення імовірності влучення р = 0,01 знаходять екстраполяцією в область малих значень імовірності.
Завдання.
1. Ознайомитись з експериментальною установкою.
2. Ознайомитись з інструкцією з техніки безпеки для цієї установки.
3. Визначити залежність імовірності влучення в об'єкт (стержень) від відстані до поодинокого блискавковідводу, якщо задано співвідношення між висотою блискавковідводу і об'єкта ha = h - hx.
4. Те саме для подвійного стержневого блискавковідводу при розташуванні об'єкта посередині між блискавковідводами.
5. Визначити зони захисту потрійного блискавковідводу.
6. Визначити залежність імовірності влучення в провід, що захищений тросом, від кута захисту б.
Зміст звіту
1. Схема розміщення електродів під час проведення дослідів.
2. Таблиці з одержаними результатами.
3. Залежності імовірності влучення в об'єкти від їх геометричних розмірів, побудовані на звичайному імовірнісному папері.
4. Побудовані у масштабі зони захисту досліджуваних блискавковідводів із нанесеними на них дослідними даними для імовірності влучення Р = 0,01; 0,1.
5. Розрахунки зон захисту поодинокого, подвійного, потрійного та тросового блискавковідводів та порівняння результатів розрахунків із дослідними даними.
5. Аналіз одержаних результатів і висновки.
Визначення розподілу напруги вздовж гірлянди ізоляторів
Мета роботи - експериментально дослідити розподіл змінної напруги вздовж гірлянди ізоляторів для таких випадків:
1) гірлянда ізоляторів не має своєму складі пошкоджених,
2) гірлянда ізоляторів має в своєму складі один пошкоджений,
3) гірлянда ізоляторів підтримує розщеплений провід,
4) гірлянда має арматуру для вирівнювання розподілу напруги.
Теоретичні положення
В ізоляційних конструкціях, що складаються з кількох елементів, наприклад, у гірляндах ізоляторів, колонках опорних ізоляторів, робоча напруга розподіляється по ємностях елементів конструкції, а також по часткових ємностях відносно землі та струмоведучих частин.
Ланцюги ємностей складаються з послідовно підключених ємностей К1, К2,., Кn - власних ємностей ізоляторів, а також ємностей С1, С2,., Сn-1 - поперечних ємностей між проміжними електродами 1, 2, 3. і землею; ємностей С1", C2",…, Cn-1" - між проміжними електродами 1, 2, 3. і електродом під напругою.
Припустимо, що до лінійного електрода прикладено змінну напругу, внаслідок чого крізь ємнісний ланцюг проходить змінний струм.
Позначимо через UК напруги на ємностях К і через U напруги на ємностях С, тобто напруги відносно землі (потенціали) проміжних електродів.
У разі відсутності ємностей С' і С" та однакових ємностях K1=K2=K3=…=Kn напруги Uk також однакові, тому розподіл напруги U вздовж ланцюга рівномірний (рис.13.1 а).
У разі присутності ємностей С' > 0, С" = 0 від кожного проміжного електрода відтікає струм на землю, внаслідок чого струми через ємності K1, K2, K3,…,Kn зменшуються з віддаленням від лінійного електрода. Відповідно U1 > U2 > U3 >. Un. Розподіл напруги вздовж ланцюга для цього випадку зображено на рис.13.1, б.
Чим більші ємності С', тим більші струми, що витікають, i тим крутіше знижується крива розподілу напруги. Максимальною буде напруга, що прикладена до першої ємності ланцюжка К1.
У присутності ємностей С" через них від лінійного електрода протікає струм до проміжних електродів, унаслідок чого виникає часткова компенсація струму, що витікає по ємностях С'. Крива розподілу напруги біля лінійного електрода вирівнюється, як це зображено на рис.13.2 Зважимо на те, що ємність С1', по якій струм витікає, знаходиться під напругою u1, а ємність С1", по якій струм втікає, під значно нижчою напругою: u - u1. Такі самі міркування дійсні і для інших найближчих до лінійного електрода ємностей.
Звідси для ефективної компенсації струмів, що витікають, тобто для досить ефективного вирівнювання кривої розподілу напруги, ємності С" поблизу лінійного електрода мають бути значно більші за ємності С'.
Рис.13.1. Схема заміщення гірлянди ізоляторів
Поблизу заземленого електрода ємність С' знаходиться під малою напругою, а ємності С" - під напругою, що близька до U, внаслідок цього втікаючий струм перевищує витікаючий. Через це струми і напруги на ємностях K поблизу заземленого електрода трохи зростають. Залежно від співвідношення ємностей K, С' та С" крива розподілу напруги в ізоляційній конструкції має ту чи іншу форму.
Звичайно, якщо відсутні спеціальні вирівнюючі пристрої, ємності С" малі й розподіл напруги різко нерівномірний біля лінійного електрода.
Застосуванням спеціальних електродів - екранів, що приєднуються до лінійного кінця, досягається таке збільшення ємностей С", завдяки якому крива розподілу напруги біля лінійного електрода вирівнюється.
Ємність K підвісних фарфорових ізоляторів коливається у межах 30.70 пФ, С' = 4.5пФ; С" = 1пФ.
Рис.13.2. Розподіл напруги вздовж гірлянди 110 кВ
Опір витоку R сухого ізолятора значно більший за ємнісний опір 1/K елемента гірлянди, тому в разі аналізу розподілу напруги по сухій гірлянді ізоляторів не враховується.
У лабораторних умовах розподіл напруги вздовж гірлянди при змінній напрузі на проводі вимірюється за допомогою іскрового вольтметра з незмінною відстанню між кулями.
Іскровий вольтметр по черзі підключається паралельно кожному елементу гірлянди. На провід подається напруга від випробувального трансформатора, яка підвищується до виникнення іскрового пробою проміжку.
Запропонована методика вимірювання справедлива у разі виконання основного припущення про незалежність характеру розподілу напруги вздовж гірлянди від прикладеної до проводу напруги. Тут не враховано вирівнюючу дію на розподіл напруги вздовж гірлянди корони на проводі.
Визначають розподіл напруги вздовж гірлянди фарфорових ізоляторів, щоб знайти пошкоджені ізолятори. Напруга на пошкодженому ізоляторі (пробитому) значно знижується. Такі ізолятори іноді називають “нульовими”.
Експериментальна установка і методика виконання роботи
Схему установки зображено на рис.13.2 Джерелом високої змінної напруги є випробувальний трансформатор типу ВОМ-І00/25 потужністю 25 кВА з номінальними напругами Uн. н = 380 В; Uв. н = 100 кВ. Напруга на обмотку низької напруги ВОМ-100/25 подається через узгоджуючий трансформатор 220/380 В Т2, на який в свою чергу напруга подається від автотрансформатора ТЗ типу РНО-250.
Схему випробувань збирають у такій послідовності: автоматом максимального струму SF напругу подають на рубильник S1, ввімкнення якого дає змогу зібрати коло для роботи контактора K1. Живлення останнього можливе, якщо блок-контакти S3 дверей огорожі випробувального поля замкнені.
Рис.13.3 Схема експериментальної установки
Контроль за напругою на стороні НН випробувального трансформатора здійснюється вольтметром pV1, напруга, що подається на гірлянду, вимірюється статичним кіловольтметром pV2.
Вимірювальна штанга. У польових умовах розподіл напруги вздовж гірлянди та виявлення пошкоджених ізоляторів вимірюють за допомогою вимірювальної штанги, яка має іскровий вольтметр із змінним проміжком. Після торкання металевої арматури ізоляторів у гірлянді відстань між електродами зменшується до виникнення пробою. Цій відстані між електродами відповідає величина пробивної напруги, яку показує стрілка на шкалі штанги.
Завдання.
1. Визначити розподіл змінної напруги вздовж гірлянди із семи елементів типу ПС-6А
2. Визначити розподіл змінної напруги вздовж гірлянди, яка має вирівнюючу арматуру у вигляді кільця.
3. Визначити розподіл змінної напруги вздовж гірлянди, яка має один пошкоджений ізолятор.
4. Сумістити на одному графіку результати пп.1-3.
Контрольні запитання
1. Чому розподіл змінної напруги вздовж гірлянди однотипних ізоляторів нерівномірний?
2. Як зміниться розподіл напруги в разі зволоження поверхні ізоляторів?
3. Як зміниться розподіл напруги вздовж гірлянди ПЛЕП з розщепленим проводом; захисною арматурою?
4. Який ізолятор у гірлянді називають нульовим?
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Основи функціонування схем випрямлення та множення напруги. Особливості однофазних випрямлячів змінного струму високої напруги. Випробувальні трансформатори та методи випробування ізоляції напругою промислової частоти. Дефекти штирьових ізоляторів.
методичка [305,0 K], добавлен 19.01.2012Прокладання кабелів у траншеях. З'єднування і відгалуження кабелів у чавунних муфтах. Прокладання кабельної лінії паралельно комунікаціям і в зоні насаджень. Увід силового кабелю у будівлю. Перевірка паперової ізоляції. Робоче місце електромонтажника.
реферат [3,4 M], добавлен 28.08.2010Вибір конструкції теплообмінних апаратів. Теплове навантаження теплообмінника. Коефіцієнт використання поверхні нагріву, гідравлічного тертя для ізотермічного турбулентного руху в трубах. Розрахунок теплової ізоляції. Потужність електродвигунів насосів.
курсовая работа [133,6 K], добавлен 25.11.2014Принцип робот трифазних електродвигунів, їх побудова, визначення несправностей. Вплив "перекинутої" фази на надхождення струму в обмотку. Визначення придатності електродвигуна, обмотки його ізоляції та способи його захисту від короткого замикання.
реферат [641,2 K], добавлен 15.06.2010Визначення теплових потоків з усіх видів теплоспоживання. Побудова графіку зміни теплових потоків. Розрахунок водяних теплових мереж та конденсатопроводів. Побудова температурного графіка регулювання відпуску теплоти. Опис прийнятої теплової ізоляції.
курсовая работа [91,9 K], добавлен 15.12.2011Опис технологічного процесу підприємства. Розрахунок електричних навантажень та схеми електропостачання цеху, вибір трансформаторних підстанцій. Багатоваріантний аналіз типів і конструкцій теплообмінників. Розрахунок теплової ізоляції водонагрівача.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 19.11.2013Вибір і обґрунтування схеми електричних з’єднань електричної підстанції. Розрахунок струмів короткого замикання. Вибір комутаційного обладнання та засобів захисту ізоляції від атмосферних перенапруг. Розрахунок заземлення та блискавко захисту підстанції.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 27.04.2011Аналіз сучасного стану проблеми захисту повітряних ліній електропередавання від ожеледі. Математична модель прогнозування навантаження від ожеледі на базі нейронних мереж. Способи та технічні засоби захисту повітряних ліній від паморозевих відкладень.
магистерская работа [2,3 M], добавлен 27.05.2014Конструкція силових трансформаторів. Дефектація як комплекс робіт з виявлення пошкоджень. Розбирання, ремонт обмоток трансформаторів. Накладання ізоляції і налаштування обмоток на стержні магнітопроводів. Складання трансформаторів і схеми з'єднання.
реферат [2,2 M], добавлен 19.02.2011Дослідження властивостей електричних розрядів в аерозольному середовищі. Експериментальні вимірювання радіусу краплин аерозолю, струму, напруги. Схема подачі напруги на розрядну камеру та вимірювання параметрів напруги та струму на розрядному проміжку.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 26.08.2014
