Главная База знаний "Allbest" Физика и энергетика Моделирование на ПЭВМ электрического поля и пробивного напряжения шарового измерительного разрядника

Моделирование на ПЭВМ электрического поля и пробивного напряжения шарового измерительного разрядника

Изучение основных форм самостоятельного разряда в газе, влияние на электрическую прочность и электрическое поле разрядного промежутка основных свойств газа и геометрических характеристик. Использование данных закономерностей в электроэнергетике.

Рубрика Физика и энергетика
Вид лабораторная работа
Язык русский
Дата добавления 22.04.2014
Размер файла 274,1 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.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «Вологодский государственный технический университет»

Факультет: Электроэнергетический

Кафедра: Электроснабжения

Дисциплина: Электроэнергетика , ч.4

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

Моделирование на ПЭВМ электрического поля и пробивного напряжения шарового измерительного разрядника

Вариант № 20

Выполнил: студент группы ЭС-41

Проверил: преподаватель, к.т.н.

Вологда

2013

СОДЕРЖАНИЕ

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ВОЗДУХА НА ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ РАЗРЯДНОГО ПРОМЕЖУТКА

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДЛИНЫ РАЗРЯДНОГО ПРОМЕЖУТКА НА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ РАЗРЯДНОГО ПРОМЕЖУТКА

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАДИУСА КРИВИЗНЫ ЭЛЕКТРОДОВ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ РАЗРЯДНОГО ПРОМЕЖУТКА

5. ВЫВОДЫ

5.1 Влияние относительной плотности воздуха на электрическую прочность разрядного промежутка

5.2 Влияние расстояния между электродами на электрическое поле и электрическую прочность разрядного промежутка

5.3 Влияние радиуса кривизны электродов на электрическое поле и электрическую прочность разрядного промежутка

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение основных форм самостоятельного разряда в газе, а также влияние на электрическую прочность и электрическое поле разрядного промежутка основных физико-химических свойств газа (воздух) и геометрических характеристик; и использование в практической электроэнергетике закономерностей, обнаруженных при выполнении практикума.

ХОД РАБОТЫ

1. Исследование влияния относительной плотности воздуха (д) на электрическую прочность разрядного промежутка.

2. Исследование влияния расстояния между электродами на электрическое поле и электрическую прочность разрядного промежутка: для д = 1увеличивать расстояние между шарами с шагом 0,2 см (3 точки);

3. Исследование влияния радиуса кривизны электродов на электрическое поле и электрическую прочность разрядного промежутка: для д = 1 уменьшать диаметр шаров при исходном расстоянии между ними с шагом 2 см (3 точки).

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

электрический поле разряд газ

Диаметр шаров D=10 см;

Исходное напряжение Uисх=100кВ;

Расстояние между шарами L=3,5 см;

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ВОЗДУХА (д) НА ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ РАЗРЯДНОГО ПРОМЕЖУТКА

Результаты моделирования приведены в табл. 2.1-табл. 2.4.

Таблица 2.1

Распределение коэффициента эффективной ионизации по длине воздушного промежутка при относительной плотности воздуха д=0,9

Х, U*

cм

Значения , при д=0,9;D=10см;L=3,5см; U=100 кВ.

0,91

0,92

0,93

-

1,0

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0,0

33

35

37

-

53

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

37,5

0,35

14

16

17

-

27

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

33,1

0,7

6

7

7

-

14

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

29,9

1,05

2

3

3

-

7

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

27,7

1,4

1

1

1

-

4

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

26,2

1,75

0

0

1

-

3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

25,5

2,1

0

0

1

-

2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

25,4

2,45

1

1

1

-

3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

26,0

2,8

2

2

3

-

6

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

27,4

3,15

6

6

7

-

13

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

29,8

3,5

16

18

19

-

30

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

33,6

k

28,3

30,9

33,6

-

57

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Таблица 2.2

Распределение коэффициента эффективной ионизации по длине воздушного промежутка при относительной плотности воздуха д=1

Х, U*

cм

Значения , при д=1;D=10см;L=3,5см; U=100 кВ

-

-

1,0

1,02

1,04

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0,0

-

-

34

38

42

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

37,5

0,35

-

-

15

17

20

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

33,1

0,7

-

-

6

7

9

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

29,9

1,05

-

-

2

3

4

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

27,7

1,4

-

-

1

1

2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

26,2

1,75

-

-

0

0

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

25,5

2,1

-

-

0

0

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

25,4

2,45

-

-

0

1

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

26,0

2,8

-

-

2

2

3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

27,4

3,15

-

-

6

7

8

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

29,8

3,5

-

-

17

19

22

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

33,6

k

-

-

28,7

33,7

39,3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Таблица 2.3

Распределение коэффициента эффективной ионизации по длине воздушного промежутка при относительной плотности воздуха д=1,1

Х, U*

cм

Значения , при д=1,1;D=10см;L=3,5см; U=100 кВ

-

-

1

1,02

-

-

1,12

1,14

-

-

-

-

-

-

-

-

0,0

-

-

20

23

-

-

41

46

-

-

-

-

-

-

-

-

37,5

0,35

-

-

7

8

-

-

19

21

-

-

-

-

-

-

-

-

33,1

0,7

-

-

2

2

-

-

8

9

-

-

-

-

-

-

-

-

29,9

1,05

-

-

0

0

-

-

3

4

-

-

-

-

-

-

-

-

27,7

1,4

-

-

0

0

-

-

1

2

-

-

-

-

-

-

-

-

26,2

1,75

-

-

0

0

-

-

0

1

-

-

-

-

-

-

-

-

25,5

2,1

-

-

0

0

-

-

0

1

-

-

-

-

-

-

-

-

25,4

2,45

-

-

0

0

-

-

1

1

-

-

-

-

-

-

-

-

26,0

2,8

-

-

0

0

-

-

3

3

-

-

-

-

-

-

-

-

27,4

3,15

-

-

1

2

-

-

8

9

-

-

-

-

-

-

-

-

29,8

3,5

-

-

8

10

-

-

21

24

-

-

-

-

-

-

-

-

33,6

k

-

-

13,5

16,3

-

-

36,5

42

-

-

-

-

-

-

-

-

Таблица 2.4

Распределение коэффициента эффективной ионизации по длине воздушного промежутка при относительной плотности воздуха д=1,2

Х, U*

cм

Значения , при д=1,2;D=10см;L=3,5см; U=100 кВ

-

1

-

1,031

-

-

1,22

1,24

-

-

-

-

-

-

-

-

0,0

-

11

-

14

-

-

45

49

-

-

-

-

-

-

-

-

37,5

0,35

-

2

-

4

-

-

20

22

-

-

-

-

-

-

-

-

33,1

0,7

-

0

-

0

-

-

8

10

-

-

-

-

-

-

-

-

29,9

1,05

-

0

-

0

-

-

3

4

-

-

-

-

-

-

-

-

27,7

1,4

-

0

-

0

-

-

1

2

-

-

-

-

-

-

-

-

26,2

1,75

-

0

-

0

-

-

0

1

-

-

-

-

-

-

-

-

25,5

2,1

-

0

-

0

-

-

0

1

-

-

-

-

-

-

-

-

25,4

2,45

-

0

-

0

-

-

1

1

-

-

-

-

-

-

-

-

26,0

2,8

-

0

-

0

-

-

3

3

-

-

-

-

-

-

-

-

27,4

3,15

-

0

-

0

-

-

8

10

-

-

-

-

-

-

-

-

29,8

3,5

-

3

-

5

-

-

23

25

-

-

-

-

-

-

-

-

33,6

k

-

5,71

-

8,2

-

-

39,4

44,8

-

-

-

-

-

-

-

-

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ЭЛЕКТРОДАМИ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ РАЗРЯДНОГО ПРОМЕЖУТКА

Результаты моделирования приведены в табл. 3.1- табл. 3.3.

Таблица 3.1

Распределение коэффициента эффективной ионизации по длине воздушного промежутка при относительной плотности воздуха д=1 и длине промежутка L=3,7 см

Х, U*

cм

Значения , при д=1;D=10см;L=3,7см; U=100 кВ

1,0

-

1,08

1,1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0,0

27

-

43

47

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

36,2

0,37

10

-

19

21

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

31,7

0,74

3

-

8

9

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

28,4

1,11

1

-

3

4

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

26,2

1,48

0

-

1

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

24,7

1,85

0

-

0

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

24

2,22

0

-

0

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

23,8

2,59

0

-

1

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

24,4

2,96

0

-

2

3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

25,7

3,33

3

-

7

8

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

28,1

3,7

11

-

20

23

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

31,9

k

20,4

-

38,2

43,9

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Таблица3.2

Распределение коэффициента эффективной ионизации по длине воздушного промежутка при относительной плотности воздуха д=1 и длине промежутка L= 3,9 см

Х, U*

cм

Значения , при д=1;D=10см;L=3,9см; U=100 кВ

1

-

-

1,14

1,16

1,18

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0,0

22

-

-

47

52

56

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

35

0,39

7

-

-

21

23

26

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

30,4

0,78

1

-

-

8

10

11

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

27,1

1,17

0

-

-

3

4

5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

24,9

1,56

0

-

-

1

1

2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

23,4

1,95

0

-

-

0

1

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

22,6

2,34

0

-

-

0

0

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

22,4

2,73

0

-

-

1

1

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

22,9

3,12

0

-

-

2

3

3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

24,3

3,51

1

-

-

7

8

10

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

26,6

3,9

7

-

-

21

23

26

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

30,4

k

14,9

-

-

43,1

49

55,3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Таблица 3.3

Распределение коэффициента эффективной ионизации по длине воздушного промежутка при относительной плотности воздуха д=1 и длине промежутка L=4,1 см.

Х, U*

cм

Значения , при д=1;D=10см;L=4,1см; U=100 кВ

1,0

-

-

1,22

1,24

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0,0

18

-

-

57

62

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

33,9

0,41

5

-

-

25

28

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

29,2

0,82

0

-

-

10

12

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

26

1,23

0

-

-

4

5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

23,7

1,64

0

-

-

1

2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

22,2

2,05

0

-

-

0

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

21,3

2,46

0

-

-

0

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

21,2

2,87

0

-

-

1

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

21,6

3,28

0

-

-

2

3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

22,9

3,69

0

-

-

8

9

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

25,2

4,1

4

-

-

24

26

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

29

k

11

-

-

54,5

61

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАДИУСА КРИВИЗНЫ ЭЛЕКТРОДОВ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ РАЗРЯДНОГО ПРОМЕЖУТКА

Результаты моделирования приведены в табл. 4.1-табл. 4.3

Таблица 4.1

Распределение коэффициента эффективной ионизации по длине воздушного промежутка при относительной плотности воздуха д=1 и диаметре шаровых электродов D=8 см.

Х, U*

cм

Значения , при д=1;D=8см;L=3,5см; U=100 кВ

-

1

-

1,04

1,06

1,08

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0,0

-

53

-

64

70

77

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

40,8

0,35

-

21

-

27

31

34

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

34,8

0,7

-

8

-

11

13

15

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

30,6

1,05

-

2

-

4

5

6

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

27,7

1,4

-

0

-

1

2

2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

25,8

1,75

-

0

-

0

1

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

24,8

2,1

-

0

-

0

0

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

24,5

2,45

-

0

-

0

1

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

2,5

2,8

-

1

-

2

3

4

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

26,6

3,15

-

5

-

7

9

10

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

29,4

3,5

-

18

-

24

27

30

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

34,1

k

-

38,1

-

49,7

56,4

63,6

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Таблица 4.2

Распределение коэффициента эффективной ионизации по длине воздушного промежутка при относительной плотности воздуха д=1 и диаметре шаровых электродов D=6см.

Х, U*

cм

Значения , при д=1;D=6см;L=3,5см; U=100, кВ

-

1

-

1,12

1,14

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0,0

-

100

-

157

168

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

46,9

0,35

-

36

-

65

71

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

38

0,7

-

11

-

26

29

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

32

1,05

-

2

-

9

11

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

27,9

1,4

-

0

-

3

4

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

25,2

1,75

-

0

-

1

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

23,6

2,1

-

0

-

0

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

23

2,45

-

0

-

1

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

23,4

2,8

-

-

3

3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

25,1

3,15

-

3

-

11

12

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

28,4

3,5

-

20

-

40

44

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

34,5

k

-

60,7

-

110

120

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Таблица 4.3

Распределение коэффициента эффективной ионизации по длине воздушного промежутка при относительной плотности воздуха д=1 и диаметре шаровых электродов D= 4см

Х, U*

cм

Значения , при д=1;D=4 см;L=3,5см; U=100 кВ

-

1

-

-

1,28

1,3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0,0

-

260

-

-

563

589

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

60,6

0,35

-

78

-

-

207

218

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

44,2

0,7

-

19

-

-

76

81

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

34,3

1,05

-

2

-

-

26

28

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

28

1,4

-

0

-

-

8

9

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

24

1,75

-

0

-

-

2

2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

21,5

2,1

-

0

-

-

0

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

20,3

2,45

-

0

-

-

1

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

20,4

2,8

-

0

-

-

3

3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

22

3,15

-

0

-

-

16

17

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

26

3,5

-

20

-

-

77

83

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

34,5

k

-

133

-

-

342

361

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

5. Выводы

5.1 Влияние относительной плотности воздуха на электрическую прочность разрядного промежутка

При исследовании влияния относительной плотности воздуха на электрическую прочность разрядного промежутка его геометрические параметры не изменялись, и картина электрического поля междуэлектродного пространства оставалась неизменной, поэтому коэффициент неоднородности в этом случае не меняется и равен, (5.1) [8]

где - максимальное значения напряженности электрического поля взятое из табл. 2.1;

- минимальное значения напряженности электрического поля взятое из табл. 2.1;

При анализе двойного неравенства можно сделать вывод, что поле в разрядном промежутке неоднородное.

Условие самостоятельности разряда определяется выражением (5.2), [8]:

,

где - эффективный коэффициент ионизации.

Из табл. 2.1 при д=0,9 видно, что при U*?0,92 существует коронный разряд, т.к. выполняется условие самостоятельности разряда (), электрическое поле неоднородное () и на части разрядного промежутка эф=0, следовательно, промежуток сохраняет изоляционные свойства.

При U*?0,93 условие самостоятельности разряда выполняется и на всей длине промежутка, поэтому происходит пробой.

Определим вид разряда, для этого вычислим мгновенное значение тока пробоя по выражению (5.3)[8]:

где - суммарный электрический заряд в разрядном промежутке;

t - время, равное 1 секунде.

Суммарный заряд приблизительно допустимо вычислить по выражению (5.4). [8]

где q- заряд электрона;

n - число отрезков, на которое разбит промежуток S;

i=n+1

,

Значение тока очень мало. Делаем вывод, что это не электрическая дуга.

Т.к. относительная плотность воздуха д=0,9, то полученный разряд не может быть тлеющим. Тлеющий разряд возникает при условии, когда д?0,01, [8].

Таким образом разряд является искровым.

Из табл. 2.2 при д=1 при U* ?1.02 корона, при U* ?1.04 искра.

Из табл. 2.3 при д=1,1при U* ?1.12 корона, при U* ?1.14 искра.

Из табл. 2.4 при д=1,2при U* ?1.22 корона, при U* ?1.24 искра.

Сведем значения д и соответствующие им значения пробивного напряжения в табл. 5.1:

Таблица 5.1

Зависимость пробивного напряжения от относительной плотности воздуха

д

0,9

1

1,1

1,2

U*пр

0,93

1,04

1,14

1,24

Как видно из вышеизложенных данных, при повышении относительной плотности воздуха с 0,9 до 1,2 пробивное напряжение возрастает с 0,93 до 1,24, значит, электрическая прочность воздуха увеличивается.

Эффект влияния относительной плотности воздуха на электрическую прочность разрядного промежутка используется :

- в воздушных и элегазовых выключателях, в которых к определяющим конструктивным параметрам относятся давление и род газа;

- в элегазовых герметизированных распределительных устройствах в диапазоне линейного роста напряжения при р?0,2 МПа увеличение давления , позволяет пропорционально уменьшить размеры и пропорционально квадрату размеров снизить площадь поверхности и массу оболочки. В диапазоне существенных отклонений от закона подобия (р ?0,6 МПа) дальнейшее увеличение давления почти не приводит к росту электрической прочности. Исходя из выше сказанного, оптимальный диапазон рабочих давлений находиться в границах 0,35-0,55 МПа;

- в газонаполненных кабелях низкого (7-15 н/см2), среднего(17-30 н/см2 ) и высокого ( 100-150 н/см2) давления, для которых увеличение относительной плотности достигается путём повышения давления [1] , [5], [7].

5.2 Влияние расстояния между электродами на электрическое поле и электрическую прочность разрядного промежутка

Во втором опыте исследовалось влияние расстояния между шарами на электрическую прочность разрядного промежутка. Начальное расстояние, равное 3,5 см, увеличивалось с шагом 0,2 см. Было взято три точки. При этом относительная плотность воздуха не изменяется и принята равной 1,0. Рассчитаем коэффициенты неоднородности электрического поля по выражению (5.1), и приведем значения пробивного напряжения по табл. 3.1 - 3.3. Сведем полученные значения в табл. 5.2.

Таблица 5.2

Зависимость коэффициента неоднородности электрического поля и пробивного напряжения от длины разрядного промежутка

L,см

3,5

3,7

3,9

4,1

1,48

1,52

1,56

1,6

1,04

1,1

1,18

1,24

Приведем вычисления коэффициента неоднородности:

При L=3,5 см ;

При L=3,7 см ;

При L=3,9 см ;

При L=4,1 см ;

По данным табл. 5.2 можно сделать вывод, что неоднородность поля увеличивается с повышением длины разрядного промежутка. Также из табл. 5.2 следует, что с повышением L пробивное напряжение становится больше, а значит и электрическая прочность разрядного промежутка возрастает.

Из табл. 3.1 при L=3,7 при U* ?1.08 корона, при U* ?1.1 искра.

Из табл. 3.2 при L=3,9 при U* ?1.16 корона, при U* ?1.18 искра.

Из табл. 3.3 при L=4,1 при U* ?1.22 корона, при U* ?1.24 искра.

При проектировании конструкций ЛЭП необходимо учитывать влияние длины разрядного промежутка на электрическую прочность. С увеличением класса напряжения должно быть увеличено расстояние между фазными проводами и габарит ЛЭП. Так на ЛЭП напряжением ? 35 кВ с подвесными изоляторами при горизонтальном расположении проводов минимальное расстояние между проводами d ,м, по условиям их сближения в пролете определяется в зависимости от номинального напряжения линии и габаритной стрелы провеса по выражению (5.5) [6]

d=1.0+U/110+0.6vf,

где U напряжение ВЛ кВ;

f - наибольшая стрела провеса, соответствующая габаритному пролету, м.

Также эта зависимость используется в коммутационных аппаратах, увеличивает расстояние «в свету» открытых коммутационных аппаратов в отключенном состоянии. Расстояния между осями полюсов для разных напряжений приведены в таблице (5.3)[1], [4].

Таблица 5.3

Зависимость межосевого расстояния полюсов от напряжения

Номинальное

напряжение, кВ

Расстояние

между осями полюсов, м

6

0,4

10

0,5

35

1-2

110

2-3,5

220

3,5-4,5

330

6

5.3 Влияние радиуса кривизны электродов на электрическое поле и электрическую прочность разрядного промежутка

Уменьшая радиус кривизны электродов с 10 до 4 см с шагом 2 см, рассчитаем коэффициенты неоднородности электрического поля по выражению (4.1) и приведем значения пробивного напряжения при относительной плотности воздуха 1,0. Сведем полученные значения в табл. 5.4

Таблица 5.4

Зависимость коэффициента неоднородности электрического поля и значения пробивного напряжения от диаметра кривизны электродов.

D,см

10

8

6

4

1,48

1,67

2,04

2,99

1,04

1,08

1,14

1,3

Приведем вычисления коэффициента неоднородности:

При D=10 см ;

При D=8 см ;

При D=6 см ;

При D=4 см ;

Анализируя данные табл. 5.4., приходим к выводу, что с уменьшением диаметра шаров коэффициент неоднородности увеличивается. Также можно сделать вывод, что с уменьшением диаметра шаров возрастает пробивное напряжение, следовательно, увеличивается электрическая прочность воздушного промежутка.

Из табл. 4.1 при D=8 см при U* ?1.06корона, при U* ?1.08 искра.

Из табл. 4.2 при L=6 смпри U* ?1.12корона, при U* ?1.14 искра.

Из табл. 4.3 при L=4 смпри U* ?1.28корона, при U* ?1.3 искра.

На практике данная зависимость используется для борьбы с короной на ВЛ. Для ЛЭП напряжением ?330 кВ применяют расщепление проводов в фазе, тем самым увеличивая эквивалентный радиус провода. Радиус расщепления ограничивается требованием ограничения коронного разряда: потерь на корону. Максимальная напряженность поля на поверхности проводов определяется выражением(5.6)

где n-количество проводов в фазе;

rр-радиус окружности, проведенной через оси всех составляющих проводов в фазе;

r0-радиус описанной окружности каждого провода.

Это самый действенный и эффективный способ борьбы с коронным разрядом. За счет расщепления фазы происходит снижение потерь мощности на корону, кроме того, расщепление фазы уменьшает индуктивное сопротивление линии(5.7), следовательно, происходит увеличение предельной передаваемой мощности. [2]

где - магнитная проницаемость

n -количество проводов в фазе

Rпр. экв -эквивалентный радиус провода

Так же данная зависимость используется для выравнивания распределения напряжения и напряженности поля вдоль изоляционных конструкций аппаратов с помощью тороидальных экранов. На рис.5.1 видна зависимость уменьшения неоднородности электрического поля при увеличении радиуса тороидального экрана.

Рис.5.1 Распределение потенциала (кривые 1,2) и напряженности поля (кривые 3,4) при радиусе тороидального экрана R0=0,5 м (кривые 1,3) и R0=1 м (кривые 2,4)

В ГРУ для повышения электрической прочности межконтактного промежутка используют экраны со сферической или близкой к ней формой, все острые кромки закругляются. [3] Словами написать из какой книги взят опыт

Список использованных источников

1. Электрические аппараты высокого напряжения: учебн. для вузов/под ред. Г.Н. Александрова. - СПб.: СПбГТУ, 2000. - 502 с.

2. Александров Г.Н. Режимы работы воздушных линий электропередачи /Г .Н. Александров: Учеб. Пособие. - Спб.: центр подготовки кадров энергетики, 2006. - 139с., Илл.

3. Проектирование электрических аппаратов: Учебник для П79 вузов/ Г.Н. Александров, В.В. Борисов, Г.С. Каплан и др.; Под ред. Г.Н. Александрова.-Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1985-448с., ил.

4. Е.Ф. Макаров Справочник по электрическим сетям 0,4-35 кВ и 110-1150 кВ - М.: Папирус Про, 2005 5 том

5. Техника высоких напряжений: [учеб. Пособие для электроэнергет. Специальностей вузов]/ под. Ред. М.В. Костенко- М.: Высш. Шк. 1973.-628 с.

6. Правила устройства электроустановок: все действующие разделы.-6-е и 7-е изд.- Новосибирск: Сиб. Унив.изд-во, 2010.-464 с.

7. Техника высоких напряжений. Учебник для студентов электротехнических и электроэнергетических специальностей вузов. Под общей ред. Д.В. Разевига. Изд.2-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1976.

8. Методические указания к лабораторному практикуму по технике высоких напряжений: Ананьев В.П.: Вологда ВоГТУ, 2013. - 15 с.

9. Аронов М.А. Лабораторные работы по технике высоких напряжений / М.А. Аронов, В.В. Базуткин, П.В. Борисоглебский: Учеб. Пособие для вузов. - М.: Энергоиздат, 1982. - 352 с., Илл.

10. СТО ВоГТУ 2.7-2006 Проекты дипломные и курсовые. Общие требования и правил оформления расчетно-пояснительной записки. - Введ. 28.02.2006. - Вологда: ВоГТУ, 2006г. - 31с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Моделирование на ПЭВМ электрического поля и пробивного напряжения шарового разрядника

    Анализ основных форм самостоятельного разряда в газе. Исследование влияния относительной плотности воздуха на электрическую прочность разрядного промежутка. Определение значения расстояния между электродами, радиуса их кривизны для электрического поля.

    лабораторная работа [164,5 K], добавлен 07.02.2015

  • Электрическое поле

    Изучение электромагнитного взаимодействия, свойств электрического заряда, электростатического поля. Расчет напряженности для системы распределенного и точечных зарядов. Анализ потока напряженности электрического поля. Теорема Гаусса в интегральной форме.

    курсовая работа [99,5 K], добавлен 25.04.2010

  • Электрическое поле. Теорема Гаусса

    Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля. Условия на границе раздела двух диэлектрических сред. Вывод основных законов электрического тока в классической теории проводимости металлов.

    шпаргалка [619,6 K], добавлен 04.05.2015

  • Движение зарядов в газе под действием электрического поля

    Порядок и закономерности движения зарядов в газе, связанные с ним физические законы. Ионизация газа электронами путем отрыва одного электрона. Зависимости коэффициента ионизации газа электронами от напряженности электрического поля и давления неона.

    реферат [142,5 K], добавлен 14.11.2011

  • Магнитная индукция и электрическое поле

    Расчет магнитной индукции поля. Определение отношения магнитного поля колебательного контура к энергии его электрического поля, частоты обращения электрона на второй орбите атома водорода, количества тепла при охлаждении газа при постоянном объёме.

    контрольная работа [249,7 K], добавлен 16.01.2012

  • Потенциал электрического поля

    Работа сил электрического поля при перемещении заряда. Циркуляция вектора напряжённости электрического поля. Потенциал поля точечного заряда и системы зарядов. Связь между напряжённостью и потенциалом электрического поля. Эквипотенциальные поверхности.

    реферат [56,7 K], добавлен 15.02.2008

  • Расчет и анализ характеристик электрического поля

    Ознакомление с особенностями физического электрического поля. Расчет силы, с которой электрическое поле действует в данной точке на положительный единичный заряд (напряженности в данной точке), а также потенциала, создаваемого системой точечных зарядов.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 04.01.2015

  • Электрическое поле в проводящих средах

    Ток и плотность тока проводимости. Закон Ома в дифференциальной форме. Стороннее электрическое поле. Законы Кирхгофа в дифференциальной форме. Уравнение Лапласа для электрического поля в проводящей среде. Дифференциальная форма закона Джоуля-Ленца.

    презентация [512,3 K], добавлен 13.08.2013

  • Определение устойчивости равновесия. Расчет зависимости напряженности электрического поля от расстояния

    Поиск местонахождения точки заряда, отвечающей за его устойчивое равновесие. Нахождение зависимости напряженности электрического поля, используя теорему Гаусса. Подбор напряжения и заряда на каждом из заданных конденсаторов. Расчет магнитной индукции.

    контрольная работа [601,8 K], добавлен 28.12.2010

  • Тлеющий газовый разряд

    Изучение тлеющего газового разряда как одного из видов стационарного самостоятельного электрического разряда в газах. Создание квантовых источников света в люминесцентных лампах. Формирование тлеющего газового разряда при низком давлении газа, малом токе.

    презентация [437,2 K], добавлен 13.04.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены