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.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Лабораторна роботи з електротехніки
Содержание
- 1. Визначення рівнів ізоляції
- Визначення рівнів ізоляції повітряних проміжків при змінній і постійній напругах
- Визначення рівнів ізоляції повітряних проміжків при імпульсній напрузі
- Визначення рівнів ізоляції по поверхні твердої ізоляції
- Дослідження вольт-секундних характеристик ізоляторів
- 2. Профілактичні випробування ізоляції
- Вимірювання опору ізоляції та коефіцієнта абсорбції
- Профілактичні випробування ізоляції кабелів високої напруги
- Контроль ізоляції трансформаторів методом хроматографічного аналізу газів, що розчинені в маслі
- 3. Перенапруги в електричних установках
- Дослідження на моделі зон захисту стержневих блискавковідводів
- Визначення розподілу напруги вздовж гірлянди ізоляторів
1. Визначення рівнів ізоляції
Визначення рівнів ізоляції повітряних проміжків при змінній і постійній напругах
Мета роботи - експериментально дослідити рівні ізоляції повітряних проміжків при зміні відстані між електродами з однорідним, слабо - і сильнонеоднорідним полями, а також бар'єр у міжелектродному проміжку.
Теоретичні положення.
Повітряні проміжки є ізоляцією між проводами, проводами і тросами, проводами і опорами ПЛЕП, зовнішньою ізоляцією трансформаторів і електричних апаратів. Одним із питань проектування високовольтного електроустаткування є вибір мінімальних ізоляційних проміжків у повітрі. Це вирішується на базі загальних закономірностей формування електричних розрядів у повітрі, а також урахування впливу різних факторів на електричну міцність повітря.
Явище електричного пробою в газах пояснюється на основі фізичних уявлень про виникнення і розвиток електронних лавин у процесі іонізації атомів або молекул газу електронами, що прискорюються під впливом сил електричного поля. Інтенсивність процесу іонізації характеризується коефіцієнтом ударної іонізації б, що визначається кількістю іонізацій, які робить один електрон на відстані 1см уздовж силових ліній електричного поля. У повітрі, як і в інших електронегативних газах, основним процесом, що протидіє ударній іонізації, є прилипання електронів до нейтральних частинок з утворенням негативних іонів. Цей процес характеризує коефіцієнт прилипання з, який залежить від співвідношення E/p, виду газу і визначається за експериментальними даними. Розвивання ударної іонізації в електронегативних газах описується за допомогою ефективного коефіцієнта ударної іонізації, що є різницею позитивних і негативних процесів:
(5.1)
Для старту електричного розряду в газі потрібен хоча б один ефективний електрон, який, прискорюючись у сильному електричному полі, набуває енергії, достатньої для іонізації. Вона породжує електронно-іонні лавини. Кількість електронів у лавині
, (5.2)
де n0 - кількість стартових електронів; x - відстань, яку пройшла лавина вздовж силових ліній електричного поля. Крім електронів та іонів у лавинах виникають фотони. Фотони з лавиною іонів діють на поверхню катода, у результаті чого біля катода можуть народжуватися вторинні електрони, у тому числі й ефективні. Якщо внаслідок взаємодії фотонів і лавини іонів біля катода з'явиться хоча б один ефективний електрон, то процес розряду стане самостійним. Напруга, за якої виконується умова самостійності розряду, називається початковою напругою U0. У неоднорідному електричному полі умова самостійності розряду виконується поблизу електрода з малим радіусом кривини, де виникає характерний для цих умов коронний розряд.
Початкові й пробивні напруги для найпростіших геометричних форм електродів можна визначити з емпіричних виразів.
Для паралельних площинних електродів:
(5.3)
де д - відносна густина повітря; d - відстань між електродами, см; U0 - максимальна напруга, кВ. Для кулі проти кулі
(5.4)
де r - радіус кулі; f - геометричний фактор.
Якщо напруга подається симетрично, то
. (5.5)
Якщо одна куля заземлена, то f визначається за даними табл.5. І.
Таблиця 5.1
|
d/r |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
|
|
f |
1,03 |
1,07 |
1,10 |
1,15 |
1, 20 |
1,25 |
1,31 |
1,38 |
1,45 |
1,52 |
1,91 |
2,34 |
При d/r << 2 формула (5.4) дає пробивну напругу проміжку, при d/r > 2 - напругу початку корони.
Для коаксіальних циліндрів:
, (5.6)
де r0, R - радіуси відповідно внутрішнього та зовнішнього циліндрів.
Якщо ln R/r0 < 1, то формула (5.6) дає пробивну напругу проміжку, якщо lnR/r0 > 1 - початкову напругу, якщо ln R/r0 = 1 - найбільше значення пробивної напруги.
Більшість високовольтних конструкцій має гострі краї, задирки, різкі переходи від одного розміру в другий. Розрядні напруги у таких місцях наближаються до розрядної напруги несиметричних електродів голка - площина, де електричне поле має коефіцієнт неоднорідності, який обчислюють за формулою більше чотирьох.
(5.7)
Розрядна напруга у таких проміжках дуже залежить від полярності напруги на голці.
Розглянемо, що впливає на розрядні напруги проміжку голка - площина при різних полярностях голки. При поступовому підвищенні напруги, що прикладається на проміжку голка - площина, ударна іонізація починається насамперед поблизу голки, де напруженість поля максимальна. При цьому виникає спочатку “темний" несамостійний розряд що не супроводжується помітним світінням, і тільки при подальшому підйомі напруги формується корона, яку можна бачити. Припустимо, що до проміжку голка - площина прикладено напругу, коли голка має позитивну полярність (рис.5.1). Розподіл напруженості електричного поля на цьому рисунку .
Рис.5.1 Розподіл напруженості електричного поля між "позитивною" голкою і "негативною" площиною
При деякому значенні напруги від зовнішнього джерела напруженість поблизу голки стає достатньою для розвитку ефективної ударної іонізації.
Внаслідок ударної іонізації біля кінчика голки виникає велика кількість вільних електронів і позитивних іонів. Більш рухливі електрони швидко зміщуються до голки і нейтралізуються на її поверхні. Менш рухливі позитивні мають велику масу порівняно з електронами, не встигають швидко вийти з області іонізації (до “негативної" площини вони переміщуються надто повільно) і поблизу “позитивної" голки виникає об'ємний позитивний заряд (див. рис.5.1). Напруженість поля Ex, що створена зарядами на електродах (зовнішнім джерелом), спрямована від анода до катода. Позитивний об'ємний заряд створює поле . Поблизу голки вектор напрямлений назустріч , а поблизу площини напруженість збігається з . Результуюча напруженість
У результаті аналізу кривої Ep (x) дійдемо висновку, що об'ємний позитивний заряд зменшує напруженість електричного поля поблизу голки і підвищує її в інших частинах проміжку. Такий розподіл напруженості поля гальмує виникнення видимої корони на кінці голки (вона з'являється саме перед пробоєм), а розвиток процесу іонізації у бік площини відбувається досить легко, тому що напруженість поля тут підвищена. Тому пробій проміжку відбувається за досить малої напруги.
Негативна полярність голки дає суттєво іншу картину (рис.5.2): до виникнення іонізації розподіл напруженості поля такий самий, як і у випадку “позитивної" голки, тому електронні лавини виникають у такому самому об'ємі проміжку поблизу голки. Лавини рухливих електронів розповсюджуються від області іонізації до анода, тобто до позитивної площини.
ізоляція напруга електричний абсорбція
Рис. 5.2 Розподіл напруженості електричного поля між "негативною" голкою та "позитивною" площиною
Електрони, що рухаються до площини, швидко залишають канали лавин, а звідси й позитивний об'ємний заряд, який складається з малорухливих позитивних іонів. Електрони, що рухаються до площини, переміщуються в поле меншої напруженості, втрачаючи свою швидкість і потрапляючи в більшості своїй “у полон" до молекул кисню з наступним утворенням малорухливих негативних іонів.
Об'ємний заряд у випадку “негативної" голки має структуру, що зображена на рис.5.2. Криві та показують розподіл у проміжку напруженостей поля, які утворюються зарядами на електродах та об'ємними зарядами: - позитивним, - негативним.
Розглянувши результуючу напруженість можна побачити, що вона підвищується біля кінця голки, а це поліпшує формування видимої корони, проте розвиток процесу іонізації в бік площини гальмується, оскільки напруженість поля у більшій частині проміжку понижена. Напруга пробою має більше значення, ніж при “позитивній" голці.
Якщо до проміжку прикласти змінну напругу низької частоти, полярність голки періодично змінюватиметься, тому розряд у даному проміжку при плавному підвищенні напруги виникне саме тоді, коли голка “позитивна”, тобто рівень ізоляції газового проміжку за змінної напруги невеликий.
Розрядну напругу проміжку голка - площина можна збільшити застосуванням бар'єрів - тонкої пластини з діелектричного матеріалу (наприклад, паперу), яка розмішується в проміжку між електродами нормально до силових ліній електричного поля.
Експерименти показують, що наявність бар'єра в деяких випадках може значно підвищити розрядну напругу проміжку. Однак це відбувається не тому, що бар'єр має високий рівень ізоляції, яка додається до рівня ізоляції проміжку, а тому, що наявність у проміжку об'ємних зарядів суттєво спотворює електричне поле.
У випадку “позитивної" голки і “негативної" площини електрони, що виникли біля голки внаслідок ударної іонізації, швидко рухаються до голки і нейтралізуються на її поверхні.
Позитивні іони, що створюють позитивний об'ємний заряд, повільно перемішуються в бік негативної площини і рівномірно розтікаються по бар'єру.
На місці тих, що вибули з об'ємного позитивного заряду іонів, з'являються нові, тому що процес іонізації триває весь час.
Між позитивно зарядженим бар'єром і “негативною" площиною виникає поле, близьке до однорідного (площина навпроти площини), що призводить до підвищення розрядної напруги проміжку бар'єр - площина. Цьому також сприяє послаблення поля між голкою і бар'єром, тому що бар'єр, голка і об'ємний заряд позитивні.
Максимального підвищення розрядної напруги можна досягти тоді, коли відстань між бар'єром і голкою становитиме 10.20% загальної.
У разі змінної напруги рівень ізоляції такого проміжку визначається для “позитивної" голки, тому використання бар'єра на змінній напрузі підвищує рівень ізоляції проміжку. У півперіод, коли голка негативна, бар'єр не вплине на рівень ізоляції, який у цей півперіод і так досить високий.
Завдяки цьому бар'єри широко використовуються в ізоляційних конструкціях із різконеоднорідним полем.
Експериментальна установка і методика виконання роботи.
Принципову схему експериментальної установки зображено на рис.5.3 Джерелом високої напруги промислової частоти є випробувальний трансформатор Т1 типу ВОМ-100/25.
Обмотка V спеціально зроблена для вимірювання високої вихідної напруги трансформатора кіловольтметром, шкала якого проградуйована в кіловольтах. Крім цього, ВН можна вимірювати за допомогою електростатичного кіловольтметра С-96, який підмикається до обмотки ВН, або за показами вольтметра pV1 встановлювати коефіцієнт трансформації трансформатора ВОМ-100/25.
Ці вимірювання дають діючі значення напруги, тоді як іскровий вольтметр - амплітудні. Плавне регулювання напруги трансформатора здійснюється за допомогою регулятора напруги T2. Змінити форму напруги, що подається на випробуваний проміжок (ВП), можна за допомогою з'ємного вентиля VD та перемички П. Установка вмикається рубильником видимого розриву S1, автоматом SF2 і контактором КМ. У коло живлення електромагніту контактора підключені блок - контакти дверей, що ведуть на випробувальне поле. З умов безпеки доступ до електродів, які розміщені на випробувальному полі, можливий, якщо установку повністю вимкнено, а також накладено переносне заземлення на вивід ВН трансформатора Т1.
Електроди різної форми закріплюються на ізолюючій конструкції. Резистори R1, R2 обмежують струм розряду, що є захистом трансформатора та випрямляча від перевантаження. Коли виникає пробій, автоматичний вимикач SF2 вимикає установку. Пробивна напруга фіксується вольтметром pV2.
Рис.5.3 Схема дослідної установки
Не змінюючи відстані між електродами, спробу повторюють п'ять разів для визначення середньої пробивної напруги. Потім дистанційно змінюють відстань між електродами і дослід повторюють. Одержані результати заносять до табл.5.2.
Завдання
1. Ознайомитись зі схемою установки, розміщенням її елементів, порядком виконання роботи, правилами безпеки.
2. Дослідити електричну міцність повітряних проміжків при змінній напрузі промислової частоти для проміжків:
а) площина - площина; б) куля - куля; в) стержень - стержень; г) стержень - площина; д) коаксіальні циліндри.
3. Дослідити електричну міцність повітряних проміжків куля - куля і площина - площина при випрямленій напрузі. Зняти залежність Uпр=f (d) стержень - площина при позитивній (d = 1.15 см) і негативній (d = 1.8 см) полярності стержня.
4. При позитивній полярності стержня встановити відстань 6 см між стержнем і площиною і ввести в проміжок діелектричний бар'єр. Зняти залежність Uпр=f (h) (h - відстань від стержня до бар'єра) при А = 1; 2; 3; 4; 5; б см. Одержані результати занести до табл.5.2.
Таблиця 5,2
|
d, см |
Uпр, кВ |
, кВ/cм |
д |
||||||
|
U1 |
U2 |
U3 |
U4 |
U5 |
Розрахувати значення пробивних напруг Uрозр за (5.3), (5.4), (5.6) і побудувати графік залежності для проміжків стержень - площина, куля - куля за дослідними й розрахунковими даними.
5. Проаналізувати залежність Uпр=f (d) для проміжків різної форми. Порівняти дослідні й розрахункові результати.
Контрольні запитання
1. Механізм електричного розряду в неоднорідних полях.
2. Ефект полярності для напруг коронного розряду.
3. Ефект полярності для напруг повного розряду.
4. Як пояснюється вплив бар'єра?
Визначення рівнів ізоляції повітряних проміжків при імпульсній напрузі
Мета роботи - дослідити рівні ізоляції повітряних проміжків при імпульсній напрузі у випадку позитивної та негативної полярності імпульсів для різних відстаней між електродами в однорідних і неоднорідних електричних полях.
Теоретичні положення.
Якщо на газовий проміжок діє імпульсна напруга, необхідно враховувати час запізнення запалювання розряду. Він складається із статистичного часу чекання tS та часу формування розряду tA, які додаються до часу t0, коли досягається рівень напруги U0, за якого напруженість поля дорівнює критичній напруженості E0. При цій напруженості виконується умова самостійності розряду в газі (рис.6.1).
Рис.6.1 Запізнення розряду у разі плавно наростаючого імпульсу
Для формування первинної лавини потрібний принаймні один початковий електрон, що може з'явитись, наприклад, внаслідок природної зовнішньої іонізації. Ці явища мають статистичну природу. Тому проходить деякий час tS, що має великий статистичний розкид, поки в проміжку з'явиться початковий електрон. Потім розпочинається формування розряду. (Залежно від виду електронної системи та роду газу існує кілька стадій формування розряду). Для цього необхідний час формування tA який також мас значний розкид, особливо у випадку лідерного розряду. Якщо розряд суто стримерний, то можна приблизно вважати час tA сталою величиною. У цьому разі інтервал tA являє собою час формування стримерного розряду tAS і час подальшого формування іскрового каналу. Запізнення пробою, коли діє напруга, суттєво впливає на рівень ізоляції газових проміжків. Запізненням визначається залежність розрядної напруги від форми напруги, що діє. Рівень ізоляції пристрою відображає вольт-секундна характеристика, яка будується так: на проміжок подаються імпульси напруги стандартної форми, але з різними амплітудами. Для обробки результатів використовуються експерименти, що призвели до пробою. Найбільше значення напруги і час пробою дають робочу точку вольт-секундної характеристики. Якщо пробій на фронті імпульсу, фіксуються точки початку зрізу напруги, якщо на спаді імпульсу, - максимальне значення напруги. Так одержується вольт-секундна характеристика, яка дає уяву про пробій проміжку від дії імпульсів однієї форми.
Внаслідок того, що часу запізнення властивий статистичний розкид, вольт-секундні характеристики являють собою області, зображені на рис.6.2 Нижня границя області є вольт-секундною характеристикою 0% розрядної напруги (U0%), верхня - 100% (U100%).
Для одержання граничних характеристик необхідна дуже велика кількість дослідів. Через це часто задовольняються 95% (U95%) і 5% (U5%) розрядними напругами.
Рис.6.2 Використання об'ємно-часового закону та критерію Кінда для побудови вольт-секундної характеристики
В багатьох випадках розподіл розрядних напруг описується нормальним (гаусовським) законом. Верхня та нижня границі розрядних напруг часто характеризуються потроєним значенням середньоквадратичного відхилення напруги від 50% значення. Розрядні напруги залежно від вибору границь розміщені, як правило, повністю або більшою частиною у цих границях.
Щоб одержати вольт-секундну характеристику конкретної електродної системи, необхідно визначити час формування розряду tA і час статистичного чекання tS.
Якщо обмежитись тільки стримерним пробоєм, який спостерігається в однорідному і слабконеоднорідному полях, а також у сильнонеоднорідному полі при відстанях між електродами до 1м, то вольт-секундну характеристику можна отримати шляхом розрахунків. Для цього використовують, наприклад, об'ємночасовий закон для визначення часу статистичного запізнення та критерій площі вольт-секундної характеристики для визначення часу формування стримера.
Нижня границя розрядних напруг має велике значення при конструюванні ізоляції, тому що за її допомогою можна досить надійно запобігти пробою.
Експериментальна установка і методика виконання роботи
Імпульсні розрядні напруги повітряних проміжків досліджують за допомогою ГІН 500 TUR з периферійними пристроями, який описано в лабораторній роботі № 1.
Завдання
1. Вивчити схему експериментальної установки і методику роботи на ній при визначенні 50% розрядних напруг повітряних проміжків.
2. Визначити величину U0,5 проміжків голка - площина, голка - голка для різних відстаней d між електродами. Одержані дані порівняти з тими, що є в лабораторній роботі № 5, і визначити коефіцієнт імпульсу в.
1. Побудувати графіки залежності U0,5 = f (d) для досліджених проміжків.
Контрольні запитання
1. Від чого залежить час запізнення розряду при імпульсних напругах?
2. Як визначаються часові параметри імпульсу?
3. Яку інформацію несе вольт-секундна характеристика повітряного проміжку?
4. Як визначити коефіцієнт імпульсу в?
5. Як впливає полярність напруги на U0,5?
Визначення рівнів ізоляції по поверхні твердої ізоляції
Мета роботи - вивчити основні закономірності розвитку ковзного розряду по поверхні твердого діелектрика.
Теоретичні положення.
Ковзний розряд виникає на границі двох діелектриків, які мають різну діелектричну проникність, якщо один із них твердий, а другий газоподібний або рідина. Якщо на поверхні твердого діелектрика поставити електроди і подати напругу змінного струму, то починаючи від порогової напруги біля вінця електрода ВН виникає коронний розряд у вигляді рівного блакитно-фіолетового світіння. Якщо далі підвищувати напругу, корона стає інтенсивнішою, а потім на фоні світлової стрічки з'являються яскраві нитки ковзного розряду. Крім того, довжина ниток швидко зростає і при достатній напрузі відбувається розряд між електродами по поверхні твердого діелектрика.
Поява ковзних розрядів у ізоляційних конструкціях при робочій напрузі недопустима, тому що внаслідок термічної та електрохімічної дій прискорюється старіння ізоляції. Ковзний розряд виникає і розвивається в різконерівномірному полі з перевагою нормальної складової напруженості електричного поля.
Експериментальна установка і методика виконання роботи
Принципову схему установки зображено на рис.7.1 Джерелом напруги промислової частоти є випробувальний трансформатор Т, напруга якого регулюється спеціальним регулятором РН.
Рис.7.1 Принципова схема лабораторної установки
Резистор Rз захищає від великих струмів і різкого спаду напруги, якщо перекривається об'єкт випробувань - ізоляційна конструкція твердого діелектрика з двома короткими електродами 1 і 2 зверху.
Для підвищення питомої поверхневої ємності діелектрика знизу можна підкласти металевий площинний електрод 2, з'єднаний з одним із коротких електродів. Напругу ковзного розряду вимірюють вольтметром на стороні НН трансформатора.
1. Ознайомитись з інструкцією з техніки безпеки.
2. Вивчити схему випробувальної установки.
3. Визначити Uk. p. = f (S) при Eф > EN та EN > Eф. Результати вимірювань занести до табл.7.1.
Таблиця 7.1
|
Тип випробуваного зразку |
Відстань між електродами, см |
Uk. p. ± Д, кВ |
Uпp. ± Д, кВ |
|
|
Плоский електрод |
2 |
|||
|
4 |
||||
|
6 |
||||
|
8 |
||||
|
10 |
||||
|
12 |
||||
|
Циліндричний електрод |
2 |
|||
|
4 |
||||
|
6 |
||||
|
8 |
||||
|
10 |
||||
|
12 |
4. На одному графіку побудувати залежності Uk. p = f (S), Uпp = f (S).
Контрольні запитання
І. Визначення питомої поверхневої ємності ізоляційної конструкції.
2. Як впливає питома поверхнева ємність ізолятора на напругу початку ковзних розрядів?
3. Як впливає площа бокової поверхні ізолятора на напругу початку ковзних розрядів?
4. Методи підвищення розрядної напруги по поверхні ізоляторів.
Дослідження вольт-секундних характеристик ізоляторів
Мета роботи - вивчити статистичні властивості розряду при дії імпульсних напруг на ізолятори для ПЛЕП, набути практичних навичок визначення вольт-секундних характеристик, використання електронних обчислювальних машин ЕОМ для отримання аналітичного виразу вольт-секундних характеристик.
Теоретичні положення
Існують різні формули для відтворення вольт-секундних характеристик, наприклад:
, (8.1)
де U - середня розрядна напруга; А, B - сталі, що залежать від експериментально отриманої системи статистичних величин Ui, Ti та результатів її обробки; tp - передрозрядний час.
Обробити експериментальні дані можна, використавши метод найменших квадратів, який полягає в тому, що будь-яка функція однієї змінної y=f (x), побудована на базі експериментально отриманих точок yi, xi, найкраще узгоджується з ними, якщо сума квадратів відхилень експериментальних точок від графіка функцій мінімальна:
(8.2)
Оптимальне визначення сталих А і В зручно виконати, якщо ввести нові змінні:
.
Тоді вольт-секундна характеристика за (8.1) зводиться до вигляду лінійної функції:
(8.3)
Мінімізації підлягає сума
,
умови мінімізації якої визначаються системою рівнянь
(8.4)
Результатом (8.4) є,
, (8.5)
де n - кількість експериментальних точок вольт-секундної характеристики. Тепер можна визначити коефіцієнти, що входять до формули (8.1):
Експериментальна установка і методика виконання роботи
Досліди проводять на установці імпульсної напруги типу ГІН-500 TUR із додатковими пристроями. Принципову електричну схему установки зображено на рис.8.1 Форма імпульсу напруги нормована: уніполярний імпульс з тривалістю фронту фф = 1,2 ± 0,36 мкс і тривалістю імпульсу до полуспаду фB=50±10 мкс. Осцилографування імпульсів виконується за допомогою емнісно-омічного роздільника напруги та осцилографа типу С8-9А. Колібрування схеми регістрації виконано за допомогою кульового розрядника ШР-500.
Система керування генератором імпульсів складається з генератора тактових імпульсів низької напруги, генератора підпалюючих імпульсів і керованого розрядника. Схему генератора підпалюючих імпульсів зображено на рис.8.2.
Рис.8.2 Схема генератора підпалюючи імпульсів
Рис.8.3 Характеристичні криві запалювання ГІН
Послідовність роботи схеми така. Пусковий імпульс НН від генератора тактових імпульсів подається на вхід b1 і крізь конденсатор С4 відчиняє тиратрон ТГИ-2-400/16. Попередньо заряджений конденсатор С9 крізь тиратрон розряджується на первинну обмотку імпульсного трансформатора T4. На вторинній обмотці цього трансформатора формується імпульс із фронтом, який через конденсатор С6 діє на підпалюючий електрод роврядника FS1. Розрядник FS1 спрацьовує і конденсатори С2 та C3 розряджуються на резистор R4. Сформований на R4 потужний імпульс напруги через ланцюг RC діє на керований розрядник.
Розрядник FS3 захищає від перенапруги головну ізоляцію трансформатора T4.
Розрядник FS2 має рухомий заземлений електрод і виконує такі функції:
1) у відчиненому стані діє як захисний розрядник;
2) у зачиненому стані діє як короткозамикач, що блокує хибне спрацювання вихідного каскаду.
Керують роботою розрядника FS2 двома кнопками тиску: від першої FS2 відчиняється (шляхом опускання заземленого електрода); від другої потенціал “землі” підводиться до сітки тиратрона, що також призводить до пуску.
Керований розрядник ГІН - 500 TUR складається з двох тонкостінних сферичних електродів 2, що відділені ізоляторами 1 від стержньових електродів 3 і утворюють повітряний кільцевий проміжок, у якому виникає ініціюючий розряд внаслідок дії потужного імпульсу.
Керований пуск відбувається, якщо розрядник настроїти, тобто відстань між електродами скоординувати з зарядною напругою відповідно до характеристичних кривих запалювання ГІН (рис.8.3).
Методика побудови характеристичних кривих запалювання полягає в тому, що відстань між електродами розрядника змінюється ступенево через 0,5 см. На кожній відстані зарядна напруга підвищується до самочинного пробою. Методом “вище-нижче" виявляється гранична точка кривої 2. Потім зарядна напруга повільно знижується, одночасно на розрядник подаються пускові імпульси, доки не зникне керований пуск. Це буде друге граничне значення напруги, нижче якого пуск неможливий. Зона керованого пуску ГІН будується для позитивної і негативної полярностей зарядної напруги в діапазоні від 10 до 125 кВ.
Послідовність дій при вмиканні установки подано в робочій інструкції.
Завдання
1. Експериментально дослідити вольт-секундні характеристики ізолятора ПЛЕП при позитивній і негативній полярностях імпульсної напруги.
2. Визначити постійні А і В для формули (8.1).
Контрольні запитання
1. Які фактори впливають на форму вольт-секундної характеристики?
2. Як працює установка для дослідження вольт-секундних характеристик?
3. Які вимоги ставляться до іскрового вольтметра?
4. Як визначаються постійні А і В у формулі (8.1)?
2. Профілактичні випробування ізоляції
Вимірювання опору ізоляції та коефіцієнта абсорбції
Мета роботи - одержати практичні навички контролю за станом ізоляції за її опором Rіз та коефіцієнтом абсорбції.
Теоретичні положення
Якщо до ізоляції поштовхом прикласти постійну напругу U, то за дуже короткий проміжок часу заряджається ємність, що визначається геометричними розмірами ізоляційної конструкції та значенням діелектричної проникності матеріалу е, яка виміряна на високій частоті. Ця ємність позначається С?. Далі виникають явища поляризації, що призводять до подальшого накопичення заряду на ємності. Розрізняють такі поляризації: електронну, іонну, дипольну, міжшарову. Електронна та іонна поляризації відбуваються менше як за 19-12 с. Тому вони не проявляються навіть за дуже високих частот (на рівні мегагерц). При промисловій частоті відбуваються дипольна та міжшарова поляризації.
Дипольна поляризація - це орієнтація дипольних молекул у напрямі силових ліній електричного поля, в результаті чого на поверхні діелектрика виникає надмірний заряд, що підтягує на електроди заряд протилежного знаку. Поворот дипольних молекул відбувається у в'язкому середовищі з деяким запізненням. У зовнішньому колі ефект поляризації проявляється в тому, що після заряду ємності до електродів продовжує підтікати поляризаційний струм. Струм змінюється за експоненціальним законом із сталою Т тривалістю (на рівні мілісекунд):
(9.1)
Дипольна поляризація властива сильнополярним діелектрикам (вода, спирт).
Міжшарова поляризація зумовлена неоднорідністю структури ізоляції. Уявимо, що в основній речовині діелектрика є домішки з підвищеною провідністю. У цьому разі струм зміщення в ізоляції проходить частково по провідностях домішок. А це призводить до того, що при подаванні на діелектрик постійної напруги U в струмі виникає складова, зумовлена зарядом ємностей С крізь опори r. Зовні цей процес відбувається аналогічно дипольній поляризації - в обох випадках поляризаційний струм приблизно відповідає експоненціальному закону. Стала часу міжшарової поляризації має інтервал часу від мілісекунд до десятків секунд і навіть більше. У даній роботі можна класифікувати поляризації на швидку і повільну не за фізичною ознакою, а за значенням сталої часу Т. Швидка поляризація має Т на рівні мілісекунд, а повільна - на рівні секунд і більше.
Для обох видів поляризації можна скласти схему заміщення ізоляції (рис.9.1).
Рис.9.1 Схема заміщення ізоляції
У цій схемі одна гілка складається з ємності , друга має ємність і опір r, все це відображає поляризаційні процеси в ізоляції. Сумарна ємність схеми . Вона визначає новий заряд, який може нагромадитись на електродах ізоляційної конструкції після завершення поляризаційних процесів.
Крім цих гілок до схеми заміщення входить також опір ізоляції Rіз, зумовлений наскрізними шляхами витоку в ізоляції, якщо виникає “місток" із частинок підвищеної провідності. Якщо до схеми заміщення, зображеної на рис.9.1, прикласти поштовхом постійну напругу U, то струм у джерелі матиме такі складові: а) імпульс струму i заряду ємності C; б) поляризаційний (або абсорбційний) струм , що змінюється із сталою часу T; в) струм наскрізної провідності . На основі розглянутої схеми заміщення можна уяснити деякі методи контролю ізоляції. Явища поляризації так само, як і наскрізні шляхи підвищеної провідності, відображають в основному зволоженість ізоляції.
Контроль ізоляції за її опором або струмом провідності здійснюється за допомогою стрілкових приладів, тому на покази вимірювання впливають процеси повільної поляризації. На рис.9.2 пунктиром нанесено, як змінюється в часі опір ізоляції . Відповідно спаду струму iпр опір ізоляції Rіз збільшується з часом.
Рис.9.2 Графік залежності струму і опору ізоляції від тривалості прикладання напруги
Досліди показали, що для більшості ізоляційних конструкцій стала часу поляризації Т менша за 1хв. Це означає, що до моменту Т = 1хв після прикладання напруги U опір ізоляції Rіз сягає сталої
величини R, яка підтверджує наявність наскрізних шляхів провідності в ізоляції. Різке зниження R є показником сильно розвиненого дефекту в ізоляції. Звичайно виміряне значення опору ізоляції R порівнюють із результатами попередніх вимірювань або із заводськими
даними. Ізоляція може характеризуватись також поляризаційним спадом струму або збільшенням опору ізоляції з часом. Це зростання залежить від співвідношення , де і - опір ізоляції для вимірювання в моменти часу t1 і t2 (звичайно t2 = 60 с, t1 = 15 с). Чим більше в ізоляції вологи, тим менше співвідношення .
Якщо > 1,3, то ізоляція “суха”; якщо < 1,3 - “зволожена”.
Опір ізоляції вимірюють за допомогою мегомметрів, що складаються з генератора малої потужності постійного струму на напругу 0,5.2,5 кВ і стрілкового приладу.
Електронний мегомметр живиться від мережі змінного струму 220 В і має блок стабілізованої спрямленої напруги 2,5 кВ, ламповий вольтметр й еталонний опір (рис.9.3). Струм, що протікає крізь ізоляцію та еталонний опір, залежить від опору ізоляції. Падіння напруги на еталонному опорі також визначається опором ізоляції. Ламповий вольтметр, що вимірює падіння напруги на еталонному опорі, проградуйовано в мегаомах. Два реле часу сигналізують моменти відліку через 15 та 60 с після подавання напруги.
Рис.9.3 Принципова схема електронного мегомметра
Послідовність вимірювання опору ізоляції:
1. Заземлити прилад Ф-4100 через клему.
2. Натиснувши кнопку “Живлення" та кнопку перемикача границь, підключити джерело живлення приладу.
3. Перевірити справність мегомметра:
а) при розімкнених затискувачах та “Л” ручкою “Уст. " встановити стрілку на відмітку “ “;
б) при замкнених затискувачах та “Л” і натисненій кнопці “Висока напруга" ручкою “Уст.0” встановити стрілку на “0”.
4. Під час вимірювання перемикач границь переставити послідовно з положення “1” у зручне для відліку у межах робочої частини шкали. Відлік показів відбувається під час загоряння та згасання індикаторної лампочки відповідно через 15 і 60 с після натискання кнопки “Висока напруга”.
Опір ізоляції та коефіцієнт абсорбції для трифазних об'єктів (електричних машин і трансформаторів) вимірюють пофазно: фаза А відносно фаз В, С та корпусу; фаза В відносно фаз С, А та корпусу; фаза С відносно фаз А, В та корпусу; фази А, В, С відносно корпусу.
При цьому фази повинні бути ізольовані між собою, а початок і кінець обмотки кожної фази з'єднані. Перед повторним вимірюванням ізоляцію закорочують не менш як на 5 хв.
Завдання.
Визначити опір ізоляції та коефіцієнт абсорбції для ізоляції трансформатора, електричної машини і кабелю 10 кВ з паперово-просоченою ізоляцією. Зробити висновки по кожному вимірюванню. Одержані результати звести до табл.9.1.
Таблиця 9.1
|
Об'єкт випробування і схема вимірювання |
Прилад |
R60, МОм |
R15, МОм |
ka |
Стан ізоляції |
Контрольні запитання
І. Від яких факторів залежить опір ізоляції?
2. Які дефекти в ізоляції виявляються за значенням її опору?
3. Чому опір ізоляції вимірюється через 15 і 60 с після прикладання напруги?
4. Чому коефіцієнт абсорбції залежить від зволоження ізоляції?
Профілактичні випробування ізоляції кабелів високої напруги
Мета роботи - набути навичок з діагностики ізоляції кабелів високої напруги руйнівними та неруйнівними методами.
Теоретичні положення
У більшості випадків ізоляція кабелів ВН є багатошаровою з маслопросоченого паперу. Пошкодження ізоляції кабельних ліній є наслідком дефектів, що виникли в процесі виготовлення, транспортування, монтажу або експлуатації. За статистичними показниками аварій КЛ, 10.15% - це аварії через заводські дефекти.
Існує багато методів контролю за станом ізоляції кабелів.
Неруйнівними методами контролю є вимірювання таких параметрів:
а) опору ізоляції Rіз.
б) tg - тангенса кута діелектричних втрат,
в) часткових розрядів,
г) коефіцієнта абсорбції Rabc = R60/R15,д) ємнісних характеристик ізоляції C2/C50.
До руйнівних методів належать такі випробування:
а) підвищеною напругою промислової частоти,
б) підвищеною напругою випрямленого струму,
г) постійно-змінною напругою,
д) імпульсною напругою BН (електроакустичний метод),
є) без вимкнення ВЛ із системи.
Розглянемо основні методи профілактичних випробувань кабелів BH.
Випробування підвищеною напругою промислової частоти
Основною перевагою цього методу є відповідність за формою випробувальної та робочої напруг. Ось чому розподіл електричного поля і характер пробою під час випробувань і в умовах експлуатації однакові. Ці випробування дають змогу перевірити стан ізоляції кабелів на тепловий та іонізаційний пробій.
Основні недоліки таких випробувань:
а) якщо КЛ має великі довжину і ємність, то виникає великий зарядний струм, тобто необхідне потужне джерело живлення;
б) починаючи з деякого критичного значення підвищена напруга може негативно впливати на ізоляцію, що може підштовхнути до розвитку існуючих незначних дефектів і раптового аварійного пошкодження кабелю.
Випробування кабелів підвищеною напругою випрямленого струму
Головною перевагою випробувань напругою постійного струму є відсутність ємнісного струму, що дає змогу випробувати ізоляцію кабелю за допомогою малопотужних, малогабаритних і простих в експлуатації приладів. Завдяки цьому випробування можна виконувати прямо на місці прокладання кабелю. Під час випробувань заміряють струми витоку і порівнюють їх із результатами попередніх вимірювань. Випробування підвищеною напругою дозволяє також виявити зволоженість ізоляції.
Випробування виконують за допомогою випробувального комплексу, що складається з випробувального трансформатора (рис.10.1), випрямляча та пристроїв регулювання.
Рис.10.1. Схема випробувальної установки
На жилу фази, що випробовується, подається напруга негативної полярності, інші жили закорочуються і разом із металевою оболонкою заземляються (рис.10.2). За такою схемою випробовують ізоляцію кабелів із поясною ізоляцією.
Рис.10.2. Схема випробувань ізоляції кабелю з поясною ізоляцією
Кожну кабельну лінію випробовують не рідше одного разу на рік відповідно до вимог ПУЕ, ПТЕ.
Кабельні лінії, що функціонують у нормальних умовах й протягом 5 років і більше не мали електричних пробоїв ізоляції, дозволяється випробовувати рідше, але не менш як один раз на три роки.
Значення випробувальних напруг (норми на випробування випрямленим струмом) від час приймально-здаточних випробувань (П), капітальних ремонтів (К) та міжремонтних випробувань (М) для кабельних ліній різної напруги наведено у табл.10.1.
Таблиця 10.1
|
Вид випробу- вання кабелів |
Значення випробувальної напруги для силових кабельних ліній напругою, кВ, з ізоляцією |
||||||||||
|
паперовою |
пластмасовою |
гумовою |
|||||||||
|
До1 |
6 |
10 |
35 |
110 |
До 1 |
6 |
10 |
6 |
10 |
||
|
П |
6 |
36 |
60 |
175 |
250 |
5 |
36 |
60 |
12 |
20 |
|
|
К |
2,5 |
40 |
60 |
175 |
250 |
2,5 |
36 |
60 |
12 |
20 |
|
|
М |
- |
40 |
60 |
175 |
250 |
- |
36 |
60 |
12 |
20 |
Завдання
1. Визначити опір і коефіцієнт абсорбції Ка = R60/R15 ізоляції кабелю 10 кB
2. Виконати випробування ізоляції кабелю підвищеною напругою випрямленого струму.
3. Зробити висновки за одержаним результатом.
Контрольні запитання
1. Які існують неруйнівні методи контролю ізоляції кабелів ВН?
2. Які є руйнівні методи контролю ізоляції кабелів ВН?
3. Конструкція ізоляції кабелів.
Контроль ізоляції трансформаторів методом хроматографічного аналізу газів, що розчинені в маслі
Мета роботи - засвоїти метод хроматографічного аналізу газів, що розчинені в маслі трансформатора з пошкодженою і непошкодженою ізоляцією.
Теоретичні положення.
У трансформаторах можуть заявлятися такі пошкодження, які спричинюють появу в маслі розчинених газів: перегрів струмоведучих частин і елементів остову і твердої ізоляції; дугові розряди незначної потужності, що не викликають раптового спрацювання газового реле. Початок газовиділення у разі локального нагрівання струмоведучих елементів збігається з температурою кипіння масла. При цьому виникають дрібні газові бульбашки, які розчиняються в маслі, не доходячи до газового реле. Якщо елементи остова і струмоведучих частин трансформатора перегріваються, в маслі розчиняються водень, метан, етилен і етан, оксид і двооксид вуглецю, кисень, азот.
Тверда ізоляція перегрівається, якщо є конструктивні недоліки або внаслідок її забруднення та зволоження. Температура пошкоджених частинок твердої ізоляції нижча за температуру, що виникає під час перегрівання металевих конструкцій. Із твердої ізоляції в масло переходять насамперед оксид і двооксид вуглецю.
Підвищений рівень часткових розрядів у маслі або твердій ізоляції супроводжується виділенням, крім метану, етилену і етану, значної кількості ацетилену й водню.
Таким чином, будь-яке із названих пошкоджень у трансформаторах супроводжується виникненням і розчиненням у маслі різних за складом і кількістю газів.
Запровадження в електроенергетику методів газової хроматографії дало можливість фіксувати гази на рівні тисячних долей відсотку, розчинених в 1мл проби масла. Нагромаджений досвід роботи з хроматографічного аналізу уточнює кількісний і якісний склад газів, розчинених у маслі трансформатора, який не має пошкоджень. Якщо кількість окремих газів у пробі масла збільшується, необхідно вимкнути трансформатор і зробити його ревізію.
Метод хроматографічного аналізу базується на газоадсорбційному розділенні вилучених із трансформаторного масла газів та подальшій фіксації складу газової суміші і кількості окремих її компонентів.
Розчинність газів у рідині відповідає закону Генрі, згідно з яким розчинена кількість газу пропорційна його тиску над розчином. Якщо температура масла підвищується, розчинність газів зменшується, тому для повнішого вилучення газів, розчинених у пробі взятого з трансформатора масла, слід зменшити тиск над маслом і підвищити його температуру.
Розділення вилучених із проби масла газів відсувається під час руху суміші, що аналізується, крізь хроматографічну колонку - металеву трубку, заповнену сорбентом. Просування суміші уздовж колонки відсувається з допомогою газу-носія, звичайно, гелію.
Окремі компоненти суміші сорбуються не однаково, швидкість їх руху вздовж колонки буде різною. Внаслідок цього із колонки до детектора надходить або газ-носій, або бінарна суміш (газ - носій - компонент).
Призначення детектора - перетворення окремих компонентів газової суміші, що надходять на його вхід, на електричні сигнали, що фіксуються на стрічці електронного потенціометра у вигляді послідовно розташованих імпульсів напруги. Ця стрічка дістала назву хроматограми.
Знання подільних властивостей сорбента дає змогу визначити належність окремих імпульсів до того чи іншого компонента суміші, що розділяється. Кількість газу окремого компонента пропорційна амплітуді або площині імпульсу напруги.
Експериментальна установка і методика виконання роботи.
Установка складається з хроматографа типу ЛХМ-8МД, в якому є пристрій для дегазації масла.
На аналіз береться дві проби: перша - напевно чисте дегазоване масло, друга - із резервуара, в якому попередньо проведено серію електричних розрядів.
На рис.11.1 зображено схему пристрою для дегазації масла. Один мілілітр масла набирається у медичний шприц 1 і крізь ввід 3 надходить у посудину 2 для вилучення із масла газів. Прогрівання масла під вакуумом здійснюється протягом 1хв, після чого вакуумний кран 4 переставляється в положення “газ-носій”.
Рис.11.1 Схема пристрою для дегазації масла
Барботування масла дає змогу повністю виділити газ за 30с. За цей час в ємності 6 крана-дозатора нагромаджується строго визначений об'єм газової суміші, який далі крізь кран-дозатор подається в потік газу-носія і рухається у розподільну колонку хроматографа. Вакуумну ємність з'єднано з газовою магістраллю крізь буферну ємність 5.
Блок-схему хроматографа зображено на рис.11.2 Хроматограф складається із балона з гелієм 1, який є газом-носієм, блока 2 підготовки газів, що забезпечує постійний керований потік гелію крізь розподільні колонки і детектор, блока-аналізатора 3, що об'єднує розподільні колонки 10, детектор і термостат, блока 4 керування температурним режимом термостата і установки потрібного струму детектора, пристрою 5 для записування хроматографом, зібраного на базі потенціометра або мілівольтметра типу КСП-4, пристрою 6 дегазації масла. У складі блока 2 є пристрої грубого 7 та тонкого 8 регулювання витрат гелію та фільтр-висушувач 9.
Рис.11.2 Блок-схема хроматографа
Детектор хроматографа катарометричного типу 11 фіксує зміну теплопровідності газового середовища навколо нагрітого платинового проводу з визначеним омічним опором у разі зміни складу газового середовища. Робочий струм детектора підтримується незмінним. Провід розміщений всередині ємності, крізь який безперервно протікає газ.
Поява у потоці газу-носія компонента суміші газів, що аналізується, призводить до зміни теплопровідності бінарного газу, тобто умов охолодження проводу, а звідси й до зниження температури й опору. Сигнал, пропорційний опору, після ряду перетворень і підсилення фіксується вимірювальним приладом.
Порядок хроматографічного аналізу
1. Відкрити кран-редуктор на балоні з гелієм. Установити витрати гелію по колонках 2 л/г.
2. Увімкнути тумблер “Сітка” на блоці аналізатора і тумблер “Струм моста" на блоці керування. Установити струм моста 150 мА.
3. Увімкнути потенціометр КСП-4.
4. Увімкнути вакуумний насос, перевести вакуумний кран приладу дегазації в положення “Вакуум”, а краном-дозатором з'єднати калібровану ємність дозатора з посудиною для вилучення газів із масла.
5. Увімкнути стрічкопротяжний механізм КСП-4 після виходу приладу на режим, що контролюється за відсутністю дрейфу нульової лінії за максимальної чутливості приладу.
6. Установити вакуумний кран у нейтральне положення, через 1хв перевести його в положення “газ-носій”, а ще через 0,5хв краном-дозатором з'єднати калібровану ємність з магістраллю колонки (положення 1), подаючи на аналіз залишки попередньої проби. При цьому потенціометр КСП-4 зафіксує незначну кількість повітря. Далі, перевести вакуумний кран у положення “вакуум”, а кран-дозатор - у положення 2. “Вакуумувати” пристрій дегазації протягом 3 хв.
7. Установити вакуумний кран у нейтральне положення. Ввести у пристрій як пробу 1мл масла. Підігріти його протягом 1хв. Перевести вакуумний кран у положення “газ-носій” і через 30с барботування перемкнути кран дозатора в положення 1, а вакуумний кран - у положення “Вакуум”. Виділені при цьому з масла гази потраплять на аналіз, а відпрацьоване масло зливається.
8. Підготувати прилад для проведення наступного аналізу, тобто перевести кран-дозатор у положення 2.
Аналіз суміші слід проводити 3-4 рази до отримання відтворюваних результатів. Концентрація окремих компонентів визначається за амплітудою або площиною імпульсу напруги.
Якщо перед аналізом проби масла виконувалася калібровка приладу за відомою концентрацією газів, що вводились у нього, то дані калібровки слід помножити на коефіцієнти вилучення газів із масла (табл.11.1).
Таблиця 11.1
|
Газ |
CH4 |
CO2 |
C2H2; C2H4; C2H6 ; <*^ |
|
|
Коефіцієнт вилучення |
0,93 |
0,89 |
0,72 |
Завдання
1. Вивчити методику визначення пошкоджень у трансформаторах за складом і кількістю розчинених у маслі газів.
2. Вивчити конструкцію та принцип дії хроматографа типу АХМ-8МД.
3. Зробити аналіз проби заздалегідь очищеного дегазованого масла, а також аналіз проби масла, в якому перед цим була електрична дуга. Визначити у відсотках склад розчинених у маслі газів.
Контрольні запитання
1. Для чого в електротехніці використовується хроматографія?
2. Які пошкодження у трансформаторі можна виявити з допомогою аналізу розчинених у маслі газів?
3. Принцип роботи хроматографа типу АХМ-8МД.
4. Механізм виникнення газів у трансформаторному маслі.
3. Перенапруги в електричних установках
Дослідження на моделі зон захисту стержневих блискавковідводів
Мета роботи - ознайомитися з методикою оцінки захисної дії блискавковідводів на моделі.
Теоретичні положення.
Одним з найефективніших засобів захисту промислових і електроенергетичних установок від прямого удару блискавки є блискавковідводи (стержневі або тросові), які беруть на себе удари блискавки. В основу створення блискавковідводів покладено принцип вибірного влучення блискавкою об'єктів на землі. Він полягає у тому, що імовірніше влучення блискавкою більш високих і краще заземлених об'єктів.
Блискавковідводи створюють біля себе простір, захищений з деякою імовірністю від ударів блискавки, що називається зоною захисту. Діючі норми і рекомендації, які визначають зони захисту блискавковідводів, грунтуються на лабораторних дослідах, виконаних на моделях, а також на спостереженнях за влученням блискавкою різних об'єктів, у тому числі й захищених блискавковідводами.
Під час лабораторних випробувань розряд блискавки моделюється довгою іскрою в розрядному проміжку типу стержень - площина. На площині під стержнем розміщуються моделі блискавковідводів і об'єктів, які виконані у певному масштабі. Пробивання проміжку виникає внаслідок дії імпульсної напруги з пологим фронтом (кілька сот і більше мікросекунд) позитивної полярності. Більшість розрядів блискавки у південній півкулі Землі мають полярність, однак під час моделювання в лабораторних умовах при негативній полярності від електродів моделі, що імітують блискавковідводи, розвиваються зустрічні канали розряду, які не збігаються за масштабами зустрічним лідерам з блискавковідводів у реальних умовах, і зони захисту блискавковідводів одержують перебільшеними. Крім того, за позитивної полярності розрядна напруга проміжку стержня - площина значно нижча, ніж при негативній полярності, що дає можливість використати у дослідах довші проміжки і наблизить умови дослідів до дійсності.
Зони захисту блискавковідводів залежать від співвідношення між висотою орієнтації Н, висотою блискавковідводу h і об'єкта hx. Якщо h 30 м, то приймається H = 300 м.
Лабораторні досліди грунтуються на геометричній схожості розвитку розрядів блискавки та іскри, ось чому розміри розрядного проміжку стержень - площина беруть пропорційно висоті орієнтування блискавки. Отже, виходячи з величини розрядного проміжку, можна визначити масштаб моделювання і необхідні розміри моделей блискавковідводів та об'єктів.
Захисну дію блискавковідводів можна досить повно охарактеризувати залежністю імовірності влучення в об'єкт від геометричних розмірів системи блискавковідвід - об'єкт, наприклад, від відстані між блискавковідводом і об'єктом при незмінній активній висоті блискавковідводу . На рис.12.1 зображено графік залежності p=f (a/ha). Імовірності ураження стержня, який захищається двома стержневими блискавковідводами, від відстані між ними a. Як показали досліди, ця залежність добре описується функцією Гауса (нормальний закон), i тому для зручності її побудови користуються імовірносним папером, на якому залежність, що відповідає нормальному закону, буде зображена прямою лінією. Якщо завдатись необхідною надійністю блискавкозахисту, грунтуючись на залежностях (рис.12.1), то можна побудувати зони захисту блискавковідводів.
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
