Техника высоких напряжений
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
зменным. Если длина кабеля достаточно велика, то при данной крутизне а падающей волны напряжение на промежутке увеличивается со скоростью а? и может достигнуть U0 в момент времени tпр = U0 / ?а. Такой процесс требует длины кабеля lк tпрuк / 2. В этом случае отраженная от конца кабеля волна не успевает прийти к стыку, и напряжение U0 является и напряжением движущейся по кабелю волны.
Полное отражение обеспечивает на конце напряжение 2 U0.
Максимальное напряжение падающей на кабель волны определяется, как правило, изоляцией ВЛ относительно земли. При номинальном напряжении порядка 10 кВ импульсную прочность кабеля можно оценить величиной в 100 кВ.
Вопрос 22.
Какие способы защиты электроустановок от перенапряжений относятся к мероприятиям предупреждающего и ликвидирующего характера? Перечислить. Описать мероприятия по усилению изоляции и применению кабельных вставок и емкостей.
Ответ
Все мероприятия по защите от перенапряжений делятся на мероприятия предупреждающего и ликвидирующего характера.
К первым относятся меры, не допускающие попадания прямых ударов молнии в объект:
применение молниеотводов;
молниеотводы по типу молниеприемников разделяются на стержневые (в виде вертикально установленных стержней - мачт, соединенных с заземлителем) и тросовые (в виде горизонтально подвешенных проводов, по опорам, к которым крепится трос, прокладываются токоотводы, соединяющие трос с заземлителем);
к устройствам молниезащиты относятся также металлическая кровля или сетка, накладываемая на неметаллическую кровлю с присоединением их к заземлителям.
Ко вторым относятся те мероприятия, которые защищают изоляцию от набегающих волн и коммутационных перенапряжений:
применение защитных искровых промежутков (ИП), включаемых параллельно изоляции;
применение разрядников (трубчатые, вентильные и комбинированные) для ограничения амплитуды волны, пришедшей с линии, до величины, безопасной для изоляции;
применение нелинейных ограничителей напряжения - резисторы, изготовленные на основе окиси цинка;
применение конденсаторов для защиты от падающих волн перенапряжений, распространяющихся вдоль по линиям и от коммутационных перенапряжений;
применение кабельных вставок.
Мероприятия по усилению изоляции.
При проектировании электрической изоляции необходимо учитывать все виды перенапряжений.
В большинстве случаев при конструировании электрической изоляции не удается использовать наилучшую ее форму с точки зрения получения наиболее выгодного для работы электроизоляционных материалов равномерного поля.
Во-первых, можно повысить работоспособность изоляции путем увеличения размеров конструкций (например, изоляторов). Однако такой путь экономически не оправдан.
Во-вторых, можно создавать более равномерное распределение электрической нагрузки на отдельных участках электроизоляционных материалов. Применяется два способа: изменять либо активную проводимость, либо емкость отдельных участков изоляции.
Изменение активной проводимости можно добиться несколькими путями:
подбором электроизоляционных материалов с разной проводимостью;
использование активных делителей напряжения;
установкой коронирующих электродов. Такие электроды повышают проводимость участка промежутка, особенно значительное в местах существования коронного разряда.в месте коронного разряда падение напряжения уменьшится и распределение потенциалов станет более равномерным.;
применением полупроводящих покрытий. Применяют в изоляторах, изоляции электрических машин, кабелях. Применение полупроводящих покрытий повышает напряжение возникновения поверхностных разрядов в результате понижения наибольшей напряженности поля по границе раздела двух сред. Такие покрытия повышают температуру изоляции за счет тока утечки, что способствует подсушиванию ее поверхности и увеличением разрядных характеристик во влажной и загрязненной атмосфере.
Емкостные способы регулирования основаны на увеличении емкости тех участков изоляции, в которых необходимо понизить падение напряжения. Увеличение емкости получают:
размещением в тех местах, где нужно понизить напряжение, диэлектриков с повышенной диэлектрической проницаемостью - градирование изоляции. Применяется в кабелях высокого напряжения.;
применение внутренних и внешних экранов. Высоковольтное оборудование подстанций, гирлянды изоляторов снабжаются спец. Экранами. Основное их назначение - повысить напряжение появления коронного разряда на элементах конструкций. В зависимости от места установки экранов их подразделяют на внешние и внутренние. Последние применяются при изоляции проходных и опорных изоляторов, электрических машин и трансформаторах.;
использованием конденсаторных обкладок.
Применение емкостей (конденсаторов).
Кабельные линии. Регулирование электрического поля может осуществляться с помощью так называемых конденсаторных обкладок, представляющих собой дополнительные электроды из металлической фольги, которые располагаются в толще изоляции между главными электродами. В результате образуется цепочка последовательно включенных конденсаторов, емкости которых при переменном напряжении (или сопротивления изоляции между обкладками при постоянном напряжении) определяют распределение напряженностей в изоляции.
Путе