Техника высоких напряжений
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
м изменения размеров, количества и взаимного расположения конденсаторных обкладок можно менять емкости последовательно включенных конденсаторов, регулируя тем самым характер распределения напряженностей.
Конденсаторные обкладки могут располагаться в области основной изоляции между электродами для регулирования поля как в радиальном, так и в осевом направлении (рис. ), а также в области между краями электродов для выравнивания электрического поля между ними.
Рис.1 . Варианты расположения конденсаторных обкладок в изоляции.
а. - между электродами для регулирования в области основной изоляции;
б. между электродами для регулирования поля между краями электродов.
- электрод; 2 - диэлектрик; 3 - конденсаторная обкладка.
Выбор размеров и расположение обкладок в изоляции с осевой симметрией производится на основании предположения, о постоянстве потока смещения через все обкладки, расположенные между главными электродами (искажением поля на краях конденсаторных обкладок пренебрегаем):
2?rl??0Еr = соnst,
Еr - напряженность поля у конденсаторной обкладке;и l - радиус и длина обкладки.
Если принять, что максимальные напряженности поля в пределах каждого слоя между двумя соседними обкладками должны быть одинаковыми, то размеры обкладок могут выбираться из условия:rl = соnst,
при достаточно большом количестве обкладок ?r = rn+1 - rn мало (2 - 4 мм), поэтому в пределах каждого слоя разница между максимальной и минимальной напряженностями поля ничтожна и, таким образом, напряженность поля в радиальном направлении практически постоянна (рис. 2). Следовательно, начальное распределение перенапряжения будет равномерным.
Рис.2. Регулирование электрического поля с помощью конденсаторных обкладок.а. - в радиальном направлении;
б. - в осевом направлении.
Это позволяет существенно уменьшить диаметр изоляционной конструкции.
Трансформаторы 110 кВ. Для трансформаторов с напряжением обмоток 110 кВ и выше применяют емкостную компенсацию (т. к. при перенапряжениях наибольшей опасности подвергается изоляция начальных катушек) - для этого включают добавочные емкости, выполненные в виде экранов особой формы, окружающих обмотку ВН. емкости С3 , С3 , С3 и др. (рис.3, а ).
а.) б.)
Рис.3. Схема емкостной компенсации (а) и схема расположения емкостных витков (б) в трансформаторе 110 кВ и выше.
Выравнивание электрического поля у концов (постоянство напряженности поля) достигается применением емкостных колец, являющихся разомкнутыми шайбообразными электростатическими экранами. Емкостное кольцо изготовляют из тонкой медной ленты шириной 20 - 30 мм, завернутой в кабельную бумагу и намотанной бифилярно - в два слоя на электрокартонную шайбу.
Таким образом, емкостные кольца снижают максимальные напряжения, возникающие между начальными и концевыми катушками обмоток.
Дальнейшего уменьшения перенапряжений на начальных катушках добиваются применением емкостных витков, являющихся также электростатическими экранами. Их выполняют в виде разомкнутых металлических колец, охватывающих несколько первых катушек обмотки и соединенных с ее линейными концами (рис. ., б). экранирующие витки с усиленной изоляцией (5 мм на сторону) выполняют из того же провода, что и витки катушек. Витки, экранирующие несколько катушек обмотки, в начале и в конце соединяются параллельно.
Применение кабельных вставок.
Кабельные вставки применяют при подходе питающих линий электропередачи к РУ. Они широко применяются как устройства, предохраняющие (при срабатывании трубчатого разрядника) от проникновения опасных волн на шины, к которым присоединены вращающиеся машины.
Примеры применения кабельных вставок:
При присоединении ВЛ к шинам РУ с вращающимися машинами через реактор и кабельную вставку длиной более 50 м (рис. 4) защита подхода ВЛ от прямых ударов молнии не требуется. В месте присоединения ВЛ к кабелю устанавливается комплект трубчатых разрядников с сопротивлением заземления не более 5 Ом, а перед реактором - комплект разрядников IV группы.
На рис. 5. представлена схема защиты электро двигателя до 3МВт. При наличии кабельной вставки любой длины непосредственно перед кабелем устанавливается вентильный разрядник IV группы. Заземляющий зажим разрядника должен быть кратчайшим путем присоединен к металлическим оболочкам кабеля и к заземлителю. У электродвигателя устанавливаются вентильные разрядники I группы и защитные емкости по 0,5 мкФ на фазу.
Рис. 4. Схема защиты вращающихся машин от грозовых перенапряжений.
Рис. 5. Схема защиты электродвигателей до 3 МВт при подходе ВЛ на деревянных опорах.
Вопрос 32
Факторы, влияющие на конструктивные особенности изоляторов. Меры повышения надежности изоляции в условиях интенсивных загрязнений
Ответ
Поскольку перекрытие изоляторов происходит в результате разряда в воздухе вдоль поверхности, то на разрядные напряжения изоляторов оказывают влияние следующие факторы:
Давление (требования по механической и электрической прочности к диэлектрику изолятора);
Температура;
Абсолютная влажность воздуха (требования по гигроскопичности);
Состояние поверхности (наличие увлажненных загрязнений и смачивание дождем - требования трекингостойкости).
Рассмотрим требования к изоляторам