Научно-технические основы создания внешней изоляции электрооборудования высокого и сверхвысокого напряжения
| Вид материала | Автореферат диссертации |
- Методика измерения сопротивления изоляции электрооборудования многофункциональным, 77.94kb.
- Удк 621. 319. 4 Закономерности старения изоляции и оценка срока службы силовых конденсаторов, 64.84kb.
- Научно-технические основы создания систем питания высоковольтных устройств пыле-, 491.12kb.
- 7. Изоляция кабельной линии и аппаратов высокого напряжения, 284.94kb.
- Рефераты публикуемых статей, 56.15kb.
- Пособие для разработки методик по электрическим измерениям и испытаниям отдельных видов, 11790.39kb.
- Перенапряжения и координация изоляции, 49.42kb.
- Р. Х. Бахтеев (зао «Казанский Рецэн»), 190.97kb.
- Технические требования к автомобилям, участвующим в рейде. Допустимые технические изменения, 64.42kb.
- Удк 620. 197. 3: 621. 311. 2 Ор3, 1584.41kb.
6. Электрическая прочность загрязненной изоляции
при кратковременном воздействии напряжения промышленной частоты
и воздействии коммутационных импульсов
Расчет разрядных напряжений загрязненных изоляторов при воздействии напряжения произвольной формы может быть проведен исходя из условия: за время воздействия напряжения ПЧР должен успеть зашунтировать весь изоляционный промежуток, то есть,
, (12)где
- расстояние, на которое успел продвинуться ПЧР за время воздействия напряжения.Значение
в общем виде определяется как
, (13)где
- длительность перенапряжения; 
- скорость продвижения ПЧР, которая может быть определена по формуле (3).Предложенная методика расчета разрядных напряжений основывается на решении уравнения
и применима для оценки электрической прочности загрязненных изоляторов, как при кратковременных воздействиях напряжения 50 Гц, так и при коммутационных импульсах.Результаты расчетов электрической прочности при кратковременном воздействии напряжения 50 Гц соответствуют экспериментальным значениям разрядных напряжений. Киносъемка процесса развития разряда показала, что примерно до половины изоляционного промежутка развитие разряда происходит со скоростью не более нескольких метров в секунду, в то время как остальной промежуток перекрывается за время не более 2 мс, причем завершение разряда может наблюдаться как на положительном, так и на отрицательном полупериодах. При расчетах результат получается аналогичным.
Исследования изоляторов при воздействии коммутационных импульсов позволили установить, что элементы регулирования электростатического поля (экранирующая арматура, выравнивающие конденсаторы, остов ввода) практически не повышают разрядных напряжений. Поэтому при исследовании загрязненной изоляции нет необходимости моделировать элементы конструкции, влияющие на электростатическое поле, если они не находятся в зоне возможной траектории разряда.
Исследования при различных параметрах апериодического коммутационного импульса показали, что увеличение длительности импульса от одной до восьми миллисекунд снижает разрядное напряжение на 15-30%, в то время как изменение длительности фронта в пределах 10-500 мкс почти не влияет на разрядные напряжения.
Анализ влияния полярности воздействующего напряжения показал, что при отрицательной полярности разрядные напряжения близки или несколько выше, чем при положительной. Полученные данные хорошо согласуются с выполненными за рубежом исследованиями разрядных характеристик линейных изоляторов.
Изучение разрядных характеристик изоляторов различной высоты, а также анализ фотографий свидетельствуют, что возможны два варианта развития разряда: при высоте изоляции меньшей 1,5-2,0 м разряд по большей части идет непосредственно вдоль загрязненной изоляционной поверхности, в то время как при больших высотах наблюдается каскадный разряд по воздуху кратчайшим путем. В первом случае разрядные напряжения существенно зависят от конструкции изоляторов и могут быть рассчитаны по разработанной методике, базирующейся на экспериментальной зависимости скорости развития разряда от приложенного напряжения. Во втором случае разрядные напряжения слабо зависят от конструкции и приближенно могут быть определены по усредненной зависимости разрядных напряжений от высоты изоляции. Минимальные разрядные напряжения могут быть найдены как
, кВ, (14)где Н – высота изоляции, м;
- удельная поверхностная проводимость, мкСм. На рис. 4 вместе с экспериментальными данными представлена зависимость Uмин.к.и = F(H), построенные с использованием формулы (14).
Разрядные напряжения загрязненных и увлажненных аппаратных изоляторов высотой более двух метров при поверхностной проводимости
=6 мкСм оказываются примерно на 35% меньше, чем в сухом состоянии изоляции, что может быть объяснено искажением распределения напряжения вдоль изоляции из-за неоднородности проводящего слоя. Увеличение интенсивности загрязнения приводит к снижению разрядных напряжений.
кВ Uр
1200
3 1000 1 800
2
600 400 2004 Н
0
0 2 4 6 8 м
Рис. 4 Зависимость разрядных напряжений изоляционных конструкций
от их высоты при коммутационном импульсе 200/2300 – 200/4200 мкс
1, 4 – колонка опорных изоляторов воздушных выключателей серии ВНВ, γ = 6,1 мкСм;
2, 3, гирлянда изоляторов СП-110, χ = 3 мг/см2 (2) и χ = 1 мг/см2 (3,.
2, 3 – данные НИИПТ, 4 – расчет по формуле (14)