Пояснення до роботи. Дослідження явища поверхневого перекриття сухих ізоляторів проводяться на лабораторній установці змінної напруги частотою 50 Гц із максимально можливою
Дослідження явища поверхневого перекриття сухих ізоляторів проводяться на лабораторній установці змінної напруги частотою 50 Гц із максимально можливою напругою при іспитах до 60 кВ. Живлення установки здійснюється від мережі однофазної змінної напруги 220 В. До складу схеми установки (див. рис. 2.1) входять наступні основні елементи: автоматичний вимикач QF, магнітний пускач КМ, автотрансформатор Т1 (регулятор напруги), високовольтний трансформатор Т2, блок максимального струмового захисту (1), кнопки SB1 і SB2 для включення і відключення магнітного пускача КМ, контакти КА реле максимального струмового захисту, кіловольт-метри PV1 і PV2 з різними межами виміру, що переключаються контактами KV1 і KV2 реле напруги KV, сигнальні лампи HL1, HL2, HL3, HL4, контакти SB3, SB4, SB5 блокувального пристрою (3) дверцяти іспитової камери (2), що містить виводи високовольтного трансформатора Т2 для підключення випробовуваних ізоляторів (4). Примітка. До найважливіших електричних характеристик ізоляторів високої напруги відносять значення розрядної напруги, тобто напруги, що будучи приложеною між електродами ізолятора, приводить до виникнення електричного розряду між ними. В переваж-ній більшості випадків цей розряд настає у виді поверхневого розряду (перекриття) між електродами, так що ізолятор при короткочасному розряді не ушкоджується. Варто розрізняти два види розрядної напруги: сухоразрядну і мокроразрядну. Сухоразрядна напруга – це те значення розрядної напруги, що реєструється при випробуванні ізоляторів в повітрі у нормальних умовах (Р» 0,1 МПа, t0 = +20 °С, абсолютна вологість 11 г/м3). Мокроразрядна напруга — це те значення розрядної напруги, що виходить при іспиті під штучним "дощем" силою від 4,5 до 5,5 мм/хв (під силою дощу розуміється висота слою води, що набирається в циліндрі, поставленому краєм перпендикулярно направленню дощу, що падає під кутом 45° до горизонтальної площини ізолятора в робочому положенні; pv води повинне бути в межах від 90 до 110 Ом×м при +20 °С). При цьому іспиті значна частина поверхні ізолятора виявляється змоченою водою (див. рис. 2.2), чому мокроразрядна напруга завжди менше сухоразрядної. Величина мокроразрядної напруги дає представлення про те, як буде поводитися ізолятор на відкритій електроустановці чи на лінії електропередачі при
експлуатації під дощем.
де 1 - блок максимального струмового захисту; 2 - камера для іспиту ізоляторів; 3 - блокувальний пристрій дверцят камери; 4 – випробовуваний ізолятор Рисунок 2.1 - Принципова схема для визначення розрядних напруг ізоляторів
Рисунок 2.2 - Шлях розряду при мокроразрядному іспиті штиревого ізолятора (АБ, ВГ, ДЕ - частини поверхні ізолятора, що змочені дощем) Крім розрядних напруг розрізняють ще пробивну напругу – це та напруга, при якій відбувається пробій через товщу ізолятора між електродами. Пробивна напруга більше сухоразрядної і її визначають при поміщенні випробовувального ізолятора, наприклад, в електро-ізоляційну олію, тобто в середовище з завідома більшою електричною міцністю в порівнянні з повітрям. 3 Указівки до виконання лабораторної роботи і заходи щодо ТБ 3.1 Перевірити відсутність напруги на установці та наявність заземлення лабораторного стенда. Автоматичний вимикач QF повинний бути відключений. Автотрансформатор Т1 установити в нульове положення поворотом рукоятки регулятора проти годинної стрілки до упора. 3.2 Перевірити наявність і заземлення розрядної штанги. Перевірити наявність діелектричного килимка, а також цілісність і придатність до експлуатації діелектричних рукавичок і діелектричних ботів. Відкрити дверцята іспитової камери і розрядною штангою зняти залишковий електричний заряд на електродах, попередньо одягши діелектричні рукавички і діелектричні боти. 3.6 Установити випробовувальний ізолятор на виводи високовольтного трансформатора Т2 і закрити дверцята іспитової камери. 3.7 Включити автоматичний вимикач QF. При цьому займа-ється сигнальна лампа HL1. Натиснути кнопку SB1. При цьому спрацьовує магнітний пускач КМ і займаються сигнальні лампи HL2 і HL4. Напруга подається на високовольтну частину установки. 3.9 Повертаючи рукоятку автотрансформатора Т1 по годинній стрілці, поступово підвищувати напругу на електродах до поверхневого перекриття ізолятора. Напругу в момент пробою зафіксувати, орієнтуючись на показання кіловольтметрів PV1 чи PV2 При поверхневому перекритті в електричному ланцюзі протікає великий струм, від якого спрацьовує блок максимального струмового захисту і напруга автоматично знімається з високовольтної частини установки контактами КМ1 і КМ2 магнітного пускача КМ. 3.10 Вивести автотрансформатор Т1 у вихідне положення по-воротом рукоятки проти годинної стрілки до упора, включити знову магнітний пускач КМ, як і п. 3.8., і повторити експеримент. Кожен ізолятор потрібно випробувати не менш шістьох разів, причому перший розряд є пробним і не враховується. 3.11 Після завершення циклу іспитів для одного з ізоляторів, як зазначено в п. 3.10, вивести автотрансформатор Т1 у вихідне положення і відключити автоматичний вимикач QF. Відкрити дверцята іспитової камери, розрядною штангою зняти залишковий електричний заряд на електродах, як і в п. 3.5, і зробити заміну ізолятора для наступного циклу іспитів. 3.13 Набір випробовувальних ізоляторів видається викладачем. Після іспиту кожного ізолятора вимірити гнучким шнуром (полоскою з паперу) найкоротшу розрядну відстань по по-верхні ізолятора між його електродами. Результати занести в табл. 3.1. Таблиця 3.1- Іспити ізоляторів на поверхневе перекриття
4 Розрахункові формули 4.1 Середнє значення сухоразрядної напруги (Uср.р..) обчис-лювати по формулі:
де Up.і — сухоразрядна напруга ізолятора кожного з п'яти іспитів, кВ. 4.2 Середнє значення розрядної напруженості обчислювати по формулі:
де hp - найкоротша розрядна відстань по поверхні ізолятора між його електродами, м 5 Зміст звіту 5.1 Мета роботи. 5.2 Електрична принципова схема іспитової установки. 5.3 Короткі вказівки по виконанню лабораторної роботи. 5.4 Таблиця вимірів і обчислень, розрахункові формули. 5.5 Ескізи ізоляторів із указівкою шляху розряду. 5.6 Висновки за результатами іспитів.
6 Зразковий перелік питань для допуску до відпрацьовування лабораторної роботи 6.1 Склад і призначення основних елементів схеми лабора-торної установки. 6.2 Які заходи щодо техніки безпеки необхідно виконувати при відпрацьовуванні лабораторної роботи? 6.3 Ввести розшифровку понять: сухоразрядна, мокрораз-рядна напруга; пробивна напруга ізолятора. 6.4 Привести фактори, що впливають на величину сухораз-рядної напруги. 6.5 Назвати матеріали, застосовувані для виготовлення ізоля-торів. 6.6 Чому звичайний фарфор не рекомендується застосовувати при напругах високої частоти? 6.7 Яким вимогам повинна задовольняти глазур? 6.8 Якими властивостями склоемаль відрізняється від глазурі? 6.9 Чим пояснити заміну фарфорових ізоляторів на лініях електропередач скляними? 6.10 Привести короткі зведення про деякі найбільш поширені типи фарфорових ізоляторів. 6.11 Чи впливає форма електричного поля на умови розряду по поверхні ізолятора? 6.12 Чи впливає повітряний прошарок між електродом і тілом ізолятора на величину розрядної напруги? 6.13 Як відбувається розряд уздовж зволоженої поверхні ізолятора? 6.14 Привести заходи, що сприяють збільшенню напруги поверхневого перекриття. 7 Перелік літератури 1 Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электро-технические материалы; Учебник для вузов. — 6-е изд., перераб. и доп. — Л.: Энергия, 1977. - 352 с., ил. 2 Справочник по электрическим аппаратам высокого напря-жения / Н.М.Адоньев, В.В.Афанасьев, И.М.Бортник и др.; Под ред. В.В.Афанасьева.-Л.: Энергоатомиздат. Ле-нингр. отд-ние, 1987.- 544 с.; ил. 3 Электрические изоляторы / Н.С.Костюков, Н.В.Минков, В.А.Князев и др. Под ред. Н.С. Костюкова. - М.: Энергоатомиздат, 1985. -357 с., ил. 4 Техника высоких напряжений / Под ред. Д.В. Разевига. — М.-Л.: Энергия, 1964. — 472 с., ил.
ЗАГАЛЬНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ЩОДО ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ ПРИ ПРОВЕДЕННІ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ 1. Перед проведенням лабораторної роботи кожний студент повинен одержати інструктаж з техніки безпеки на робочому місці й розписатися в журналі з техніки безпеки. 2. Зовнішнім оглядом переконатися в наявності заземлюючих пристроїв усіх елементів установки, що підлягають заземленню. 3. Зовнішнім оглядом переконатися в наявності перед стендом діелектричного килимка, а також у наявності й придатності діелектричних ботів, діелектричних рукавичок і розрядної штанги. 4. В установках з високою напругою відпрацьовування лабора-торної роботи повинно бути згідно вимог методичних вказівок у діелектричних ботах і діелектричних рукавичках. 5. Перше включення напруги на стендах може проводитися тільки після перевірки й підтвердження викладачем зібраної схеми в його присутності. При підведенні до стенда напруги категорично забороняється доторкатися до елементів схеми, що перебувають під напругою. 6. Бригада протягом усього часу роботи у високовольтній лабораторії повинна перебувати тільки на строго відведеному їй робочому місці. РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТІВ 1 Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электро-технические материалы: Учебник для вузов. - 7-е изд., перераб. и доп. — Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние 1985. -304с., ил. 2 Справочник по электротехническим материалам: в 3 т. Т.1 / под редакцией Ю.В. Корицкого и др. — 3-е изд. перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1986. — 368 с., ил. 3 Никулин Н.В., Назаров А. С. Радиоматериалы и радио-детали. - М.: Высшая школа. 1976. - 232 с., ил. 4 Штофа Я. Электротехнические материалы в вопросах и ответах: Пер. со словац. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — 200 с., ил. 5 Казарновский Д.М., Тареев Б.М. Испытание электроизоля-ционных материалов. — 3-е изд. -Л.: Энергия, 1980. - 214 с. 6 Производство кабелей и проводов / Под ред. Н.И.Белоруссова и И.Б.Пешкова - М.: Энергоиздат, 1981. — 632 с., ил. 7 Городецкий С. С., Лакерник P.M. Испытания кабелей и проводов. Учебное пособие для техникумов. — М.: Энергия, 1971. — 272 с., ил. 8 Техника высоких напряжений / Под ред. Д.В. Разевига. – М.-Л.: Энергия, 1964.- 472 с., ил. 9 Разевиг Д.В. Техника высоких напряжений. - М.: Энергия, 1976. - 488 с. 10 Белоруссов Н.И. и др. Электрические кабели, провода и шнуры: Справочник / Н.И. Белоруссов, А.Е. Саакян, А.И. Яковлева; Под ред. Н.И. Белоруссова. 5 изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1987. -535 с., ил. 11 Озерной М.И. Электрооборудование и электроснабжение подземных разработок угольных шахт. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1975. -448 с., ил. (гл. XI, шахтные кабели). 12 Справочник по электротехническим матеріалам: в 3 т. Т.3 / Под редакцией Ю.В. Корицкого и др. – 3-е изд. Перераб. – Л.: Энергоатомиздат, 1988. – 728 с., ил. 13 Преображенский А.А., Бишард Е.Г. Магнитные натериа-лы и элементы. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1986. - 352 с. 14 Справочник по электрическим аппаратам высокого напря-жения / Н.М.Адоньев, В.В.Афанасьев, И.М.Бортник и др.; Под ред. В.В.Афанасьева.-Л.: Энергоатомиздат. Ле-нингр. отд-ние, 1987.- 544 с.; ил. 15 Электрические изоляторы / Н.С.Костюков, Н.В.Минков, В.А.Князев и др. Под ред. Н.С. Костюкова. - М.: Энергоатомиздат, 1985. -357 с., ил.
|
, кВ,
, кВ/м,
