TWN ED 2014 15 WYK3 wytrz ukladow, politechnika PśK, Technika wysokich napieć
[ Pobierz całość w formacie PDF ]//-->POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKAKatedra Urządzeń Elektrycznych i Techniki ŚwietlnejCzęść IWytrzymałość elektrycznaWykład 34. Wytrzymałość elektrycznaukładów izolacyjnych4. Wytrzymałość elektryczna układów izolacyjnych4.1. Wytrzymałość powietrznych układów izolacyjnych4.1.1. Wytrzymałość powietrza w różnych układach elektrodUKŁAD PŁASKIW układzie płaskim jedyną formą wyładowania jest przeskok elektryczny. Napięciepoczątkowe wyładowań jest jednocześnie napięciem przeskoku.U= Up30060Napięcie przeskoku w układzie płaskimNatężenie przeskoku Ep, kV/cmNapięcie przeskoku Up, kV250200150100501234567Odległość a, cm8910115040302010Up= Ep(a)aNapięcie przeskoku jest funkcją odleg-łości między elektrodami (patrzprawoPaschena),także natężenie przeskokuEpjest funkcją odległości.Dla warunków atmosferycznych normal-nych i odległości centymetrowychwartość szczytowa natężenia przeskokudla powietrzaEp30 kV/cmRys. 4.1. Napięcie przeskoku i natężenie przeskoku w układziepłaskim (wartości szczytowe) w normalnych warunkachatmosferycznych.UKŁAD WALCÓW WSPÓŁOSIOWYCHW przypadku układów o umiarkowanie niejednostajnym rozkładzie pola występują jużwyładowania niezupełne,U< Up.Napięcie początkowe wyładowań w układzie walców współosiowych (wg Peeka)R0 ,305U�½22,31r ln [ kV ]rrUEUpUErU= Updla R i r w centymetrach i przy r < 1 cmr0 R/40R/3RRys. 4.2. Napięcie początkowe wyładowań i napięcie przeskoku w układziewalców współosiowychUKŁADY OSTRZOWE150Napięcie przeskoku UP, kV1251007550254812odległość a, cm162024Układ płaskiUkład ostrze-płytaNapięcie początkowe Uoznacza w układachostrzowych napięcie początkowe wyładowańniezupełnych zwane świetleniem. Odpowiedni-kiem świetlenia w przypadku przewodów liniiwysokiego napięcia jest ulot.Świetlenie i ulot nazywane są wyładowaniamikoronowymi lub koroną.Rys. 4.3. Porównanie wytrzymałości elektrycznej ukła-du płaskiego i układu ostrze–płytaNapięcia przeskoku Up(50 Hz), dla układów ostrze-ostrzeprzy odległości między ostrzami a > 8 cm (wzory empiryczne)Up= 14 + 3,36a [kV] - układ symetrycznyU/2-U/2Up= 14 + 3,16a [kV] - układ niesymetrycznyURys. 4.4. Wytrzymałość układu ostrze-ostrze: U,- napięcie począt-kowe, Us- napięcie snopienia, Up- napięcie przeskoku,1 - układ symetryczny, 2 - układ niesymetryczny4.1.2. Wytrzymałość powietrza przy różnych rodzajach napięciaMożemy mówić o wytrzymałości przy następu-jących rodzajach napięcia:- stałe,- przemienne wolnozmienne (np. 50 Hz),- przemienne wielkiej częstotliwości,- udarowe (piorunowe).NAPIĘCIE WIELKIEJ CZĘSTOTLIWOŚCINAPIĘCIE STAŁE I ZMIENNE 50 HzWpływ wielkiej częstotliwości wynika z wpływuładunku powstającego między elektrodami w czasiewyładowań. Wpływ ten występuje gdy ładunek tennie zostanie zneutralizowany lub nie zdąży spłynąćdo elektrod przed zmianą ich biegunowości.Ładunek przestrzenny dodatni spłynie do chwilowejkatody przed zmianą kierunku pola jeżeli droga, któ-rą zdoła przebyć w czasie 1/4 okresu, nie będziedłuższa od odległości między elektrodamiWytrzymałość elektryczną przy napięciu stałymi przemiennym o częstotliwości 50 Hz nazywa-mywytrzymałością statyczną.Przy małejczęstotliwości zmian napięcia szybkość jegozmian jest mała w porównaniu z czasem two-rzenia się kanału wyładowania. Wytrzymałośćstatyczną układu wyrażamy przez wartośćszczytową napięcia przeskoku w kV, o wytrzy-małości decydują najwyższe naprężenia chwilo-we jakie wystąpią w układzie.bEmx�½bEmcostdt�½�½2fT /4bEmW polu jednostajnym przy f = 50 Hz i natężeniupola bliskim natężeniu przeskoku droga ta wynosiokoło 130 cm. Dla odległości np. a = 1 cmmaksymalna częstotliwość przy której niewystępuje jeszcze zakłócający wpływ ładunkuprzestrzennego wynosibEm1,3730103fmax�½�½6 ,5103Hz2a6 ,28Powyżej tej częstotliwości może wystąpić wpływładunku dodatniego na napięcie przeskokub = 1,37 cm2/Vs - ruchliwość jonów dodatnich. [ Pobierz całość w formacie PDF ]