Реферат: Исследование распределения напряжения по гирлянде изоляторов Переменное и
Содержание
1 Введение 3
2 Описание установки 4
2.1 Распределение напряжения по элементам исправной гирлянды 5
2.2 Распределение напряжения по элементам гирлянды с поврежденными изоляторами 5
2.3 Распределение напряжения по элементам исправной гирлянды с экраном 5
3 Вывод 6
1 Введение
Переменное и импульсное напряжения распределяется по изоляторам гирлянды неравномерно. С увеличением числа изоляторов в гирлянде неравномерность возрастает. Если не принять специальных мер, на линиях высокого напряжения (220 кВ и более) часть изоляторов в гирляндах может оказаться под таким напряжением, что на этих изоляторах уже при рабочем напряжении и нормальных атмосферных условиях возникнет корона, которая явится источником радиопомех и причиной коррозии арматуры, вызовет дополнительные потери энергии.
/>/>
Рисунок 1 — Гирлянда изоляторов (а) и её схема замещения (б) с выделенным участком, включающим первый и второй изоляторы (в)
Распределение напряжения по изоляторам гирлянды (рисунок 1) можно определить с помощью её схемы замещения (см. рисунок 1, б). На этой схеме С0– собственные емкости изоляторов; С1 – емкости металлических элементов изоляторов относительно заземленных частей сооружения (опоры, заземленных тросов и т.д.); С2 – емкости этих же элементов относительно частей установки, находящихся под напряжением (проводов, арматуры); R0– сопротивление утечки по поверхности изоляторов.
Обычно гирлянды комплектуются из однотипных изоляторов, собственные емкости которых C0= 30…70 пФ имеют одинаковую величину. При чистой и сухой поверхности изоляторов R0>>1/ω C0. Поэтому распределение напряжения зависит только от емкостей C0, C1, и C2. Если бы емкости C1 и C2 отсутствовали, напряжение распределялось по изоляторам равномерно. В реальных условиях C1 = 4…5 пФ и C2 = 0,5…1,0 пФ. Вследствие этого величины токов, протекающих через собственные емкости изоляторов C0, а значит и напряжения на изоляторах, оказываются неодинаковыми.
2 Описание установки
В лаборатории установлена восьмиэлементная гирлянда подвесных изоляторов, напряжение на которую подается от высоковольтного трансформатора напряжения. Напряжение на гирлянде можно изменять от нуля до />кВ.
Регулирование напряжения проводится лабораторным автотрансформатором, во вторичную цепь которого последовательно включается реле тока и первичная обмотка высоковольтного трансформатора напряжения. Напряжение, подводимое к первичной обмотке, измеряется вольтметром, установленным на пульте управления. Для предотвращения разрушения трансформатора напряжения возможным током перекрытия гирлянды в цепь высокого напряжения включается защитное сопротивление, ограничивающее ток до одного ампера.
/>
Рисунок 2 — Измерительная штанга для измерения напряжения на изоляторах и контроля их состояния
Для измерения напряжения на изоляторах гирлянды применяется специальная измерительная штанга (рисунок 2). Она состоит из изолирующей части, рассчитанной на соответствующее рабочее напряжение и измерительных устройств и приспособлений.
2.1 Распределение напряжения по элементам исправной гирлянды
N
1
2
3
4
5
6
7
8
∑
22
14
13
11
9
8
7
5
89
%
24.7
15.7
14.6
12.4
10.1
9
7.9
5.6
100
2.2 Распределение напряжения по элементам гирлянды с поврежденными изоляторами
N
1
2
3
4
5
6
7
8
∑
25
14
13
11
9
8
80
%
31.25
17.5
16.25
13.75
11.25
10
100
2.3 Распределение напряжения по элементам исправной гирлянды с экраном
N
1
2
3
4
5
6
7
8
∑
15
13
12
10.5
8.5
7.5
7
6
79.5
%
18.87
16.35
15.09
13.21
10.69
9.43
8.81
7.55
100
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>
3 Вывод
Элементы гирлянды, ближайшие к проводу, работают в более тяжёлых условиях, чем остальные. Наименьшее напряжение приходится на изоляторы, находящиеся примерно в середине гирлянды, и немного повышенное – на изоляторы у заземлённого конца. Выравниванию распределения напряжения вдоль гирлянды способствует применение специальной арматуры в виде колец, «восьмерок» и «овалов», которые укрепляются в месте подвески провода и соединяются с ним. В результате напряжения на близких к проводу изоляторах заметно снижаются, а на более удалённых – возрастают. В целом распределение напряжения по элементам гирлянды становится более равномерным, что в конечном итоге позволяет уменьшить число изоляторов и массогабаритные показатели гирлянды. При повреждение части изоляторов, оставшиеся работают в более тяжелых условиях, аналогичных гирляндам с меньшим числом изоляторов.