1   2   3
Ім'я файлу: TVN_Labs.doc
Розширення: doc
Розмір: 927кб.
Дата: 13.05.2021
скачати
Пов'язані файли:
Реферат Ільченко.docx
Завантажені завдання на період з 2.11 по 6.11.docx
KOMPENS.DOC

Таблиця 5.2





d,

см


Uпр, кВ


, кВ/cм




δ

U1


U2


U3


U4


U5


Розрахувати значення пробивних напруг Uрозр за (5.3), (5.4), (5.6) і побудувати графік залежності для проміжків стержень - площина, куля - куля за дослідними й розрахунковими даними.

5. Проаналізувати залежність Uпр=f(d)для проміжків різної форми. Порівняти дослідні й розрахункові результати.
Контрольні запитання
1. Механізм електричного розряду в неоднорідних полях.

2. Ефект полярності для напруг коронного розряду.

3. Ефект полярності для напруг повного розряду.

4. Як пояснюється вплив бар’єра?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 7
Визначення рівнів ізоляції по поверхні твердої ізоляції
Мета роботи - вивчити основні закономірності розвитку ковзного розряду по поверхні твердого діелектрика.
Теоретичні положення
Ковзний розряд виникає на границі двох діелектриків, які мають різну діелектричну проникність, якщо один із них твердий, а другий газоподібний або рідина. Якщо на поверхні твердого діелектрика поставити електроди і подати напругу змінного струму, то починаючи від порогової напруги біля вінця електрода ВН виникає коронний розряд у вигляді рівного блакитно-фіолетового світіння. Якщо далі підвищувати напругу, корона стає інтенсивнішою, а потім на фоні світлової стрічки з'являються яскраві нитки ковзного розряду. Крім того, довжина ниток швидко зростає і при достатній напрузі відбувається розряд між електродами по поверхні твердого діелектрика.

Поява ковзних розрядів у ізоляційних конструкціях при робочій напрузі недопустима, тому що внаслідок термічної та електрохімічної дій прискорюється старіння ізоляції. Ковзний розряд виникає і розвивається в різконерівномірному полі з перевагою нормальної складової напруженості електричного поля.
Експериментальна установка і методика виконання роботи
Принципову схему установки зображено на рис.7.1. Джерелом напруги промислової частоти є випробувальний трансформатор Т, напруга якого регулюється спеціальним регулятором РН.


Рис.7.1. Принципова схема лабораторної установки
Резистор Rз захищає від великих струмів і різкого спаду напруги, якщо перекривається об’єкт випробувань - ізоляційна конструкція твердого діелектрика з двома короткими електродами 1 і 2 зверху.

Для підвищення питомої поверхневої ємності діелектрика знизу можна підкласти металевий площинний електрод 2, з'єднаний з одним із коротких електродів. Напругу ковзного розряду вимірюють вольтметром на стороні НН трансформатора.
1. Ознайомитись з інструкцією з техніки безпеки.

2. Вивчити схему випробувальної установки.

3. Визначити Uk.p. = f(S) при Eτ > EN та EN > Eτ. Результати вимірювань занести до табл.7.1.

Таблиця 7.1

Тип випробуваного зразку

Відстань між електродами, см

Uk.p.± Δ, кВ

Uпp.± Δ, кВ

Плоский електрод

2







4







6







8







10







12







Циліндричний

електрод

2







4







6







8







10







12








4. На одному графіку побудувати залежності Uk.p = f(S), Uпp = f(S).
Контрольні запитання
1. Визначення питомої поверхневої ємності ізоляційної конструкції.

2. Як впливає питома поверхнева ємність ізолятора на напругу початку ковзних розрядів?

3. Як впливає площа бокової поверхні ізолятора на напругу початку ковзних розрядів?

4. Методи підвищення розрядної напруги по поверхні ізоляторів.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 12
Дослідження на моделі зон захисту стержневих блискавковідводів
Мета роботи - ознайомитися з методикою оцінки захисної дії блискавковідводів на моделі.
Теоретичні положення
Одним з найефективніших засобів захисту промислових і електроенергетичних установок від прямого удару блискавки є блискавковідводи (стержневі або тросові), які беруть на себе удари блискавки. В основу створення блискавковідводів покладено принцип вибірного влучення блискавкою об’єктів на землі. Він полягає у тому, що імовірніше влучення блискавкою більш високих і краще заземлених об'єктів.

Блискавковідводи створюють біля себе простір, захищений з деякою імовірністю від ударів блискавки, що називається зоною захисту. Діючі норми і рекомендації, які визначають зони захисту блискавковідводів, грунтуються на лабораторних дослідах, виконаних на моделях, а також на спостереженнях за влученням блискавкою різних об’єктів, у тому числі й захищених блискавковідводами.

Під час лабораторних випробувань розряд блискавки моделюється довгою іскрою в розрядному проміжку типу стержень - площина. На площині під стержнем розміщуються моделі блискавковідводів і об’єктів, які виконані у певному масштабі. Пробивання проміжку виникає внаслідок дії імпульсної напруги з пологим фронтом (кілька сот і більше мікросекунд) позитивної полярності. Більшість розрядів блискавки у південній півкулі Землі мають полярність, однак під час моделювання в лабораторних умовах при негативній полярності від електродів моделі, що імітують блискавковідводи, розвиваються зустрічні канали розряду, які не збігаються за масштабами зустрічним лідерам з блискавковідводів у реальних умовах, і зони захисту блискавковідводів одержують перебільшеними. Крім того, за позитивної полярності розрядна напруга проміжку стержня – площина значно нижча, ніж при негативній полярності, що дає можливість використати у дослідах довші проміжки і наблизить умови дослідів до дійсності.

Зони захисту блискавковідводів залежать від співвідношення між висотою орієнтації Н, висотою блискавковідводу h і об’єкта hx. Якщо h  30 м, то приймається H = 300 м.

Лабораторні досліди грунтуються на геометричній схожості розвитку розрядів блискавки та іскри, ось чому розміри розрядного проміжку стержень - площина беруть пропорційно висоті орієнтування блискавки. Отже, виходячи з величини розрядного проміжку, можна визначити масштаб моделювання і необхідні розміри моделей блискавковідводів та об'єктів.

Захисну дію блискавковідводів можна досить повно охарактеризувати залежністю імовірності влучення в об’єкт від геометричних розмірів системи блискавковідвід – об’єкт, наприклад, від відстані між блискавковідводом і об'єктом при незмінній активній висоті блискавковідводу . На рис.12.1 зображено графік залежності p=f(a/ha). Імовірності ураження стержня, який захищається двома стержневими блискавковідводами, від відстані між ними a. Як показали досліди, ця залежність добре описується функцією Гауса (нормальний закон), i тому для зручності її побудови користуються імовірносним папером, на якому залежність, що відповідає нормальному закону, буде зображена прямою лінією. Якщо завдатись необхідною надійністю блискавкозахисту, грунтуючись на залежностях (рис.12.1), то можна побудувати зони захисту блискавковідводів.

Рис.12.1. Графік залежності імовірності пошкодження об'єкта, що захищений двома стержневими блискавковідводами висотою H, при відстані між блискавковідводами a.
Надійність блискавковідводів можна виміряти ймовірним числом пошкоджень у рік блискавкою об’єкта, захищеного блискавковідводами. Це число можна приблизно розрахувати так: N = N0p, де N0 - імовірне число пошкоджень незахищеного об’єкта заданої висоти і конфігурації, що розташований у місцевості з визначеною інтенсивністю грозової діяльності; p - імовірність пошкодження об’єкта, розраховане на підставі лабораторних дослідів на моделі.

Звичайно p = 0,01 (1%), що забезпечує досить високу ступінь надійності блискавкозахисту.

Далі наведено емпіричні формули для розрахунку зон захисту блискавковідводів, якими користуються в проектній практиці, тобто при розміщенні блискавковідводів, що відповідає імовірності влучення p=0,01.

Зона захисту одиночного стержневого блискавковідводу має форму, зображену на рис.12.2. Радіус зони захисту на висоті об’єкта hx при висоті блискавковідводу h  30м

, (12.1)

де - активна висота блискавковідводу.



Рис. 12.2. Зона захисту окремого стержневого блискавковідводу
Зона захисту двох стержневих блискавковідводів однакової висоти має обриси, зображені на рис.12.3.

Радіус зовнішніх областей зони захисту rx визначають, як і для одиночного стержневого блискавковідводу. Найменша ширина зони захисту bx на середній лінії між блискавковідводами на рівні hк визначається за допомогою графіків (рис.12.4.).

Щоб накреслити зону захисту у просторі між двома блискавковідводами, з точок і (рис.12.3.) проводять дотичні до кіл радіуса rx, які віддзеркалюють зовнішні області зони захисту.

Найменша ширина зони захисту bx, в області між блискавковідводами дорівнює нулю при h0=a/7.

Розріз внутрішньої області зони захисту обмежується дугою кола, що проходить через вершини, блискавковідводів і середню точку Oна висоті h0, причому h0 = h - a/7.

Рис.12.3. Зона захисту двох стержневих блискавковідводів однакової висоти

Рис. 12.4. Графік значень найменшої ширини зони захисту двох стержневих блискавковідводів висотою h ≤ 30м



Рис. 12.5. Зона захисту трьох блискавковідводів однакової висоти
Зони захисту трьох стержневих блискавковідводів мають обриси, зображені на рис.12.5.

Розміри rx і bx , як і раніше, визначаються за формулою (12.1) і графіком рис.12.4. Необхідною умовою захищеності всієї площини на рівні hx є

, (12.2)

де D - діаметр кола, що проходить через вершини трикутника, утвореного трьома блискавковідводами.

Зони захисту одиночного та подвійного тросових блискавковідводів мають форми, зображені на рис.12.6.


Рис. 12.6. Зона захисту тросового блискавковідводу
Відстань від троса для зовнішньої границі зони захисту на висоті hx

(12.3)

Розріз внутрішньої області зони захисту обмежується дугою кола, що проходять через блискавковідводи і середню точку на висоті h0=h-a/4. Якщо вибирати розміщення тросів на опорах ЛЕП, то замість зон захисту користуються так званими кутами захисту α, що утворюються площиною дотику до зовнішньої границі зони захисту і вертикальною площиною. На рис.12.6

(12.4)

Рис.12.7. Схема експериментальної установки

Експериментальна установка і методика виконання роботи
Експериментальна установка складається з генератора імпульсних напруг (ГІН), стержня M, імітуючого канал блискавки, заземленої площини, моделей стержневих блискавковідводів h, об’єктів hx, що захищаються, і моделі лінії передачі з тросом (рис.12.7).

Для оцінки зон захисту блискавковідводів у роботі встановлюють залежність імовірності p влучення в об’єкт, який захищається одиночним і подвійним блискавковідводами, від відстані до блискавковідводу у першому випадку та від відстані між блискавковідводами у другому випадку.

Для побудови залежності визначають 3-5 значень р для різних відстаней між об’єктом і блискавковідводами так, щоб імовірність змінювалась у діапазоні 0,1...0,9. Кожне значення р шукають із 15-20 розрядів як відношення кількості влучень об’єкта n0 до всієї кількості розрядів n у цьому досліді ( ).

У разі подвійного стержневого блискавковідводу модель об’єкта розміщують посередині між блискавковідводами. Досліди проводять при однакових відстанях від верхнього стержня М до землі H і до вершин блискавковідводів (R=H). Таке розташування блискавковідводів відповідає найбільшій імовірності влучення об’єкта, а також несприятливому розміщенню верхнього електрода. У випадку потрійного блискавковідводу внутрішню зону захисту визначають, розташовуючи об’єкт під верхнім електродом М і поступово наближаючи до нього блискавковідводи по лініях, що проведені під кутом 120° одна до одної із точки проекції верхнього електрода М' на площину (рис.12.8).

Зону захисту тросового блискавковідводу визначають аналогічно зоні захисту стержневого блискавковідводу, але при цьому знаходять залежність влучення проводу, який захищається тросом, від кута захисту α.

Під час проведення дослідів рекомендується одразу наносити одержані значення імовірності влучення на імовірносний папір для планування подальших дослідів (вибір необхідної відстані між блискавковідводом і об’єктом).

Значення імовірності влучення р = 0,01 знаходять екстраполяцією в область малих значень імовірності.
Завдання
1. Ознайомитись з експериментальною установкою.

2. Ознайомитись з інструкцією з техніки безпеки для цієї установки.

3. Визначити залежність імовірності влучення в об’єкт (стержень) від відстані до поодинокого блискавковідводу, якщо задано співвідношення між висотою блискавковідводу і об'єкта ha = h - hx.

4. Те саме для подвійного стержневого блискавковідводу при розташуванні об’єкта посередині між блискавковідводами.

5. Визначити зони захисту потрійного блискавковідводу.

6. Визначити залежність імовірності влучення в провід, що захищений тросом, від кута захисту α.
Зміст звіту
1. Схема розміщення електродів під час проведення дослідів.

2. Таблиці з одержаними результатами.

3. Залежності імовірності влучення в об’єкти від їх геометричних розмірів, побудовані на звичайному імовірнісному папері.

4. Побудовані у масштабі зони захисту досліджуваних блискавковідводів із нанесеними на них дослідними даними для імовірності влучення Р = 0,01; 0,1.

5. Розрахунки зон захисту поодинокого, подвійного, потрійного та тросового блискавковідводів та порівняння результатів розрахунків із дослідними даними.

  1. Аналіз одержаних результатів і висновки.


1   2   3

скачати

© Усі права захищені
написати до нас