- •Л.А. Ковригин техника высоких напряжений
- •Введение
- •Атмосферные перенапряжения
- •1.1. Волновые процессы в линиях электропередачи
- •1.1.1. Прохождение электромагнитной волны через узловую точку
- •1.1.2. Прохождение электромагнитной волны через индуктивность
- •1.1.3. Прохождение электромагнитной волны мимо емкости
- •1.2. Развитие грозового разряда
- •Важным параметром при расчете грозозащиты является крутизна фронта тока молнии, это отношение амплитуды тока молнии Iм к длительности фронта τф (рис. 1.17):
- •1.4. Молниеотводы
- •1.5. Заземлители
- •Порядок устройства заземлителей:
- •1) Измеряется удельное объемное сопротивление грунта;
- •1.6. Разрядники
- •1.6.1. Структура времени разряда
- •1.6.2. Вольт-секундная характеристика искрового промежутка
- •1.6.3. Принцип защиты объекта разрядником
- •1.6.4. Трубчатый разрядник
- •1.6.5. Вентильный разрядник
- •1.6.6. Магнитно-вентильный разрядник
- •1.6.7. Ограничитель перенапряжения нелинейный
- •1.7. Грозозащита линий электропередачи
- •1.7.1. Индуктированные перенапряжения на лэп
- •1.7.2. Прямой удар молнии в опору лэп, не защищенную тросами
- •1.7.3. Прямой удар молнии в опору лэп с тросами
- •На изоляцию будет воздействовать напряжение:
- •1.7.4. Прямой удар молнии в провод лэп
- •1.7.5. Прямой удар молнии в трос в центре пролета
- •Через τфнапряжение начнет спадать (рис. 1.50,б).
- •1.7.6. Общие принципы защиты лэп
- •1. 8. Грозозащита подстанций
- •1.8.1. Допустимое расстояние между вентильным разрядником и защищаемым объектом
- •1.8.2. Грозозащита подстанций на напряжение 3–20 кВ
- •1.8.3. Грозозащита подстанций на напряжение 35–220 кВ
- •1.8.4. Грозозащита подстанций на напряжение 500 кВ
- •1.8.5. Грозозащита вращающихся машин
- •2. Внутренние перенапряжения
- •2.1. Общие сведения
- •2. 2. Перенапряжения при отключении ненагруженных линий
- •Возникновение перенапряжений можно избежать при отключении трансформаторов со стороны низкого напряжения (рис. 2.5, б). В этом случае линия разрядится через обмотку трансформатора.
- •2.3. Перенапряжения при отключении трансформаторов
- •С учетом (2.2) уравнение (2.8) примет вид
- •3. Корона на проводах лэп
- •3.1. Общие сведения
- •Зная критическую напряженность, можно определить критическое напряжение образования короны:
- •3. 2. Корона на проводах лэп при постоянном напряжении
- •3.3. Корона на проводах лэп при переменном напряжении
- •3.4. Корона на проводах лэп при импульсном напряжении
- •Скорость распространения волны вдоль некоронирующей линии равна скорости света c:
- •4. Высоковольтные испытательные установки и измерение высоких напряжений
- •4. 1. Одноступенчатый генератор импульсных напряжений
- •Заряд емкости Сф идет в соответствии с уравнением
- •Одновременно идет разряд Сг через Rхв:
- •4. 2. Многоступенчатый гин
- •4.3. Генератор постоянного напряжения
- •4.4. Испытательные трансформаторы
- •4.5. Измерение высоких напряжений
- •4. 5.1. Шаровые разрядники
- •4.5.2. Электростатические вольтметры
- •Достоинством электростатического вольтметра является линейность шкалы, что видно из формулы (4.23). Предел измерения и чувствительность вольтметра регулируются площадью пластин и упругостью пружины.
- •4.5.3. Делитель напряжения
- •4.5.4. Генерирующий вольтметр
Порядок устройства заземлителей:
1) Измеряется удельное объемное сопротивление грунта;
2) по формулам (1.40 и 1.41) рассчитываются геометрические размеры и число заземлителей;
3) производится монтаж заземлителя;
4) измеряется фактическое сопротивление заземлителя;
5) составляется паспорт и формуляр, в который ежегодно записываются результаты измерений.
На рис. 1. 34 представлена схема измерения фактического сопротивления заземлителя. На расстоянии 40–100 м от заземлителя забивается вспомогательный электрод. Между заземлителем и вспомогательным электродом через амперметр включается трансформатор. На расстоянии 25–50 м от заземлителя вбивается зонд, но не ближе 10–40 м от вспомогательного электрода. Предполагается, что зонд находится в зоне нулевых потенциалов, т.е. ток, протекающий через заземлитель, не изменяет потенциал в месте расположения зонда.
Рис. 1.34. Схема измерения сопротивления заземлителя
Сопротивление заземлителя вычисляется по формуле R~=U/I, где U – показания вольтметра; I – показания амперметра. Измерения проводятся при переменном токе, так как при постоянном токе вокруг заземлителя происходит поляризация грунта и фактически измеренное сопротивление оказывается завышенным.
1.6. Разрядники
Несмотря на то, что линии электропередачи защищены тросами, а территории подстанций – стержневыми молниеотводами, в ряде случаев на проводах линий возникают импульсные электромагнитные волны, вызванные прорывами молнии через тросовую защиту, обратным пробоем (перекрытием) с опоры на провод при попадании молнии в опору и индуктированными перенапряжениями при ударе молнии в землю вблизи ЛЭП. Двигаясь вдоль ЛЭП, электромагнитные волны набегают на подстанцию и воздействуют на изоляцию установленного там оборудования. Уровень изоляции оборудования подстанций ниже уровня линейной изоляции, поэтому возможен пробой. Пробой внутренней изоляции электрооборудования ведет к выводу его из строя, в отличие от наружной изоляции, которая является непробиваемой, так как перекрытие по поверхности изоляции происходит при меньших напряжениях, чем внутренний пробой этой изоляции.
1.6.1. Структура времени разряда
Пусть на воздушный промежуток воздействует импульс напряжения. До того как наступит завершающая стадия разряда – искра, разряд должен пройти ряд промежуточных стадий, на что потребуется время (рис. 1.35). При достижении волной за время t0 напряжения U∞ (статическое разрядное напряжение) в промежутке возникают процессы, которые могут привести к пробою. Ниже этого напряжения пробой невозможен. Для возникновения самостоятельного разряда необходимо появление в промежутке начального электрона, который создал бы начальную лавину.
Рис. 1.35. Структура времени разряда |
= t0 + tc + tф.