- •«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
- •В. Ф. Важов, В. А. Лавринович
- •ВЫСОКИХ
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Разряды в газах, жидкостях и твердых диэлектриках
- •1.1. Конфигурация электрических полей
- •1.2. Ионизационные процессы в газе
- •1.3. Виды ионизации
- •1.4. Лавина электронов
- •1.5. Условие самостоятельности разряда
- •1.6. Образование стримера
- •1.7. Закон Пашена
- •1.8. Разряд в неоднородных полях
- •1.9. Эффект полярности
- •1.10. Барьерный эффект
- •1.12. Коронный разряд
- •1.13. Потери энергии при коронировании
- •1.14. Разряд в воздухе вдоль поверхности изоляторов
- •Разряд вдоль проводящей и загрязненной поверхности изолятора
- •1.15. Пробой жидких диэлектриков
- •1.15.1. Влияние влаги и микропримесей
- •1.15.2. Влияние давления
- •1.15.3. Влияние температуры
- •1.15.4. Влияние времени воздействия напряжения
- •1.15.6. Барьерный эффект
- •1.16. Пробой твердой изоляции
- •Частичные разряды
- •2. Высоковольтная изоляция
- •2.1. Высоковольтные изоляторы
- •2.1.1. Линейные изоляторы
- •2.1.2. Станционно-аппаратные изоляторы
- •2.2. Изоляция высоковольтных конденсаторов
- •2.3. Изоляция трансформаторов
- •2.4. Изоляция кабелей
- •2.5. Изоляция электрических машин
- •2.6. Профилактика изоляции
- •2.6.1. Задачи и цели профилактики
- •2.6.2. Измерение сопротивления изоляции (токов утечки)
- •2.6.4. Методы обнаружения частичных разрядов
- •2.6.6. Контроль влажности изоляции
- •2.6.7. Испытание повышенным напряжением
- •3. Высоковольтное испытательное оборудование и измерения
- •3.1. Установки для получения высоких переменных напряжений
- •3.2. Установки для получения высоких постоянных напряжений
- •Каскадный генератор постоянного тока
- •3.3. Импульсные испытательные установки
- •Генератор импульсных токов
- •3.4. Измерение высоких напряжений
- •3.4.1. Шаровые разрядники
- •3.4.2. Электростатические вольтметры
- •3.4.3. Делители напряжения
- •3.4.3.1. Омический делитель
- •3.4.3.2. Емкостный делитель
- •3.4.3.3. Смешанный делитель напряжения
- •4. Перенапряжения и защита от них
- •4.1. Классификация перенапряжений
- •4.2. Внутренние перенапряжения
- •4.3. Грозозащита воздушных линий электропередач и подстанций
- •4.3.1. Защита от прямых ударов молнии
- •4.3.2. Зона защиты стержневого молниеотвода
- •4.3.3. Зона защиты тросового молниеотвода
- •4.3.3. Грозоупорность объектов
- •4.4. Средства защиты от перенапряжений
- •4.5. Волновые процессы в линиях
- •4.5.1. Преломление и отражение волн в узловых точках
- •4.5.2. Перенапряжения при несимметричном отключении фаз
- •4.6. Волновые процессы в обмотках трансформаторов
- •4.6.2. Установившийся режим (или принужденный режим)
- •4.6.3. Переходный процесс
- •4.6.4.1. Звезда с заземленной нейтралью
- •4.6.4.2. Звезда с изолированной нейтралью
- •4.6.4.3. Соединение обмоток треугольником
- •4.7.1. Отключение ненагруженных ВЛ
- •4.7.2. Отключение батарей конденсаторов
- •4.7.3. Дугогасящие аппараты
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Вопросы для самоподготовки
- •Контрольные вопросы и задания по разделу 1
- •Контрольные вопросы и задания по разделу 2
- •Контрольные вопросы и задания по разделу 3
- •Контрольные вопросы и задания по разделу 4
- •Приложение 1
- •Приложение 2
- •Периодичность испытаний кабелей в процессе эксплуатации
- •П2.4. Воздушные линии электропередачи
- •Измерение сопротивления изоляторов
- •Измерение распределения напряжения по изоляторам
- •П2.5. Электродвигатели переменного тока
- •Испытания электродвигателей при полной смене всыпных обмоток
- •Приложение 3
- •Библиографический список приложения
Введение
Техника высоких напряжений (ТВН) возникла в связи с необходимостью электропередачи больших электрических мощностей на дальние расстояния. В 1880 году профессор Петербургского лесного института Д. А. Лачинов разработал и изложил теорию передачи электроэнергии на большие расстояния – повышение напряжения и уменьшение тока по мере увеличения дальности и передаваемой мощности.
Соответственно запросам энергетики развивалась техника высоких напряжений. Потребовалось создание промышленных высоковольтных установок переменного, постоянного и импульсного напряжений, а также установок для проведения исследований и испытаний изоляции при воздействии различных видов высокого напряжения. Повышение уровня напряжений требовало изучения физических явлений, механизмов воздействия электромагнитных полей высокого напряжения на изоляцию в различных условиях эксплуатации.
В настоящее время номинальное напряжение ЛЭП достигает 1 150 кВ, а передаваемая мощность по одной цепи такой линии составляет 6 ГВт. Общая протяженность электрических сетей в России с номинальным напряжением 35–1150 кВ превосходит 800 000 км. Чрезвычайно большое значение при этом приобретают вопросы создания и эксплуатации комплекса оборудования, необходимого для генерирования, передачи, преобразования и распределения электрической энергии: генераторов, трансформаторов, воздушных и кабельных линий, конденсаторов и др. аппаратов.
Высокие напряжения широко используются в электротехнологиях: окраска, электрофильтры, очистка воды, электрогидравлические и электроимпульсные технологии (бурение, дробление, резание горных пород и др.); в электрофизических установках – управляемый термоядерный синтез, ускорители, лазеры и др.
Курс лекций состоит из 4 крупных разделов:
1.Разряды в диэлектриках.
2.Высоковольтная изоляция.
3.Высоковольтное оборудование и измерения.
4.Перенапряжения и защита от них.
Поскольку основной причиной выхода из строя высоковольтного оборудования являются отказы изоляции, то наибольшие усилия направляются на сохранение ее в целостности. И здесь особую роль играет знание закономерностей зарождения и развития разрядов в диэлектриках (в изоляции).
7