3 Содержание отчета

В отчете привести:

3.1 Указания по проведению работы и мероприятия по ТБ.

3.2 Принципиальную схему установки.

3.3 Результаты измерений и вычислений в виде таблиц.

3.4 Графики зависимостей ; ; .

3.5 Выводы по результатам проделанной работы.

4 Контрольные вопросы

4.1 Объяснить назначение, область применения газообразных диэлектриков. Каким требованиям должны удовлетворять газы? Какие существуют разряды в газах, чем они характеризуются и при каких условиях возникают?

4.2 Назвать и охарактеризовать основные виды ионизации в газах. Что является источником фотонов в газовых промежутках? Какими особенностями характеризуются «электроотрицательные» газы и область их применения?

4.3 Какими частицами и почему производится ударная ионизация в газах? Как определить коэффициент α ударной ионизации электронами? Долевое участие в ударной ионизации положительно заряженных ионов (коэффициент β).

4.4 Процесс развития разряда в газовом промежутке в однородном поле и от каких факторов он может зависеть?

4.5 Как определить разрядное напряжение в однородном электрическом поле при неизменной температуре (закон Пашена)?

4.6 Как определить разрядное напряжение в однородном электрическом поле при изменяющейся температуре (закон Пашена)?

4.7 Чем отличается процесс развития разряда в слабонеоднородных и резконеоднородных полях?

4.8 Что является условием выполнения самостоятельности разряда в резконеоднородных полях?

4.9 Особенности искрового промежутка между электродами типа «шар – шар», и от чего может зависеть величина разрядного напряжения между ними?

4.10 Разрядное напряжение при высокой частоте в газовой изоляции.

4.11 Корона, как вид самостоятельного разряда на проводах линий электропередачи, вольт-амперная характеристика коронного разряда.

4.12 Потери на корону на проводах линий электропередачи при переменном напряжении. Методы уменьшения потерь на корону при переменном напряжении.

4.13 Структура времени разряда. Физическое обоснование составляющих времени разряда.

5 Рекомендуемая литература

1.Техника высоких напряжений /под ред. Д.В. Разевига. М.-Л.,Энергия,1964.-471с., ил.

2.ИерусалимовМ.Е.Техника высоких напряжений.– К.:Киев-ский университет, 1967. - 440 с.

Лабораторная работа № 3 исследование распределения напряжения по гирлянде из подвесных изоляторов

1 Цель работы

1.1. Исследовать распределение напряжения по изо­ляторам гирлянды с помощью шарового разрядника.

1.2. Исследовать распределение напряжения по изо­ляторам гирлянды с помощью измерительной штанги.

1.3 В результате проделанной работы студент должен:

знать: типы, конструкцию и области применения различных изоляторов; схему замещения гирлянды изоляторов, причины неравномерного распределения напряжения по изоляторам гирлянды;

уметь: произвести испытания гирлянды изоляторов на высоковольтной установке, выполнить анализ результатов испытаний и дать заключение о наличии или отсутствии в гирлянде дефектных изоляторов.

2 Пояснения и указания к работе. Мероприятия по технике безопасности

2.1 Экспериментальные исследования

2.1.1 Общие указания

Выполнение лабораторной работы произвести на высоковольтной установке, состоящей из автотрансформатора TV, высоковольтного испытательного трансформатора Т₁ (с номинальным вторичным напряжением U_2н = 82 кВ макс. и мощностью S = 10 кВА), вольтметра PV, ограничивающего резистора R₁ и исследуемой гирлянды из подвесных изоляторов. Для определения распределения напряжения по изоляторам гирлянды используются стандартный шаровой разрядник FV и измери­тельная штанга со встроенным электростатическим киловольтметром (не показана). Общее питание на высоковольтную установку подается от имеющегося в лаборатории распредустройства путем включения автоматического выключателя QF_ЛБ3 (не показан).

Принципиальная упрощенная схема высоковольтной установки для определения распределения напряжения по изоляторам гирлянды приведена на рис. 1. Органы управления высоковольтной установкой, сигнализации, контроля напряжения приведены на рис.2. Общий вид гирлянды из подвесных изоляторов со стандартным шаровым разрядником приведен на рис.3.

2.2 Исследование распределения напряжения по изоляторам гирлянды из подвесных изоляторов с помощью шарового разрядника

Экспериментальные исследования и расчеты произвести для случаев:

- с защитной арматурой без «нулевого» изолятора;

- с защитной арматурой с «нулевым» изолятором;

- без защитной арматуры, без «нулевого» изолятора.

«Нулевой» изолятор в условиях эксперимента имитирует дефектный изолятор не несущий на себе нагрузки, т.е. пробитый или разрушенный в условиях эксплуатации. При испытаниях «нулевой» изолятор можно по­лучить путем наложения шунта (закоротки) на любой изолятор гирлянды, например, в середине гирлянды из подвесных изоляторов.

2.2.1 Проверить отключенное положение установки. Ключи управления QA и QA1 поставить в положение "0". Проверить отключенное положение автоматического выключателя QF_ЛБ3 . Открыть дверь ограждения высоковольтной установки.

2.2.2 В диэлектрических перчатках и диэлектрических ботах войти за ограждение. Разрядной штангой снять остаточный заряд на зажимах высоковольтного трансформатора Т₁, а затем наложить разрядную штангу на один из выводов высоковольтного трансформатора Т₁.

2.2.3 Подключить высоковольтный вывод трансформатора Т₁ к гирлянде изоляторов. Другой высоковольтный вывод трансформатора - заземлить. Первую серию опытов произвести для гирлянды с защитной арматурой без «нулевого» изолятора.

2.2.4 Установить шаровой разрядник на верхний изолятор гирлянды из подвесных изоляторов. Нумерация изоляторов в гирлянде из

подвесных изоляторов устанавливается от провода к опоре.

2.2.5 В диэлектрических ботах, в диэлектрических перчат­ках снять разрядную штангу с вывода трансформатора, выйти за пределы ограждения, дверь ограждения закрыть на ключ.

2.2.6 Включить автоматический выключатель QF_ЛБ3. Ключи управления QA, QA1 поставить в положение "1", при этом должны загореться три сигнальные лампы на щите управления и одна сигнальная лампа на двери ограждения. Сигнальные лампы не горят, если нет контакта в блокировке на двери ограждения (дверь не закрыта), или если рукоятка автотрансформатора TV не стоит в положении "0".

Рисунок 1 – Принципиальная электрическая схема для исслевания распределения напряжения по изоляторам гирлянды

2.2.7 При помощи автотрансформатора TV плавно повышать напряжение на гирлянде изоляторов до пробоя шарового разрядника FV. По вольтметру PV определить первичное напряжение высоковольтного трансформатора Т₁ при пробое шарового разрядника FV и записать показания в протокол испытаний. Из-за разброса разрядных напряжений опыт повторить 3 раза, по полученным данным определить среднее значение пробивного напряжения U_1cp (В).

2.2.8 Поставить рукоятку автотрансформатора TV в положение "О".

2.2.9 Поставить ключи управления QA, QA1, в положение "О". Отключить автоматический выключатель QF_ЛБ3.

Рисунок 2 – Органы управления высоковольтной установкой, сигнализации, контроля напряжения и тока

Рисунок 3 – Общий вид гирлянды из подвесных изоляторов со стандартным шаровым разрядником

2.2.10 Открыть дверь ограждения и в диэлектрических ботах, в диэлектрических перчатках наложить разрядную штангу на незазем­ленный вывод высоковольтного трансформатора Т₁. Установить шаровой разрядник на следующий изолятор гирлянды из подвесных изоляторов.

2.2.11 В вышеизложенном порядке исследования с шаровым разрядником произвести по всем изоляторам гирлянды с защитной арматурой без «нулевого» изолятора, а также для случаев: с защитной арматурой с «нулевым» изолятором; без защитной арматуры, без «нулевого» изолятора. Данные измерений занести в табл. 1.

Таблица 1– Измеренные и вычисленные величины напряжения на изоляторах гирлянды

Метод разрядника							Измерительная штанга
Вид испытания, № изолятора	U1 (B)				U2, кВ	Uэл, %	Ui, кВ	Ui, %
	U1.1	U1.2	U1.3	U1cp

Примечание: Значения напряжения U₂(кВ) определяются по величине U_1cp (В) с использованием градуировочной кривой на рабочем месте или с учетом коэффициента трансформации высоковольтного испытательного трансформатора.

После завершения серии опытов отключить высоковольтную установку, открыть дверь ограждения высоковольтной установки, выполнить мероприятия по технике безопасности: наложить разрядную штангу на незазем­ленный вывод высоковольтного трансформатора Т₁ и снять разрядник с гирлянды изоляторов.

2.2.12 Напряжение на любом изоляторе гирлянды U_ni% в процентах от общего напряжения (по методу разрядника) вычислить по формуле:

,

где U_{i гирл} – напряжение на гирлянде при разряде на i – том изоляторе гирлянды, кВ;

n - общее число изоляторов в гирлянде.

2.3 Исследование распределения напряжения по изоляторам гирлянды из подвесных изоляторов с помощью измерительной штанги.

Экспериментальные исследования и расчеты произвести для случая с защитной арматурой без «нулевого» изолятора в гирлянде.

2.3.1 Проверить отключенное состояние высоковольтной установки (см. п.2.1.8 и п.2.1.9).

2.3.2 Открыть защитное ограждение высоковольтной установки. В диэлектрических перчатках и в диэлектрических ботах войти за ограждение и снять разрядную штангу с вывода высоковольтного трансформатора Т₁.

2.3.3 Закрыть дверь ограждения на ключ.

2.3.4 При помощи автотрансформатора TV по вольтметру PV установить напряжение 260 В.

2.3.5 В диэлектрических перчатках и в диэлектрических ботах, поочередно накладывая вилку электростатического киловольтметра изме­рительной штанги на металлические шапки изоляторов, определить падение напряжения, приходящееся на каждый изолятор гирлянды. Измеренные значения напряжения по шкале электростатического киловольтметра необходимо умножить на коэффициент, указанный на крышке прибора. Данные измерений занести в табл.1.

Сумма напряжений на гирлянде не должна отличаться от общего напряжения поданного на гирлянду более, чем на 5 ÷ 10 %. В противном случае замеры повторить. Если распределение напряжения отклоняется от нормального, то в гирлянде имеется «нулевой» изолятор. Напряжение на «нулевом» изоляторе резко па­дает, а на неповрежденных изоляторах возрастает.

2.3.6 Напряжение на любом изоляторе U_nі% в процентах от общего напряжения (по методу измерительной штанги) вычислить по формуле:

,

где U_гирл – величина напряжения, приложенного к гирлянде изоляторов, кВ;

U_i – падение напряжения на i – том изоляторе гирлянды, кВ;

2.3.6 Снять напряжение с высоковольтной установки. Поставить рукоятку автотрансформатора TV в положение "0". Поставить ключи управления QA, QA1, в положение "0". Отключить автоматический выключатель QF_ЛБ3.

2.3.7 Открыть защитное ограждение высоковольтной установки. В диэлектрических ботах, диэлектрических перчатках наложить разрядную штангу на незазем­ленный вывод высоковольтного трансформатора Т₁.

2.3.8 Отсоединить высоковольтный вывод трансформатора Т₁ от гирлянды изоляторов и подсоединить его к заземленному электроду.

2.3.9 Снять разрядную штангу с высоковольтного вывода трансформатора Т₁.

Закрыть дверь ограждения на ключ.