поддерживающих гирлянд ВЛ-6…750 кВ
Степень загрязненности атмосферы | λ у.э., см/кВ | |||
6-20 кВ | 35 кВ | 110-220 кВ | 330-750 кВ | |
1 | 2,2 | 1,9 | 1,4 | 1,4 |
2 | 2,2 | 1,9 | 1,6 | 1,5 |
3 | 2,2 | 2,2 | 1,9 | 1,8 |
4 | 2,6 | 2,6 | 2,25 | 2,25 |
5 | 3,0 | 3,0 | 2,6 | 2,6 |
6 | 3,5 | 3,5 | 3,1 | 3,1 |
7 | 4,2 | 4,2 | 3,7 | 3,7 |
Следует отметить, что для более загрязненных районов необходимо выбирать изоляторы с большим отношением .
Результаты расчета , округляются в большую сторону, если цифра после запятой больше чем 3. при решении задачи смотреть приложение (таблицы П.1-П.7.).
Задача 2.
Во вращающихся электрических машинах высокого напряжения (3-24кВ) в месте обмотки из паза статора существует электрическое поле с большим коэффициентом неоднородности. Сталь статора, т.е. заземленный электрод, имеет здесь угол с острой кромкой (точка А, рис. 3.1.) напряженность у которой даже при рабочем напряжении получается настолько высокой, что на поверхности изоляции могут возникнуть скользящие разряды (от точки А), разрушающие изоляцию и резко сокращающие ее срок службы.
Напряженность вдоль по поверхности изоляции будет изменяться по закону:
, (4.4)
где ; ; ;
- относительная диэлектрическая проницаемость изоляции.
Абсолютное значение напряженности будет определяться выражением
. (4.5)
Наибольшая напряженность имеет место при , т.е. в точке А (рис. 3.1)
. (4.6)
Для того, чтобы сделать электрическое поле на этом участке более однородным, на поверхность изоляции наносят покрытие, удельное сопротивление которого (на единицу слоя) на 3-4 порядка меньше, удельного сопротивления самой изоляции . Благодаря этому напряженность электрического поля вдоль поверхности изоляции в месте выхода обмотки из паза значительно снижается и разряды в этом месте устраняются, но появляется острая кромка в месте окончания покрытия (точка В на рис. 3.1).
При этом наибольшее значение при , т.е. в точке А будет
. (4.7)
Для наибольшей напряженности на участке т.е. в точке В будет
. (4.8)
При принципиальном выборе длины покрытия и его удельного сопротивления, разность потенциалов между токоведущим стержнем и краем покрытия оказывается сниженной на столько, что, несмотря на неоднородность поля в этом месте, разряд на крае покрытия не возникает.
При этом, как правило, и необходимая длина покрытия определяется с использованием (4.7) и условия
. (4.9)
Действующую длину покрытия обычно принимают несколько больше расчетной, так как в процессе эксплуатации наблюдается старение покрытия и увеличение . При расчетах, размерности всех величин берутся в системе СИ.
Задача 3.
При решении этой задачи главную изоляцию машины следует рассматривать как двухслойный плоский конденсатор (рис.4.1).
Рис.4.1. Эскиз двухслойного плоского конденсатора.
При последовательном соединении емкостей соблюдается равенство
, (4.10)
где: и - напряжения приложенные к воздушному зазору и твердому диэлектрику, причем
Емкость -того слоя
, (4.11)
где: - абсолютная диэлектрическая проницаемость Ф/м,
- относительная диэлектрическая проницаемость слоя,
- толщина слоя,
S- площадь электродов, при решении задачи принимается .
Напряженность в воздушном зазоре ,
Допустимая напряженность для воздуха кВ/см. Если напряженность в воздушном зазоре превышает , в зазоре начнутся разряды. С мерами ограничения разрядов можно ознакомиться по [5].
Приложение
П.1. Пояснения терминов (ГОСТ 1516.3-96).
Класс напряжения электрооборудования – номинальное междуфазное напряжение электрической сети, для работы в которой предназначено электрооборудование.
Наибольшее рабочее напряжение электрооборудования – наибольшее напряжение частоты 50Гц, неограниченно длительное приложение которого к зажимам разных фаз (полюсов) электрооборудования допустимо по условиям работы его изоляции (табл. П.1.)
Примечание – наибольшее рабочее напряжение электрооборудования не охватывает допустимые для его изоляции кратковременные (длительностью до 20с) повышения напряжения в аварийных условиях и повышение напряжения частотой 50Гц (длительностью до 8ч), возможные при оперативных коммутациях.
Электрическая сеть с изолированной нейтралью – сеть, нейтраль которой не имеет соединения с землей, за исключением приборов сигнализации, измерения и защиты, имеющих весьма высокое сопротивление, или сеть, нейтраль которой соединена с землей через дугогасящий реактор, индуктивность которого такова, что при однофазном замыкании на землю ток реакторов в основном компенсирует емкостную составляющую тока замыкания на землю.
Таблица П.1.
Наибольшие рабочие напряжения и расчетные кратности внутренних перенапряжений, принимаемые при выборе изоляции для класса напряжений кВ
Показатель | Изолированная нейтраль | Эффективно заземленная нейтраль | |||||||||||
3 | 6 | 10 | 15 | 20 | 35 | 110 | 150 | 220 | 330 | 500 | 750 | 1150 | |
Наибольшее рабочее напряжение кВ | 3,6 | 7,2 | 12 | 17,5 | 23 | 40,5 | 126 | 172 | 252 | 363 | 525 | 787 | 1200 |
Отношение | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,17 | 1,15 | 1,16 | 1,15 | 1,15 | 1,15 | 1,1 | 1,05 | 1,05 | 1,05 |
Наибольшее рабочее фазное напряжение , кВ | 2,1 | 4,2 | 6,9 | 10,1 | 13,3 | 23,4 | 72,7 | 100 | 145 | 210 | 303 | 454,4 | 693 |
Амплитуда наибольшего рабочего фазного напряжения , кВ | 2,94 | 5,9 | 9,7 | 14,3 | 18,8 | 33,1 | 103 | 141 | 206 | 296 | 429 | 643 | 980 |
Расчетная кратность внутренних перенапряжений | 4,5 | 4,5 | 4,5 | 4,0 | 4,0 | 3,5 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 2,7 | 2,5 | 2,1 | 1,8; 1,6 |
Электрическая сеть с заземленной нейтралью – сеть, нейтраль которой соединена с землей наглухо или через резистор, или реактор, сопротивление которых достаточно мало, чтобы существенно ограничить колебание переходного процесса и обеспечить значение тока, необходимое для селективной защиты от замыкания на землю.
Примечание – степень заземления нейтрали сети характеризуется наивысшим значением коэффициента замыкания на землю для схем данной сети, возможных в условиях эксплуатации.
Коэффициент замыкания на землю – отношение напряжения на неповрежденной фазе в рассматриваемой точке трехфазной сети (обычно в точке установки электрооборудования) при замыкании на землю одной или двух других фаз к фазному напряжению рабочей частоты, которое установилось бы в данной точке при устранении замыкания.
Примечание – при определении коэффициента замыкания на землю, место замыкания и состояние схемы выбираются такими, которые дают наибольшее значение коэффициента.
Таблица П.2.