Грозовые перенапряжения

М. В. Шкаруба

Изоляция и перенапряжения

в электрических системах

Конспект лекций

Омск – 2006

УДК 621.3.015.38+621.3.035.156

ББК 31.27

Ш 66

Рецензенты:

В. К. Федоров, д-р. техн. наук, профессор СибАДИ;

Б.Н. Коврижин, канд.техн.наук, и.о. начальника учебно-

производственного центра МУПЭП “Омскэлектро”

Шкаруба М. В

Ш 66 Изоляция и перенапряжения в электрических системах:

Конспект лекций. −Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006.− 64 c.

Конспект лекций содержит основы техники высоких напряжений и состоит из трех разделов. В первом разделе рассмотрены перенапряжения в электрических системах и защита от них, во втором – изоляция электротехнического оборудования, а в третьем приведены методы испытаний изоляции и испытательные установки, а также корона на проводах и защита от нее.

Конспект предназначен для студентов очной (дневной и вечерней), а также заочной форм обучения специальности 140211.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Омского государственного технического университета

УДК 621.3.015.38+621.3.035.156

ББК 31.27

© М. В. Шкаруба, 2006

© Омский государственный

технический университет, 2006

I. ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ И

ЗАЩИТА ОТ НИХ

1.1. Общая характеристика перенапряжений в электрических сетях

Перенапряжение − это любое напряжение U_max, превышающее амплитуду наибольшего рабочего напряжения (U_нр) на изоляции элементов электрической сети. Вместо номинального напряжения взято наибольшее рабочее, которое может на 5−20 % превышать номинальное.

Обычно приводят не максимальное напряжение U_max, а кратность перенапряжений:

.

Перенапряжения в электрических сетях делятся на внешние и внутренние.

Внешние перенапряжения возникают как при ударах молнии, так и при взрывах атомных и водородных бомб. О последних до сих пор мало статистических данных. В настоящее время их считают маловероятными и не учитывают при выборе защиты от перенапряжений.

Внутренние перенапряжения вызваны колебаниями электромагнитной энергии, запасенной в элементах электрической цепи или поступающей в нее от генераторов. Внутренние перенапряжения можно условно разбить на коммутационные и установившиеся.

Коммутационные перенапряжения возникают при изменении схемы или параметров сети – коммутации в широком смысле слова. Коммутации могут быть плановыми (включение и отключение элементов сети) и аварийными (замыкание в сети и отключении их). Коммутационные перенапряжения заканчиваются одновременно с затуханием переходной составляющей и продолжаются обычно несколько периодов промышленной частоты.

После этого может возникнуть вторая стадия перенапряжений – установившийся режим, это резонансы на промышленной частоте, а так же на высших и низших гармониках. Источниками высших и низших гармоник может быть нелинейный элемент сети, например, трансформатор при насыщении магнитопровода.

Трансформаторы при насыщении магнитопровода одновременно с появлением высших гармоник могут приводить к появлению феррорезонансов. Условием для возбуждения феррорезонансных колебаний является образование в сети контура, настроенного на частоту одной из гармоник.

Установившийся режим может длиться от долей секунды до нескольких секунд.

Грозовые перенапряжения