Жоғары және төмен кернеулі тарату электр желілерін пайдалану және қызмет көрсету
жүктеу/скачать 8,07 Mb. Pdf көрінісі
|
e78184c9d558274295412f714cb179e2 original.8467165
| 3.4-кесте.
Кернеудегі желіде жұмыс жүргізу үшін қолданылатын оқшаулағыш аспаптардың қоректендіру желісіндегі беткейлі ойық кернеуі (тиімді мәндер). Ұзындық/м 1 2 3 4 5 Оқшаулағыш сабаны/кВ 320 640 940 1100 Оқшаулағыш арқан/кВ 340 500 860 1020 1120 1) Электр өрісінің біртексіздігі. Біртекті электр өрісіндегі біртекті және тығыз қатты диэлектрик ойығы өрісінің кернеуі 1–10 МВ/см жете алады. Ойық өрісінің кернеуі материалдың ішкі құрылымына тәуелді және сыртқы факторларға қатынасы аз болады. Диэлектрик неғұрлым қалың болса, диэлектриктің біртексіздігінен ойық өрісінің кернеуі соғұрлым кем болады. Егер қалыңдығы өте аз болса (<10 -3 -10 -4 см), ойық өрісінің кернеуі ұлғаяды. Электр өрісі неғұрлым біртексіз болса, ойық өрісінің кернеуі соғұрлым аз болады. Егер электр өрісі жергілікті күштірек болса, жартылай заряд болуы ықтимал. Ұзақ жартылай разряд әсерінен қатты диэлектриктің бір бөлігі электрхимиялық бұзылуға ұшырайды. 2) Қосымша кернеу түрі және оны қосу уақыты. Қатты диэлектрик ойығының үш нысаны кернеуді қосу уақытымен тығыз байланысты. Егер бір қатты диэлектрик электр өрісі кернеуінің бір таралымына жатса, оның найзағайлы импульстік ойық кернеуі әдетте қоректендіру желісі ойығының кернеуінен артық, ал оның тұрақты ток ойығының кернеуі де қоректендіру желісі ойығының кернеуінен артық. Айнымалы кернеу жиілігі артқан кезде, жылу ойығының пайда болуы ықтималдығы артады немесе анағұрлым күшті жартылай разряд, ірі диэлектриктік шығындар және қызуы салдарынан электрхимиялық ойық ерте орын алады. 3) Температура. Егер төмен температура кезінде қатты диэлектрик электр ойығы аймағында орналасса, қатты диэлектрик ойығы өрісінің кернеуі көп жағдайда температурамен байланысты болмайды. Егер температура біраз көтерілсе, қатты диэлектрик жылу ойығына ұшырауы мүмкін. 57 Қоршаған ортаның анағұрлым жоғары температурасы және салқындаудың нашар шарттары жылу ойығының анағұрлым төмен кернеуін көрсетеді. 4) Қатты диэлектриктің қасиеті мен құрылымы. Жобалау мен құрылыста қолданылатын қатты диэлектрик көбінесе біртексіз және тығыз емес болады, және оның электр өрісін бұзатын және қатты диэлектрикті зақымдайтын кеуектері мен басқа ақаулары болады. Егер диэлектрик тым қалың болса, бір жағынан электр өрісі кернеуінің таралуы біртексіз болады, ал жылудың таралуы қиын болады, бұл ойық өрісі кернеуінің төмендеуіне соқтырады; екінші жағынан қатты диэлектриктің жылу өткізгіштігі жақсы және аз өткізгіштігі немесе диэлектрлік шығындары болғандықтан, термиялық ойық кернеуі артады. 5) Кернеу қосуларының саны. Егер кернеуді қосу уақыты жеткілікті болмаса немесе электр өрісінің кернеулігі жеткілікті жоғары болмаса, диэлектрикте орын алу үшін толық ойық тым кеш болуы мүмкін және тек толық емес ойық пайда болады. Бұл құбылыс әсіресе өте біртексіз электр өрісінде және найзағайлы импульсті кернеуде маңызды. Кернеудің бірнеше берілісі кезінде толық емес ойық топтамасы диэлектриктің толық ойығына соқтырады. Толық емес бұзу қатты диэлектриктің біртіндеп нашарлауын тудыратын әсер кумулятивті әсер деп аталады. 6) Механикалық жүктемелер. Қатты диэлектрик механикалық жүктемеге ұшырағанда жарықтар немесе микрожарықтар пайда болған кезде ойық кернеуі құлайды. 7) Ылғал. Егер қатты диэлектрик ылғал әсеріне ұшыраса, ойық кернеуі құлайды. 2) Газэлектриктердің қасиеттері Газды диэлектриктегі ойық газ молекулалары электр өрісінің әсерінен соққы иондануына ұшыраған кезде электродтар арасындағы бұзушы разряд болып табылады. Найзағайдың пайда болу үдерісі қалыпты ауа ойығы болып табылады. Газ диэлектригінің бұзылуына электрондық соққы иондануы, электрондар көшкіні және стимерлік разряд жатады. Өзек-пластина типті электродтар арасындағы саңылауға қатысты, мысалы, егер кернеу өзек-пластина электродтарына берілсе, ал пластиналық электрод жерлендірілсе, өзекті электродқа жақын электр өрісі күштірек, себебі өзекті электродтың қисықтық радиусы кем болады, ал басқа аймақтардағы электр өрістері салыстырмалы әлсіз болады. Егер саңылауға берілген кернеу белгілі бір мәнге жетсе, электрондық соққымен иондау алдымен өзекті электрод ұшына жақын жергілікті электр өрісінде орын алады, бұл стримерге дейін дамуы ықтимал электрондардың көшкініне ұшыратады. Жергілікті стример жәй ғана өзек-пластина электродтарының ұштарында тәждік разряд тудырады. Электр өрістері өте әлсіз басқа аймақтарда стример саңылау арқылы өтеді, сондықтан саңылау әлі бұзылмайтын болады. Қосылған кернеуді ұлғайтқан сайын тәжді разряд қабаты да біртіндеп кеңейеді. Егер кернеу біршама дәрежеге дейін өссе, егер өзек ұшында шағын ретсіз щетка ұшқындары пайда болса, нәтижесінде саңылау толығымен бұзылатын болады. Газды диэлектрик ойығына көптеген факторлар әсер етуі мүмкін, соның ішінде қосымша кернеу, пластина пішіні, газдың қасиеттері мен күйі бар. Газды диэлектрик ойығының таралған түрлеріне тұрақты ток кернеуінің ойығы, қоректендіру желісі кернеуінің ойығы, жоғары қысым ойығы, импульсты кернеу ойығы, жоғары вакуум ойығы және электрге қарсы газ ойығы жатады. Кернеудегі желіде жұмысқа тартылған газ диэлектриктері негізінен ауа саңылауы түрінде болады. Ауа саңылауы жақсы оқшаулағыш болып табылады, ал оның оқшаулау деңгейі электр өрісі әсеріндегі бастапқы разрядты кернеумен өлшенеді. Өндірістік жиіліктегі айнымалы токтың электр өрісіндегі ауа саңылауы разрядының орташа градиенті шамамен 400 кВ/м құрайды. Ауа оқшаулауының деңгейі келесі факторларға байланысты. 1) Электрод пішіні. Шарик-шарик, өзек-өзек, өзек-пластина және пластина-электрод тәрізді төрт әдеттегі электродта шарик-шарик типті электродтың өріс кернеулігі анағұрлым біртекті және оқшаулау деңгейі ең жоғары, ал электродтардың қалған үш типі өріс кернеуінің бұрмалылануына ұшырап, шарик-шарик типті электродтар арасындағы саңылауға қарағанда анағұрлым төмен оқшаулау деңгейіне ие болады. 2) Ауытқу дабылының кернеуі. Синусоид, ішкі импульсті толқын, жарық импульсті толқын және тұрақты ток салынған ішкі толқын – бұл кернеудегі желіде жұмыс жүргізу кезіндегі кернеудің әдеттегі ауытқу дабылының төрт типі. Практика жүзінде олардың ауа оқшаулау деңгейіне әртүрлі әсер ететіні дәлелденген. Электрод нысандарының көпшілігіне теріс өрістіліктің ішкі толқынының 58 разряд кернеуі оң өрісті ішкі толқынның кернеуіне қарағанда жоғары. Оқшаулаудың электрлік беріктігінің вольт-секундты сипаттамалары бар, ал кернеуді ұстап тұру қабілеті ауытқу дабылының кернеуіне және қосу уақытына тәуелді. Кернеу қисығының түрлі нысандарының толқын күштері түрлі жылдам шамалардың ұлғаю немесе кему жылдамдықтарын білдіреді. i) Жарық толқынының тогы жылдамдығының бағыты ең қысқа, ұлғаю жылдамдығы ең жоғары және қосудың уақыты ең қысқа, сондықтан жарық толқынының астындағы разряд кернеуі ең жоғары болып табылады. ii) Ішкі толқын қозғалысы бағытының аралығы жарық толқыны мен синусоидты қоректендіру желісінің арасында орналасқан, сондықтан ішкі толқын астындағы разряд кернеуі ең төмен болып табылады. iii) Қоректендіру желісінің синусоиды ең ұзақ толқын күшіне ие, және оның разрядтың пайда болу кернеуі ішкі толқынға қарағанда жоғары, бірақ жарық толқынына қарағанда төмен, сондықтан оң өрісті жарық импульсты толқын оқшаулау деңгейіне ең қатты әсер етеді. 3) Метеорологиялық шарттар. Атмосфералық қысым, температура және ылғалдылық әр түрлі дәрежеде ауа оқшаулауының электрлік беріктігіне әсер етеді. Электр өрісінің және атмосфералық қысымның өзгеріссіз кернеуі жағдайында, егер температура көтерілсе, молекуланың жылу кинетикалық шамасы артып, иондануды жеделдетуі қажет, бұл газды заряд кернеуінің төмендеуіне соқтырады. Осындай жағдайда, егер ылғалдылық артса, ауадағы су буы молекулаларының шамасы ұлғаюы тиіс, және молекулалардың деиондалуы жылдамдайды, бұл газ разряды кернеуінің төмендеуіне ұшыратады. Ауа саңылауының ойық кернеуі ауа температурасы мен ылғалдылығы өскен сайын кемиді. Нәтижесінде температура мен ылғалдылық газды разрядқа кері пропорционалды. Иондау өрісі кернеуі мен ойық өрісі кернеуінің жоғарылығы салдарынан ойықтан кейін ауа өзінің оқшаулау қасиеттерін жылдам қалпына келтіре алады, ал ауа жанбайды, жарылмайды, тозу мен тотығуға ұшырамайды. Дегенмен, ауа разрядының ойық кернеуі жоғары шашыраңқы болады. Сондықтан, ауа саңылауында разряд сипаттамаларын зерделеу кезінде статистикалық көзқарасты ұстану қажет. Разряд кернеуінің елу пайызы статистикалық түрде ішкі импульсты ұстамды кернеу кезінде ауа саңылауының орташа оқшаулау қасиетін көрсетеді. Разряд кернеуінің 50% анықтауға қатысты ауа саңылауына бекітілген ауытқу аралығымен стандарты импульсті кернеу таңдалып, беріледі. Және кернеу жеткілікті мөлшерде берілсе және саңылаудың бұзылу ықтималдығы 50% құраса (яғни саңылау жалпы уақыттың 50%-да бұзылады), таңдалған кернеу саңылау разряды кедергісінің 50% құрайды және U 50 белгісімен бейнеленеді. Көптеген сынақ нәтижелері U 50 ауа саңылауы ішкі импульсті кернеудің ауытқу дабылымен үйлесетінін және саңылаудың бұзылуы әдетте толқын күші кезінде орын алатынын көрсетеді. Басқа сөзбен айтқанда, саңылаудың бұзылуы T p толқын күшінің уақытымен тығыз байланысты. С о саңылау үшін, U 50 толқын күшінің уақытымен өзгереді және толқын күшінің біраз уақыты аралығында U 50 .min ең аз мәнге жетеді. Бұл уақытта толқын күші толқынның шекті күші беп аталады. Зек пен пластина арасындағы саңылау үшін эмпирикалық формуланы қолдануға болады, әдетте өзек электроды оң өрісті болатын разрядтың критикалық кернеуін бағалау үшін Мұндағы U 50 .min– разрядтың шекті кернеуі, kV; L– саңылау ұзындығы, (м). Бұл эмпирикалық формула саңылау ұзындығы 2-5 м болғанда қолданылады. Электродтың басқа пішінді саңылауы үшін ең алдымен формула (3.5) ұзындығы саңылаумен бірдей өзек пен пластина арасындағы саңылауды U 50 .min бағалау үшін қолданылады. Содан соң бұл мән көрсетілген саңылаудың U 50 .min есептік мәнін алу үшін аталған электрод нысанының саңылау коэффициентіне K g көбейтіледі. Түрлі нысандағы электродтардың K g саңылау коэффициенттері туралы тиісті ақпаратқа жүгіну қажет. |