Разорна пражњења у далеководима

Transcript

1 Разорна пражњења у далеководима Диелектрична чврстоћа је онај напон који изолатор може да поднесе. Конвенциони напон опрема мора увек да издржи. Прескочни напон у ваздуху зависи од облика електрода, од облика електричног поља, амплитуде и трајања пренапона. Такође зависи од низа микропроцеса у природи и има случајан карактер, не долази увек до прескока при истом напону., N - нормална Гаусов расподела, µ - математичко очекивање, σ - квадрат стандардне девијације. f x x,, f - је густина расподеле, x - случајна променљива. F x x x,, d - није обавезно време. d P P x x вероватноћа x - дискретне вредности које случајна променљива узима. E x x P D x x P Стандардизација расподеле: x Нормализована расподела µ=, σ =, N,

2 . Мерењем прекочног напона између коаксијалних цилиндричних електрода у SF6 гасу добијене су следеће вредности V:, 8, 8, 75, 8, 6, 9, 94, 98, 5,,, 5,, 7,,,, 88, 5, 9,, 6, 96. Одредити: а очекивану вредност прескочног напона, б варијансу и стандардну девијацију прескочног напона, в функцију густине расподеле и функцију расподеле прескочног напона. x P P /4 /4 /4 /4 /4 /4 /4 /4 / / /8 /4 /4 / /4 / /4 /4 /4 /4 /4 4/4 5/4 6/4 7/4 8/4 /4 /4 5/4 6/4 7/4 9/4 /4 /4 /4 P x<x P - амплитуда учестаности појављивања. Релативна учестаност, вероватноћа да прескочни напон узме неку од прескочних вредности. P P 4 а E x 8 6 б x P, кумулативна вероватноћа V 8 D x 8 x P 9.7 V σ = 9,55 V, на основу ове вредности се одређује интервал око вредности где се очекује прескочни напон. в f x P x x P f x x x V

3 Метода горе доле за одређивање 5% прескочног напона 5% прескочни напон је напон при коме у 5% случајева долази до прескока. Ова метода се може применити јер подлаже нормалној расподели. Испитује се кад долази до прескока а не до пробоја. ДН МИ - капацитивно делило напона, - мерни инструмент. Коаксијални кабл елиминише електро магнетне сметње до мерног инструмента. Ударни генератор може давати таласе различитих амплитуда. Метода горе доле Полази се од напона приликом кога не долази до прескока. Напон се повећава за Δ све док не дође до прескока напона на изолатору и тај напон се усваја да је онда се напон спушта и добија се = - Δ и такав напон се доводи на изолатор и утврђује да ли долази до прескока, ако се не појави прескок напон се повећа за Δ, а ако се појави напон се смањи за Δ. Поступак се понавља све док се не добије вредности напона. Аритметичка средина ових напона представља 5% прескочни напон.. При одређивању 5% прескочног напона методом горе доле напон се мења на следећи начин. Одредити 5% прескочни напон и стандардно одступање. Редни број V прескок не да не Не да не да да да не не да не не не да да да Δ=5 V. се не користи за израчунавање 5% прескочни напон. x P P /7 4/7 7/7 4/7 /7 P /7 5/7 /7 6/7 P релативна учестаност појављивања ових вредности.

4 P кумулативно појављивање. 5% E x D x 4.85 V 5 5 x P 45 V x P.5 V Одређивање расподеле напона дуж изолаторског ланца. Одредити расподелу напона дуж једног изолаторског ланца који се састоји из изолаторскох чланака. Претпоставити да су капацитивности металних делова чланака према землји, према проводнику и према суседном чланку независне од чланка. Бројни подаци: =, капацитивност између металних делова суседних чланака = 5 F, капацитивност према земљи = 5 F, капацитивност према проводнику = F. Конзола стуба је уземљена, тако да је =. Расподела напона дуж изолатора је нелинеарна, а то је последица постојања паразитних капацитивности према проводнику под напоном и према земљи.

5 x x x На главној дијагонали је збир свих капацитивности које се сустичу у тој тачки. % је релативни однос у односу на напон на изолатору који се сматра да је % напон. % % d % % ad d

6 ad % Високонапонски монофазни испитни трансформатор има следеће карактеристике: ' '' називни примарни напон 5V, називни секундарни напон 5V, називна фреквенција f = 5 H, називно оптерећење при пуном напону S = 75 VA, KS = 6 %. Напајање овог испитног трансформатора врши се из регулационог трансформатора '' следећих карактеристика: 58V, секундарни напон је променљив од до 5 V, минимално напонско подешење Δ = %, трајна снага при максималном напону S = VA, KS =,6 %. Испитни трансформатор на располагању има и заштитни отпорник чија је отпорност = 9 Ω. a Одредити колики капацитет може да има објекат који се испитује, б Проценити да ли је потребно прикључивати заштитни отпорник ако је краткотрајно дозвољена струја кратког споја KS = A. Заменска шема а Максимална капацитивност је она при коме се има максимална струја кроз испитни трансформатор

7 ax S F 5 5 б Када не би било отпорника и када би испитни објекат био кратко спојен X X X s X S S 5V 79Ω '' '' A 5 KS Ω 79Ω Неопходно је коришћење заштитног отпорника X s X A 5. Каскадни генератор једносмерног напона напаја се напоном мрежне учестаности f = 5 H и даје једносмерни напон од V то је номинални напон каскадног генератора. Генератор се састоји од 4 каскаде, сви кондензатори имају по С =, µf, номинално струјно оптерећење је 4 A. Одредити: а пад напона при номиналном оптерећењу, б пулсацију напона при номиналном оптерећењу, в напон празног хода. Ако се претпостави да наилази негативна полупериода, постоји могућност да се кондензатор напуни на максималну вредност напон на високонапонској страни трансформатора. У току позитивне полупериоде преко вертикалне диоде која је усмерена на доле пуни се доњи кондензатор на напон на кондензатору се надовезује на напон секундара високонапонског трансформатора.

8 Напон од 8 је напон празног хода. Када се каскада оптерети протећиће нека струја и долази до пражњења ових кондензатора. Напон при оптерећењу је мањи од напона празног хода. а s f V 6 - број каскада б s f V в h h V 5 V 4

9 Ударни струјни генератор Служи за добијање великих струја при малим напонима, проблем је добити велику струју и велики напон истовремено. Принцип рада ударног струјног генератора се заснива на прежњењу кондензатора преко мале импедансе која у себи садржи неки отпор или индуктивитет. Користе се за динамичко и термичко напрезање објекта, симулира струју атмосферског пражњења. 6. Дати су параметри ударног струјног генератора: = 5 V, = 58, µf, =,4 µh индуктивност целог објекта, O = 8,6 Ω. Одредити облик и амплитуду ударног струјног таласа. Принципијална шема: Сферно искриште варничар има улогу прекидача Подешавањем ових елемената може се добити жељени облик струјног таласа. d d d d, при прескоку

10 и су нуле полинома +δ+ω = s ad s , Пошто је ω > δ има се псеудопериодичан режим, тј. нуле ће бити имагинарне s.9 6 степен пригушења s s s cos s cos Максимална вредност струје се приближно постиже за /4 периоде..88 μs 4 4

11 [A] s A µs,,,,,5 6, 6,4 6, A 4,5 47,87 7,4 5,94 457,56 5,6 4,6 48,4 =, µs при,, и =,5 µs при, μs.8 6 x [s] x -5 Једносмерни ударни напонски генератор 7. За изградњу једносмерног ударног напонског генератора на располагању су два кондензатора С = 7, F, и С =,5 F С обухвата и капацитивност испитног објекта. Активна отпорност испитног објекта је бесконачна. Одредити отпор који је потребно убацити у коло да би облик таласа био,/5. С >> С >>

12 За овај прелазни процес, који је кратак, је бесконачно велик. С се незнатно празни у процесу пуњења С. После тога обе капацитивности се празне преко. Ово је други временски процес, има дужу временску константу. Т С, Т С d d d d h d d

13 h h.9. 7 μs 7. l l 5.7 μs l Č Č Делила напона се користе при мерењу високог напона јер су јефтинија од трансформатора за високи напон. 8. За мешовито делило напона који је приказан на слици одредити такав однос параметара да делило теоријски не уноси изобличења. Однос дељења треба да буде +:. Делило је предвиђено да ради тако да буде повезано са осцилоскопом преко коаксијалног кабла карактеристичне импедансе, дужине d који је на крају затворен отпором.

14 = да не би било рефлексија од коаксијалног кабла. Потребно је да се плашт уземљи само у једној тачки, да не би било лутајућих струја што је случај ако је кабал уземљен на два места. Еквивалентна шема Да би био цео број: Y

15 Одавде следи да је: Само један кондензатор зато што је горе редна веза, одавде следи да је: 9. За мерење импулсног напона примењено је омско делило напона на које је прикључен осцилоскоп за снимање брзих појава као на слици. Карактеристична импеданса коаксијалног кабла је =7 Ω. Осетљивост осцилоскопа је 5 V/c а висина екрана је 8 c. Одредити отпор да би овим делилом могли да меримо напон до MV. Отпор сматрати: а да тежи бесконачности, б = = 7 Ω.

16 6 ax ax V 8 c c V 5 v v v v v a 87.5 b