Файл: Сви П.М. Контроль высоковольтной изоляции методом частичных разрядов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 90
Скачиваний: 0
и напряжение на нем снизилось настолько, что разряды не могли возникнуть. По мере подсыхания стенок тре щины создаются условия для возникновения интенсив ных разрядов. Однако разрядный промежуток в изоля торе не уменьшился (загрязнений трещины нет), и пос ле удаления всей влаги разряды прекратились. После
о
asm |
П/Ж |
20/Ж |
21/1Г |
28/Ж |
29/Ж |
Облачность, |
Ночью шел Ночью шел Пасмцрный Утром не- |
||||
дождей |
резкийде— снег;днем снег; |
день;детер большой |
|||
не1two |
тер t=*5°C oâffâmcm таяние |
умеренный\ моросящий |
|||
|
|
исоты й |
снега |
досольного дождь;день |
|
|
|
детер;н(№. |
|
и + ю ’с |
несмирный |
|
|
ло таяния |
|
с гШ н е |
U+WC |
|
|
снега |
|
было дозю- |
|
|
|
|
|
дя |
|
Дни измерений
Рис. 3-8 Зависимость интенсивности разрядов от погоды в осенний период на ЛЭП ПО кв\ на опо рах № 34, 36 и 48— дефектные изоляторы.
42
Очередного увлажнения трещины весь цикл повторялся. В условиях эксплуатации процесс возникновения и развития разрядов в изоляторе с трещиной будет про текать несколько сложнее. При опыте изолятор подвер гался воздушной сушке, поэтому испарение влаги шло медленно. На действующей линии подсушка изолятора
го /т |
г г /ш |
г з /ш |
25/Ш |
28/Ш |
гз /ш зо /т |
ЗІ/Ш |
і / т |
efim |
я /ш |
Ясный |
Ясны й |
Я сны й |
Ночью |
Ночью |
Облачно Ночью |
Пасмцр Ночью |
Л асм ур Р езк и й |
||
день; |
S e n f, |
день; |
гроза, |
гроза, |
и + го'с дож дь, |
н ы й |
дождь, |
но, |
âsm ep, |
і= ь-ЗО’С |
t= *3S‘C te \3 0 ‘C денгцс* |
оолачно |
ясны й |
день, |
днем пас |
|
т учи . |
||
|
|
|
н т |
£=+& '£ |
день, |
и + а ‘с м урно |
* |
t= *13'С |
|
|
|
|
|
|
t-*25°C |
|
Ѵ-±18*С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дни измерений
Рис. 3-9. Зависимость интенсивности разрядов от погоды в летний период на ЛЭП ПО кв; на опорах № 40, 48 и 51— дефектные изоляторы.
будет идти в основном за счет протекающего через него тока. Кроме того, будут иметь место процессы снижения разрядного напряжения за счет загрязнения трещины и усиленной ионизации, <
Зависимость разрядов от атмосферных условий в де фектных изоляторах, находящихся на действующей ли нии передачи, показана на рис. 3-8. С началом таяния
43
Снега ,(с 20/ІХ) уровень разрядов в дефектных изолято рах (на опорах № 36, 48) резко снизился; 22/ІХ разря дов в этих изоляторах не было. Однако после двух дней без осадков 28/ІХ разряды в дефектных изоляторах возобновились.
Разряды в дефектном 'Изоляторе на опоре № 34 не прекращались: весьма вероятно, что трещина в этом изоляторе закрыта от проникновения наружного воздуха армировкой и поэтому не увлажняется. На рис. 3-9 прщ ведена зависимость интенсивности разрядов, измерен
ных у опор участка |
другой линии |
в летний период. |
Общая закономерность та же: после |
гроз 25 и 26/ѴІІ, |
|
а также после дождя |
1/VI11 разряды |
в дефектных изо |
ляторах прекратились, но вскоре возобновились. Здесь явление несколько сложнее: так, разряды в дефектном изоляторе на опоре № 48 после грозы 25/ѴІІ прекрати лись и отсутствовали почти пол.месяца.
Из приведенных графиков следует, что наличие раз рядов в дефектных изоляторах существенно зависит от того, был ли дождь в предшествующие 1—2 суток.
Другой из причин прекращения разрядов в дефект ном изоляторе может быть роса. Так, например, изме рения, проведенные у опоры с дефектным изолятором рано утром после обильной росы, разрядов не обнару жили (измеренный уровень помех 160 мкв)\ однако че рез 2 ч около этой же опоры был зарегистрирован высо кий уровень (550 мкв), свидетельствовавший о наличии разрядов.
-3-2. ПРОЦЕССЫ НА ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ ПРИ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДАХ В ИЗОЛЯТОРАХ
а. Ток в заземлении опоры
Схема замещения линии на заземленных опорах без тросов упрощенно представлена на рис. 3-10, где де фектный изолятор с разрядами в нем заменен эквива лентным генератором импульсов (Гн), включенным по следовательно в цепь, состоящую из емкости Сэ осталь ных элементов гирлянды, волновых сопротивлений ли нии ZB.ji и опоры Zn.0, а также сопротивления заземле ния R3.
Приведем расчет применительно к линии НО кв на
44
металлических опорах. В этом случае параметры рас четной схемы будут следующими:
Ra = |
Za-0-\- — -jr “Ь 150-j- 10 = 410 ом, |
(3-1) |
где ZBSl — волновое сопротивление линии, равное парал лельно включенным волновым сопротивлениям проводов по обе стороны опоры;
ZB.0 — волновое сопротивление опоры;
R3— сопротивление растеканию заземления опоры;
Сэ = <^ - = ^ = 6 шеф, |
(3-1а) |
/I О |
|
где С0 — емкость одного изолятора; п — число полноценных изоляторов в гирлянде.
Известно, что при воздействии на схему единичного скачка напряжения (например, при мгновенном включении постоянного напряжения с амплитудой, равной единице) переходный процесс представляет собой экспоненту вида
g{i)='m e |
(3-2) |
где g (t) — ток при единичном скачке напряжения (пере ходная проводимость);
= i = RaCa ■постоянная вре
|
мени эквивалентной схемы. |
|
|
||||
Для 'принятых .нами параметров |
|
|
|||||
схемы ß = 4 *10s сект1. |
Поскольку этот |
|
|
||||
процесс |
по длительности |
сопоставим |
|
|
|||
с импульсом |
напряжения |
частичного |
|
|
|||
разряда |
(см. § 1-3), то ток 'переход |
|
|
||||
ного процесса в контуре будет иметь |
|
|
|||||
более сложную форму, зависящую не |
Рис. 3-10. Схема за |
||||||
только от параметров |
цепи, но |
и от |
мещения линии на |
||||
характеристик |
тока частичного |
раз |
заземленных опо |
||||
рах без |
троса. |
||||||
ряда. |
|
|
|
|
|
|
|
Согласно § 1-3 примем, что импульс' напряжения |
|||||||
эквивалентного генератора |
равен: |
|
|
||||
|
|
и = и„( |
|
|
(3-3) |
||
где а = |
1,75-ІО8 — коэффициент |
затухания тока |
частич |
||||
|
|
ного |
разряда. |
|
|
|
45
При воздействии этого напряжения на схему (рис. 3-10) ток в контуре будет равен:
а . . |
1мкс(е-аі- е - Ѵ ) . (3-4) |
----(<?.—аt а- ѵ \ _ |
|
Ло Р |
|
— а ' |
|
Следовательно, ток в контуре представляет собой раз ность двух экспоненциальных импульсов: одного, обу словленного током частичного разряда, а другого, обу словленного длительностью переходного процесса в схеме.
Частотный спектр этого тока
G = L |
(3-5) |
' W |
+ « W + “*) |
Такой широкий частотный спектр тока (см. рис. 2-3, кривая S) позволяет выбрать точки настройки дефекто скопа в значительном диапазоне частот.
В случае деревянных опор без заземлений сопротив ление эквивалентной схемы будет очень большим (по рядка десятков и даже сотен мегом), поэтому скольконибудь значительного тока по опоре ожидать нельзя.
б. Отбор тока тросами
При наличии грозозащитных тросов часть тока, про текающего по опоре при частичных разрядах в изоля торе, ответвляется с вершины опоры в тросы и не про ходит по заземлению.
Рис. 3-11. Схема замещения линии на опорах с тросами.
Схему замещения линии для этого случая можно представить в виде цепочки четырехполюсников. При мем П-образную схему четырехполюсника (;рис. 3-11). При разряде в дефектном изоляторе к опоре приклады вается импульс напряжения U\. Сопротивление Z„ и
46
проводимость Yn элементов схемы замещения примем равным волновым сопротивлениям троса ZB.T и прово
димости опоры — соответственно
^U.O
|
Zn = ZB.T; |
= |
|
(3-6) |
|
Величиной сопротивления заземления пренебрегаем. |
|
||||
|
Напряжение на п -f-1 элементе |
связано с напряжением |
|||
в начале цепочки уравнением |
|
|
|||
|
и п+1 = и 1е~пГ, |
|
(3-7) |
||
где |
U1— напряжение |
ь начале |
цепочки; |
|
|
Г = |
Un+i — напряжение |
на /г—{—1 элементе; |
|
||
b -ф- ja — коэффициент распространения цепочки. |
|
||||
|
Коэффициент распространения найдем из известного |
||||
соотношения |
|
|
|
|
|
|
ch Г = |
1 —]—Щ 2- ■ |
(3-8) |
Поскольку в схеме замещения приняты волновые сопро тивления, имеющие активный характер, в правой части уравнения отсутствует мнимая часть. Поэтому с учетом
(3-6)
с 1 і Г = 1 + ^ . |
(3-9) |
*-Оц.о |
|
Распределение напряжения по обе стороны |
от опо- |
,ры с дефектным изолятором симметрично. |
|
На рис. 3-12 приведены кривые распределения на пряжения вдоль опор линии передачи для случая одно го и двух тросов, рассчитанные по формуле (3,-7). Как следует из кривых, при одном тросе уже через одну опору напряжение снижается до 4% от напряжения на опоре с дефектным изолятором. При двух тросах напря жение вдоль линии падает несколько медленнее ввиду уменьшения сопротивления тросов. Однако и в том и в другом случае мешающее влияние от разрядов на одной опоре будет обнаружено лишь на ближайших одной-двух опорах вдоль линии. На кривой 3 (рис. 3-12) приведены результаты измерения на линии передачи 110 кв с одним тросом. Для опор, расположенных около опоры с дефектным изолятором, ход кривой согласуется с расчетом.
4?
Такое четкое распределение ■напряжения будет по лучено в случае, если амплитуда импульсов разрядов Значительно превышает амплитуду импульсов помех от короны. При значительном уровне помех результаты измерений могут быть аналогичны кривой 4. То обстоя тельство, что ток импульса частичного разряда при на личии тросов входит в результат измерения у соседних
Л 1опоры от места рпридай
Рис. 3-12. Распределение напряжения по опорам уча стка линии при частичных разрядах на одной из опор.
/ — один грозозащитный трос fno расчету); 2—два грозозащит ных троса (по расчету); 3, 4—экспериментальные данные на
линии НО кв с одним тросом.
опор, несколько усложняет истолкование результатов измерений.
Если на участке линии в четыре-пять опор есть толь ко одна опора с дефектным изолятором, установить эту опору несложно. Однако, когда опор с дефектными изо ляторами на небольших участках линии несколько, то влияние разрядов в дефектных изоляторах может дать ложную отбраковку нескольких соседних опор, не имею щих дефектных изоляторов.
в. Влияние сопротивления заземления
При расчете отбора тока тросами мы пренебрегали влиянием сопротивления Заземления и наличием отра женных волн напряжения (от заземления и соседних опор). Эти обстоятельства .несколько усложняют карти ну распространения вдоль линии импульсов частичных разрядов.
48
\
Рис. 3-13. Распреде |
Рис. 3-14. Схема заме |
||
ление импульсного то |
щения гирлянды с де |
||
ка |
между |
опорой и |
фектным изолятором |
тросом в зависимости |
четвертым от |
||
от |
сопротивления за |
траверсы. |
|
земления |
опоры. |
|
|
На рис. |
3-13 |
.приведена |
кривая распределения им |
пульсного тока между опорой / оп и тросом /тр в зависи мости от сопротивления заземления по результатам экс периментального исследования на модели линии с од ним тросом [Л. 30].
Из кривой следует, что при малых сопротивлениях заземления опоры, к которой прикладывается импульс, отбор тока тросом мал (до 15%), что совпадает с дан ными расчета (кривая, рис. 3-12). Однако при сопро тивлениях заземления, превышающих 50 ом, почти треть
тока импульса |
растекается по тросам. В |
этом случае |
не будет четкой |
картины местонахождения |
дефектного |
изолятора, аналогичной приведенной на рис. 3-12. Де фектоскопом будет отмечен повышенный уровень разря дов у ряда соседних опор.
г. Зависимость тока в заземлении от места дефектного изолятора в гирлянде
•При расчете по схеме замещения рис. 3-10 принима лась во внимание лишь собственная емкость С0 изоля торов гирлянды и не учитывались частичные емкости изоляторов относительно опоры Со и провода (Д. Одна-
4—2508 |
49 |