Розподіл напруги в ізоляції силових високовольтних однофазних кабелів і однорідною ізоляцією.

Конструкция однофазного одножильного кабеля приведена на рисунке:

1-жила

2-изоляция 3

3-пров.оболочка

1

 

R₀

Для определения напряжения изоляции необходимо решить уравнение Пуассона:

- Оператор Лапласа - Температура

- Плотность заряда - количество тепла, выделенное в 1 обьема в 1 времени

- Диелектрические проницаемости - единица времени

Для теплового режима:

Используя условия осевой симметрии кабеля можно сказать, что потенциал на любой концент. относительно жилы будет одинаково. В связи с этим вторым членом уравнения можно принебречь. Учитывая малое сопротивление жилы можно также пренебречь и 3 членом. Тогда уравнение примет вид:

Будем считать что в изоляции кабеля отсутствуют свободные заряды., соответственно можно пренебречь Q, тогда уравнение Пуассона переходит в уравнение Лапласа.

тогда (*)

Интегрируем это уравнение: тогда но

Распределение Е по конструкции неоднорідно и как видно из рисунка коэф. ист. изоляции весьма низок.

 

Зона захисту одиничного стрижневого блискавковідводу.

Зона защиты молниеотвода — это часть пространства, примы­кающая к молниеотводу, внутри которого инженерное сооружение за­щищено от прямых ударов молнии с определенной степенью надеж­ности. Зона защиты типа А обладает степенью надежности 99,5 % и выше, а зона защиты типа Б — 95 % и выше.

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода при высоте 150 м представляет собой конус (рис. 1), вершина которого находится на высоте , основание образует круг радиу­сом . Горизонтальное сечение зоны защиты на высоте защитного уровня сооружения представляет собой круг радиусом . Эти ве­личины составят для зоны типа А:

для зоны типа Б:

где и определяют по закону подобия треугольников.

Для зоны типа Б высоту молниеотвода при известных величинах и устанавливают по формуле

 

Билет№20

1) ВСХ

1-импульсы напряжения, 2-кривая средних значений пробивного напряжения,3-граница разброса пробивних напряжений.

Зависимость розрядного U от предразрядоного времени наз ВСХ.Вид ВСХ зависит от степени неоднородности электрического поля в промежутке.Всх вводят для понятия импульсной прочности изоляции.В этом случае Г импульсов формирует U различной амплитуды при одинаковой форме импульсов.При защите обьекта от перенапряжений Всх защитного аппарата должна быть ниже ВСХ защищаемого обьекта!

1-всх вентильного разрядника,2-всх трубчатого разрядника,3-всх защищаемого обьекта,4-импульс напряжения.

2) Градирування изоляции ……

Электрическое поле одножильного кабеля является неравномерным: напряженности поля убывают по направлению от жилы к оболочке кабеля.В результате этого изоляция в кабеле используется не равномерно: внутренние слои изоляции нагружены полностью,а наружные слои недогружены.Использование изоляции можно улучшить если обеспечить большую равномерность электрического поля в изоляции. С этой целью изоляция кабелей выполняется градированной,состоящей из 2-3 слоев с различными диэлектрическими проницаемостями.

Рассмотрим электрическое поле одножильного кабеля,изоляция которого состоит из 2-х слоев

Напряжения приходящиеся на каждый слой обратно пропорциональны емкостям слоев:

Кривая1-распределение электрического поля в неградированой,2-в градированной при условии что r1*e1=r2*e2

U1/U2=C2/C1, кроме того U1+U2=U

Максимальная напряженность поля в каждом из слоев может быть выражена:

E1м=U1/(r1*ln(r2/r1)) E2m=U2/(r2*ln(R/r2))

Следует что r1*e1=r2*e2

Тоесть слои изоляции в кабеле должны располагаться по убывающим значениям диэлектрической проницаемостей.

3) Зона защити двойного….молниеотвода

Стержневой молниеотвод представляет собой конструкцию, состоящею из молниенприемника,токоотвода и заземлителя. Молниетводы образуют вокруг себя некоторое пространство,защищенное от попадания молнии, называемое защитной зоной.

а-сечение вертикальной плоскостью,проходящей через оси молниеотводов; б-сечение горизонтальной плоскостью на высоте hx.Если расстояние между молниеотводами l больше 3h(при вероятности прорыва 0.005) или 5h(при вероятности прорыва 0.05),каждый из молниеотводов следует считать одиночным. Зона защити сдвоенного молниеотвода больше, чем сумма защит двух одиночных молниеотводов. Зона защити одиночного стержневого молниеотвода высотой h,представляет круговой конус с вершиной на высоте h<h0 и сечение которого на высоте hx имеет радиус rx.Рисунок б-зона защити двухстержневого молниеотвода.