Bài giảng Kỹ thuật cao áp: Chương 6 - TS. Nguyễn Văn Dũng

Chia sẻ: Minh Tuyết | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:24

Thêm vào BST

Báo xấu

51
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(BQ) Bài giảng "Kỹ thuật cao áp - Chương 6: Phóng điện cục bộ" cung cấp cho người học các kiến thức: Điện trường trong bọc khí, tác hại của phóng điện cục bộ, mạch tương đương abc, thông số của phóng điện cục bộ, đo lường phóng điện cục bộ. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật cao áp: Chương 6 - TS. Nguyễn Văn Dũng

CHƯƠNG VI: PHÓNG ĐIỆN CỤC BỘ 1. Giới thiệu 2. Điện trường trong bọc khí 3. Tác hại của phóng điện cục bộ 4. Mạch tương đương abc 5. Thông số của phóng điện cục bộ 6. Đo lường phóng điện cục bộ TS. Nguyễn Văn Dũng. 10/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
TS. Nguyễn Văn Dũng. 10/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
1. Giới thiệu  Phóng điện cục bộ xảy ra trong các thiết bị được cách điện bằng hệ thống rắn-khí hoặc rắn-lỏng hoặc cách điện rắn có chứa bọt khí  Cường độ điện trường tăng cao trong chất lỏng hoặc khí trong khi chúng có độ bền điện thấp hơn chất rắn  phóng điện trong chất khí hoặc lỏng TS. Nguyễn Văn Dũng. 10/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
 Phóng điện trong bọt khí do điện trường cao ăn mòn cách điện  hình thành vết lõm  phát triển thành các kênh dạng nhánh cây  phóng điện đánh thủng HIGH VOLTAGE TS. Nguyễn Văn Dũng. 10/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
2. Điện trường trong bọt khí  Bọt khí dạng hình cầu 3 r Evoid  Esolid 1  2 r  Bọt khí dạng phẳng Evoid   r Esolid  Độ bền điện của không khí là 3 kV/mm, trong khi ứng suất điện trường khi vận hành trong chất rắn 1-2,5 kV/mm  ứng suất điện trường trong trong chất khí lớn hơn độ bền điện  phóng điện cục bộ xảy ra ở điện áp vận hành TS. Nguyễn Văn Dũng. 10/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
3. Tác hại của phóng điện cục bộ  Tại điện áp AC, ít nhất 1 lần phóng điện cục bộ xảy ra ở mỗi nữa chu kỳ  lão hóa cách điện từ từ  phóng điện đánh thủng  Sự lão hóa cách điện do PD xảy ra theo 3 cách: - Bắn phá vách bọc khí bằng điện tử hoặc ion - Nhiệt độ cao từ PD tăng phản ứng hóa học của vật liệu cách điện rắn xung quanh lỗ rỗng - Bức xạ từ PD sẽ phá vỡ liên kết của vật liệu cách điện hữu cơ TS. Nguyễn Văn Dũng. 10/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
4. Mạch tương đương của khối cách điện có bọt khí  Sử dụng mạch tương đương abc - a: điện dung phần vật liệu không có bọt khí - b: điện dung phần vật liệu nối tiếp bọt khí - c: điện dung bọt khí - b < c và c
5. Thông số của phóng điện cục bộ  Khi bắt đầu phóng điện trong bọt khí, điện áp trên bọt khí giảm từ giá trị bắt đầu phóng điện Uto đến giá trị điện áp dư Uro U c  U to  U ro  Sự phóng điện trong bọt khí tương ứng với nguồn dòng có lượng điện tích qi nối song song tụ c  Do khối cách điện nối nối tiếp với tổng trở có cảm kháng lớn nên trong thời gian phóng điện rất ngắn (10 ns), xem như không có dòng điện chạy trong mạch ngoài  mạch tương đương trong khoảng thời gian này. TS. Nguyễn Văn Dũng. 10/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
 Điện tích qi được tính như sau  ab  qi  Ce1U c   c  U c  c  b U c  ab  b  c U to  U ro   a vì b
 Ngay sau khi phóng điện, dòng quá độ từ mạch ngoài sẽ phục hồi điện áp trên khối vật liệu từ Ua-Ua lên Ua. Dòng điện này là kết quả của lượng điện tích qs được cung cấp từ mạch ngoài  bc  qs  Ce 2 U a   a  U a  aU a  bc Ua  bU c  bU to  U ro  b a c  Điện tích qs (pC) gọi là điện tích biểu kiến và được dùng để đo độ lớn của phóng điện cục bộ TS. Nguyễn Văn Dũng. 10/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
Ua b b uco  2U sin t Uc bc a c u1 TS. Nguyễn Văn Dũng. 10/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
 Điện áp đặt lên khối cách điện uco  b bc 2U sin t u1 ua  2U sin t  Khi chưa phóng điện, điện áp trên bọc khí b uco  2U sin t bc  Điện áp trên bọc khí khi phóng điện xảy ra u1 , khi bắt đầu chu kỳ điện áp (t  t1) u1  uco TS. Nguyễn Văn Dũng. 10/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
 Khi u1 đạt giá trị Uto, phóng điện xảy ra và u1 giảm một lượng Uc 2U sin t  U to  U ro  b u1  (t1< t < t2) bc Uc  Khi t = t2, u1 đạt giá trị Uto một lần nữa và phóng điện xảy ra. t2 có thể xác định từ công thức 2U sin t2  U to  U ro  b U to  b uco  2U sin t bc bc u1  Khi t > t2, u1 được xác định như sau: 2U sin t  2U to  U ro  b u1  bc TS. Nguyễn Văn Dũng. 10/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
 Số lần phóng điện trong nửa chu kỳ (n): xác định bằng cách điều chỉnh điện áp để phóng điện xảy ra tại thời điểm uco đạt cực đại b n.U c  2U ro  2 2U bc  b  2 2U  U ro   bc  (*) n U to  U ro TS. Nguyễn Văn Dũng. 10/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
* Chú ý: - công thức trên chỉ chính xác khi phóng điện xảy ra tại uco đạt cực đại - giảm nhẹ điện áp: n giảm đi 1 - n phải là số nguyên nên giá trị sau khi tính toán không là số nguyên  giảm n về số nguyên gần nhất TS. Nguyễn Văn Dũng. 10/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
 Khi điện áp tác dụng ngoài được tăng từ 0, phóng điện sẽ xảy ra khi giá trị hiệu dụng của điện áp bằng giá trị bắt đầu phóng điện Ub. Lúc này có 2 lần phóng điện trong nửa chu kỳ và Uto được xác định (tăng đến Ub thì điện áp trên c đạt Uto) b b  c U to U to  2U b  Ub   bc b 2 TS. Nguyễn Văn Dũng. 10/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
 Sau khi phóng điện, giảm điện áp tác dụng đến khi không còn phóng điện được giá trị điện áp tắt Us. Tuy nhiên, chỉ cần điện áp ngoài lớn hơn Us, sẽ có 1 lần phóng điện xảy ra trong nửa chu kỳ khi điện áp đạt giá trị cực đại  n = 1  b  2 2U  U ro   bc  (*) n U to  U ro Thay U = Us b  c U to  U ro  Us   (với n = 1) b 2 2 TS. Nguyễn Văn Dũng. 10/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
 Điện áp xuất hiện trên bọt khí tương ứng với giá trị hiệu dụng Us của điện áp ngoài được tính như sau:  b   uco  2U sin t   bc  b U to  U ro 2U s  bc 2 b  c U to  U ro Us   b 2 2 TS. Nguyễn Văn Dũng. 10/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
 Năng lượng tiêu tán khi có 1 lần phóng điện trong bọc khí 1 1 W  Wtruoc PD  Wsau PD  Ce1U to  Ce1U ro2 2 2 2 1 ab  2 1  ab  2  c  U to   c  U ro 2 ab 2 ab 1 2   b  c  U to2  U ro2 (với a>>c>>b)  b  c U to  U ro U to  U ro  1 2 mà: qs  bU to  U ro  W  2U s qs b  c U to  U ro Us   b 2 2 TS. Nguyễn Văn Dũng. 10/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
 Tổn hao công suất do PD 2nW (n: số lần phóng P  2nf 2U s qs T điện trong ½ chu kỳ) TS. Nguyễn Văn Dũng. 10/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.