ChChươương 1: Phóng
i n v ng quang ng 1: Phóng đđi n v ng quang ệ ầ ệ ầ
duy trì, nó ạ ưng cho hi n tệ ư ngợ đ c trặ
đi n t ệ ự ờ đ u.ề
ả ộ
lân c n I)Khái ni m chung: ệ Là d ng phóng phóng đi n trong tr ư ng không ệ Quá trình phóng đi n không kéo dài trên toàn b kho ng ệ c c mà ch x y ra ở ự ậ đi n c c có bán kính bé. ệ ự ỉ ả
ầ ấ ố
ấ ầ
0:
Gây ra dòng đi n v ng quang (tính ch t gi ng dòng rò) Đi n trệ ẫ ệ T n th t v ng ổ ư ng trên b m t dây d n có bán kính r ờ quang
=
=
E
E
dd
vq
ln
r 0
f 2 h r 0
ề ặ U
đm từ 400 kV
ố ớ đư ng dây siêu cao áp có U
Ví d ụ đ i v i các tr lên gây ra t n th t v ng quang lên đ n 19 kW/ 1km. ờ ấ ầ ế ở ổ
ChChươương 1: Phóng ầ
i n v ng quang ng 1: Phóng đđi n v ng quang ệ ầ ệ ầ đư ng dây cao áp 1 chi u ề ờ
II) Phóng đi n v ng quang trên
ệ Các đ c ặ đi m:ể
vq
ư ng phát sinh v ng quang E ầ ờ
=
+
d M
1(
)
Evq
N d r 0
đ ộ đi n trệ 1. Cư ng ờ đ nh theo công th c th c nghi m sau: đư c xác ứ ị ự ệ ợ
ẫ
ệ
δ =
0.386
T
Trong đó: r0 - bán kính dây d n M, N - h s th c nghi m ệ ố ự P ố ủ
ụ đi n hình tr ng ệ ệ ụ ư i ta xác ờ đ nh ị
U
vq
rE . vq
0 ln.
R r 0
δ - m t ậ đ tộ ương đ i c a không khí, Th c nghi m trên t ự đư c:ợ M=31; N=0,308; và =
ng 1: Phóng đđi n v ng quang i n v ng quang ệ ầ ệ ầ nh theo bi u th c: đđ nh theo bi u th c: ứ ị ầ ứ ị ầ
ChChươương 1: Phóng ợc xác đưđư c xác i n v ng quang Dòng đđi n v ng quang ợ ệ Dòng ệ 2p= ..1. EkR I vq d ch chuy n c a ó: k là đđ d ch chuy n c a trong đđó: k là trong ệi n tích ể ủ đđi n tích ộ ị ệ ộ ị ể ủ ệi n tích ể ủ đđi n tích di chuy n c a v = v = kE kE là t c ốlà t c ố đđ di chuy n c a ệ ộ ể ủ ộ
pe 8
=
ể ể
I
UUU
(
)
vq
vq
2
R
ln
k R r 0
- Ho c:ặHo c:ặ
ủ ầ ủ ầ
ệ ệ i đi n cao âp. i đi n cao âp. Đây là quan h Volt-Ampe c a v ng quang trên các Đây là quan h Volt-Ampe c a v ng quang trên các ng dây t đưđư ng dây t ệ ệ ả ả ờ ờ
ờ ờ
ổ ổ
ỉ ỉ
ề ề
ầ ạo n mà các đđo n mà các ạ
ế ế ả ả
ờ ờ
vqvq
ủ ử ủ ử
ChChươương 1: Phóng i n v ng quang ng 1: Phóng đđi n v ng quang ệ ầ ệ ầ III) Phóng đi n v ng quang trên đư ng dây cao áp xoay chi u ề ầ ờ ệ ng dây cao áp xoay chi u 3 pha thì Khi nghiên c u ứ đưđư ng dây cao áp xoay chi u 3 pha thì ề Khi nghiên c u ứ ề trtrưư c h t c n ph i xét đđi n tích kh i c a các pha i n tích kh i c a các pha đđ n các ến các c h t c n ph i xét ố ủ ệ ế ớ ế ầ ả ớ ế ầ ệ ố ủ ả ến nhau hay không? đđ n nhau hay không? ưư ng ởng ở ảcó nh h ế ả có nh h Vì c c tính c a các dây d n bi n ế đđ i trong t ng n a chu i trong t ng n a chu ẫ ủ ự ử ừ Vì c c tính c a các dây d n bi n ẫ ủ ự ử ừ ế ị đđ y ra xa kh i y ra xa kh i i n tích kh i c a m i pha ch b kỳ nên đđi n tích kh i c a m i pha ch b ỏ ẩ ỗ ố ủ ệ kỳ nên ố ủ ỏ ẩ ị ỗ ệ đđ u, ầu, ầ ó trong n a chu kỳ đđó trong n a chu kỳ ờng nào ộ đđo n ạo n ạ đưđư ng nào dây d n m t ử ờ ẫ dây d n m t ử ộ ẫ i b kéo v phía dây d n. còn trong n a chu kỳ sau nó l ẫ ạ ị ử i b kéo v phía dây d n. còn trong n a chu kỳ sau nó l ẫ ạ ị ử đđi n tích kh i di chuy n ra i n tích kh i di chuy n ra ầC n tìm cách tính ể ố ệ C n tìm cách tính ể ố ệ xa dây d nẫ xa dây d nẫ t: thi Gi t: thi Gi 1. C1. Cưư ng ờng ờ ng trên m t dây d n trong toàn b th i đđ trộ trộ ưư ng trên m t dây d n trong toàn b th i ộ ờ ẫ ặ ộ ờ ẫ ặ đđ i và b ng E i và b ng E gian c a n a chu kỳ là không ằ ổ gian c a n a chu kỳ là không ằ ổ ộ đđi m ng E t 2. C2. Cưư ng ờng ờ đđ trộ trộ ưư ng E t ngoài không gian i m i m t ể ở ạ ờ ngoài không gian i m t ạ ể ở ộ ờ i u ki n: ỏ đđi u ki n: o n r th a ộ đđo n r th a cách xa tr c dây d n m t ề ạ ẫ ụ cách xa tr c dây d n m t ề ỏ ạ ộ ẫ ụ E.r=EE.r=Edddd.r.r00=Const =Const
ệ ệ
i n v ng quang ng 1: Phóng đđi n v ng quang ệ ầ ệ ầ ỉ ệ ớ đđi n trệi n trệ v i v i ỉ ệ ớ
ờng v=kE: ờ ưư ng v=kE:
ứ ứ
ChChươương 1: Phóng i n tích t l ể đđi n tích t l d ch chuy n T c ốT c ố đđ d ch chuy n ệ ộ ị ệ ể ộ ị /V.s Th nguyên c a k là m ủ 22/V.s Th nguyên c a k là m ủ Mà ta có v=dr/dt, v i r là quãng Mà ta có v=dr/dt, v i r là quãng đđóó ệi n tích. Do đđi n tích. Do ệ =
=
. = kEk
v
rE dd 0 r
ng d ch chuy n c a đưđư ng d ch chuy n c a ể ủ ể ủ ờ ờ ị ị ớ ớ
dr dt ế ế
T
L y tích phân 2 v trong n a chu kỳ, ta có: L y tích phân 2 v trong n a chu kỳ, ta có: ấ ấ
2
=
dt
rdr
ử ử r max
1 kE
dd
r 0
0
r 0
kTE
(cid:242) (cid:242)
dd
ệi n tích di ố đđi n tích di là đđo n ạo n ạ đưđư ng l n nh t mà kh i ng l n nh t mà kh i V i rớV i rớ maxmax là ệ ấ ớ ờ ố ấ ờ ớ đưđư c: ợc: ợ ợc. Tính tích phân ta chuy n ể đưđư c. Tính tích phân ta ợ chuy n ể = r r max 0
ChChươương 1: Phóng
i n v ng quang ng 1: Phóng đđi n v ng quang ệ ầ ệ ầ
=1,25cm; T=0,02s; k=1,8cm22/Vs/Vs Ví d : N u E ụ ế Ví d : N u E ụ ế =36kV/cm; r00=1,25cm; T=0,02s; k=1,8cm vqvq=36kV/cm; r
i xa nh t c a đđi xa nh t c a ta tính đưđư c ợc ợ đưđư ng ờng ờ ta tính i n tích kh i r ấ ủ đđi n tích kh i r ệ ệ ấ ủ ố maxmax=40cm=40cm ố
ả ả
ờ ờ
ả ả
ỗ ỗ
ứ ầ ứ ầ ể ể
ề ề ằ ằ
ầ ầ ờ ờ ổ ổ
ó kho ng cách pha-pha c a Trong khi đđó kho ng cách pha-pha c a ờng dây 110kV là ủ đưđư ng dây 110kV là ờ Trong khi ủ ó cho th y r ng ừ đđó cho th y r ng ng dây 220kV là 7m. T 3-4m, c a ủ đưđư ng dây 220kV là 7m. T ấ ằ 3-4m, c a ủ ấ ằ ừ bé hơơn r t nhi u so v i kho ng cách gi a các dây d n n r t nhi u so v i kho ng cách gi a các dây d n rrmaxmax bé h ữ ẫ ớ ề ấ ớ ữ ẫ ề ấ đđ c l p v i c l p v i i n tích kh i c a m i pha là đđi n tích kh i c a m i pha là và có th xem ớ ộ ậ ố ủ ệ ể và có th xem ớ ộ ậ ệ ố ủ ể nhau.Do Do đđó có th nghiên c u v ng quang trên nhau. ờng dây xoay đưđư ng dây xoay ó có th nghiên c u v ng quang trên ờ ừ đđó ó đđ c l p. T c l p. T chi u 3 pha b ng cách nghiên c u t ng pha ộ ậ ứ ừ chi u 3 pha b ng cách nghiên c u t ng pha ừ ộ ậ ứ ừ ng dây b ng cách đưđư ng dây b ng cách suy ra t n hao v ng quang trên toàn ằ suy ra t n hao v ng quang trên toàn ằ l y t n hao v ng quang c a 1 pha nhân 3 l n lên. ấ ổ l y t n hao v ng quang c a 1 pha nhân 3 l n lên. ấ ổ ủ ủ ầ ầ ầ ầ
ChChươương 1: Phóng
ng 1: Phóng đđi n v ng quang i n v ng quang ệ ầ ệ ầ ợc dùng đưđư c dùng ợ ộ ủ ự ộ ủ ự ổ ổ
ệ ệ ứ ứ
5
=
+
f
(
P
)25
UU (
2 10.)
0
- - D
Công th c th c nghi m quen thu c c a Pick Công th c th c nghi m quen thu c c a Pick đđ tính toán t n hao v ng quang là tính toán t n hao v ng quang là ầ ể ầ ể 241 d
trong đđó: ó: δδ là m t ậ trong
ữ ữ
=
d 2,21
ợc xác đưđư c xác ợ
ln
r 0 s ố ủi c a không khí là m t ậ đđ tộ tộ ươương ng đđ i c a không khí ố ủ s là kho ng cách trung bình hình h c gi a các dây d n ẫ ọ ả s là kho ng cách trung bình hình h c gi a các dây d n ẫ ọ ả ệi n áp pha ủ đđi n áp pha U là tr s hi u d ng c a ệ ị ố ệ ụ U là tr s hi u d ng c a ủ ị ố ệ ụ i n áp phát sinh v ng quang, ị ố đđi n áp phát sinh v ng quang, là tr s UU00 là tr s ầ ệ ầ ệ ị ố đđ nh b i công th c: nh b i công th c: ở ị ở ị 0
mmr 0 2 1
s r 0
ứ ứ U
ủ ề ặ ủ ề ặ
v i mớv i mớ là h s bóng c a b m t dây d n ẫ ệ ố 11 là h s bóng c a b m t dây d n ẫ ệ ố và mvà m22 là h s khí h u là h s khí h u ậ ệ ố ậ ệ ố
ChChươương 1: Phóng
ng 1: Phóng đđi n v ng quang i n v ng quang ệ ệ
ầ ầ
IV) Bi n pháp gi m t n th t v ng quang ấ ầ ệ ả ổ
ả ổ
ủ ế đ gi m t n th t v ng quang là gi m Bi n pháp ch y u ấ ầ ể ả ệ cư ng ờ ẫ Edd). N uế Edd <28 đ trộ ư ng trên b m t dây d n ( ờ ề kV/cm thì không phát sinh v ng quang.
o đ t cách
Đư ng dây bán kính r ờ cư ng ờ
đo n là h thì đ t 1 ấ ặ ầ ặ
ờ ư ng trên b m t dây d n là: ề ặ ạ ẫ
U
=
E
dd
h
ln
r o
pha 2 r o
h
đ ộ đi n trệ ro
dd thì c n ph i t ầ
đ tấ
Đ gi m E ể ả ả ăng r0
2
70mm
2
F ‡ F ‡
240mm
Uđm =110 kV: Uđm =220 kV:
ẫ ỗ ưng có đ b n kém) ộ ề
i h n b i vì : ở ẫ ớ ạ
ớ ế ăng
ả ề ệ ầ
đ n 50mm) gây đi u ki n phát sinh v ng quang thì dây ế ể
ăn cho thi công, l p ráp và không kinh t ề
Tăng ro : - Dùng dây d n r ng (nh - Dùng dây lõi thép AC Vi c tệ ăng bán kính dây d n là có gi Khi bư c qua lĩnh v c siêu cao áp (U>330kV) thì n u t ự bán kính đ tho mãn ể d n s r t l n (bán kính dây có th lên ẫ ẽ ấ ớ nhi u khó kh đó đư ng dây s d ờ ẽ ư đ t ể ả ấ ợ
+
-
ờ
D
ợ
+
ữ
-
và khi ế ắ ấ đ nh. ộ ư ng công su t nh t i m t l ị Do đó ngư i ta phân pha dây d n ẫ s - S lố ư ng dây phân pha : n - Kho ng cách gi a các dây phân pha : D Xét đư ng dây 2 pha m i pha 2 dây phân nh ả ờ ỏ ỗ
s
+
-
D
- Kho ng cách gi a 2 dây phân pha D. ữ - Kho ng cách gi a 2 pha là s ữ ả ả
+
ấ
h ph ự ệ
+
a
ừ ệ ương trình Xu t phát t Maxwell nói lên s liên quan gi a ữ đi n áp và ệ * V i 2 dây: ớ
a (
12
11 a
=
a
ln
U pha : H s th riêng ệ ố ế
11
11
) 1 pe 2
s or
a
a
=
đi n tích : = q
12
ln
12
1 pe 2
s D
ệ ố ế ương
:H s th t hỗ
q
=
+
=
U
(ln
ln
)
ln
pha
q pe 2
s D
2 pe 2
s r td
s r o
=
(
)
r td
Dr o
-
* Trong trư ng h p 1 pha phân nh thành n dây: ợ ỏ ờ
=
U
ln
pha
nq 2pe
s r td
n
=
(
..
)
-
r td
DDDr o n
2
1
1
đ nh ị ớ
ư c khi i tùy theo công ư i ta xác đi n áp tr ệ ờ đư ng dây truy n t ề ả ờ
đi n áp truy n t i đ nh ị ề ả ệ
=
ứ ấ
16
P
(KV) Thông thư ng, ng ờ thi t k h th ng ế ế ệ ố su t yêu c u: ầ ấ Công th c kinh nghi m ệ đ xác ể công su t: (Công th c Still) ứ + 34,4 1 U
pha thì trên dây d n có
đi n áp U ệ ẫ đi n ệ
2pe
=
=
q
q
ln
n
ln2
. U pha s r td (2 dây)
. U pha s r td (n dây)
N u dây d n có ế tích: ẫ 2pe
ẫ ỗ
ư ng E trên m i dây d n phân nh Tương ng ứ đi n trệ ỏ ờ g m có 2 thành ph n: ầ ồ - Do chính đi n tích q c a b n thân nó gây ra ệ
q
pha
=
=
E 1
pe 2
. r o
2
ln
r o
s r td
ủ ả U
q
=
=
=
- Do đi n tích q trên dây phân nh lân c n gây ra ệ ậ ỏ
E
.
E 1
pe 2
.
D
pe 2
r o D
. rq o . Dr . o
D
* Trư ng h p 1 pha phân thành 2 dây: ờ ợ
=
+
E
2
D+ 2
max
E 1
= EE 1
E 1
max trên dây phân nh :ỏ r 0 D
Đi n trệ ư ng E ờ
* Trong trư ng h p 1 pha phân thành n dây: ợ ờ
+
ờ
(2
)1
E
n
max
max trên dây phân nh là:ỏ E 1
=
+
=
D - ư ng E Đi n trệ = E
(2
n
)1
Dnf ,(
)
E 1
E 1
r 0 D
-
ờ ư i ta ch n n c ọ ố đ nh, t c là ch n: ứ ờ ọ ị
ư ng là hàm s c a kho ng cách D: ố ủ ả ờ
Thông thư ng ng n = 2, 3, 4, 5, ... do đó ta có đi n trệ E = f(1/D)
ư ng ờ ị
đó, t n th t do v ng quang s ẽ ổ đ ể đi n trệ ầ ị ấ
ợ ạ ự ể . E = f(1/D) đ t c c ti u
0=
dE dD
Bài toán s tr thành: Tìm giá tr D ẽ ở đ t giá tr bé nh t. Khi ấ ạ bé nh t.ấ Đi u ề đó đ t ạ đư c khi hàm Nghĩa là:
Ta xác đ nh ị đư c kho ng cách D t ả ợ ố ưu i
ệ ủ
dd) và do đó gi m ả đư c ợ
ẫ
ủ đư ng dây, vì th t
ả
2
2
=
=
+
i. i công su t c a ờ ấ ế ăng đư c ợ ờ ấ ủ đư ng dây và gi m ờ ề ả đư ng dây truy n t
S
R
jX
)
Ptn
(2
D
S U
* Ưu đi mể c a vi c dùng dây phân pha: -Tăng đư c bán kính dây d n (r ợ t n th t v ng quang. ổ ấ ầ -Làm gi m ả đi n c m c a ệ ả kh nả ăng truy n t ề ả t n th t công su t trên ấ ổ 1. UU X
ủ đư ng ờ
đó công su t ph n kháng do
đi n dung c a ệ ả ấ ệ ố ấ ờ ớ
* Như c ợ đi mể c a nó là làm cho ủ dây tăng lên r t l n, do ấ ớ đư ng dây sinh ra cung c p cho h th ng l n nên gây ra quá đi n ápệ
