zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Bài giảng Vật liệu kỹ thuật điện: Chương 10 - Phạm Thành Chung

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:23

Báo xấu

15
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Vật liệu kỹ thuật điện: Chương 10 - Phạm Thành Chung" được biên soạn nhằm giúp các em sinh viên nắm được các nội dung cơ bản về: Hiện tượng dẫn điện trong điện môi lỏng; Phóng điện chọc thủng trong điện môi lỏng; Khả năng làm mát của cách điện lỏng; Các tính chất vật lý quan trọng khác... Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng tại đây.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật liệu kỹ thuật điện: Chương 10 - Phạm Thành Chung

Chương 10. Điện môi lỏng Cách điện Nhiệm vụ Làm mát Điện môi lỏng có mật độ lớn hơn nhiều Đ.M.K Điện dẫn của Đ.M.L > Đ.M.K ( coi ĐMK có σ≈ 0) --> Đ.M.L có σ xác định Cách điện Đ.M.L Dẫn điện
10.1 Hiện tượng dẫn điện trong Đ.M.L Cấu tạo 2 phân tử chất lỏng A.B dễ dàng bị phân ly thành ion A+ và B- và cả quá trình tái hợp kd- hệ số phân ly kr- hệ số tái hợp Khi hình thành cách điện tích + và – Các ion này sẽ chuyển động về các điện cực trái dấu và tạo thành các lớp điện tích trái dấu trên bề mặt điện cực với độ dầy λ+ và λ- Sự xuất hiện các lớp đtích trái dấu làm E ở giữa 2 đcực thay đổi Nếu U đủ nhỏ coi E giữa 2 đcực là đều 233
10.1 Hiện tượng dẫn điện trong Đ.M.L Dòng điện tỷ lệ thuận với điện áp đặt vào Điện áp đặt vào càng lớn I càng tăng Htg dẫn điện trong trường hợp này goi là giả Ohm U tăng -> kd tăng ->λ+ và λ- tăng và nó sẽ tiếp xúc nhau ở giữa 2 đ.cực-> khả năng kr tăng. Hiệu ứng tăng đtích do U tăng = hiệu ứng giảm đtích do các ion trái dấu trung hòa với nhau. Dòng điện ko thể tăng được nữa mặc dù tăng U Chế độ dẫn điện gọi là chế độ bão hòa 234
10.2 Phóng điện chọc thủng trong Đ.M.L 1. Phóng điện chọc thủng trong Đ.M.L do bọt khí Các quá trình hình thành bọt khí bao gồm: 235
10.2 Phóng điện chọc thủng trong Đ.M.L 1. Phóng điện chọc thủng trong Đ.M.L do bọt khí Khi một bọt khí được hình thành, nó sẽ bị kéo dài theo hướng của điện trường do ảnh hưởng của lực tĩnh điện (d tăng) Thể tích của bọt khí V=const trong quá trình bị kéo dài. P=const ->P.d tăng. Quá trình phóng điện sẽ diễn ra khi điện áp rơi dọc theo chiều dài của bọt khí bằng với giá trị nhỏ nhất trên đường cong Paschen ứng với khí bên trong bọt khí. 236
10.2 Phóng điện chọc thủng trong Đ.M.L 1. Phóng điện chọc thủng trong Đ.M.L do bọt khí Giá trị điện trường bên trong bọt khí Trong đó: σ là sức căng mặt ngoài, ε1 là hằng số điện môi tương đối của chất lỏng, ε2 là hằng số điện môi tương đối của khí bên trong bọt khí, r là bán kính ban đầu của bọt khí (giả sử ban đầu là hình cầu) Vb là điện áp rơi trên chiều dài của bọt khí. Epđct phụ thuộc vào kích cỡ ban đầu của bọt khí , mà kích cỡ này lại phụ thuộc vào áp suất thủy tĩnh và nhiệt độ của chất lỏng. Hiện tượng phóng điện này làm giải phóng NL nhiệt và làm hóa hơi chất lỏng -> tạo các bọt khí mới. Quá trình cứ thế tiếp diễn và xảy ra pđ trên toàn bộ k/c giữa 2 đ.cực. 237
10.2 Phóng điện chọc thủng trong Đ.M.L 2. Phóng điện chọc thủng trong Đ.M.L do các phần tử chất rắn  Trong thực tế, các quy trình làm sạch chất lỏng không bao giờ loại trừ hết được các tạp chất rắn cỡ dưới µm.  Các tạp chất rắn này có thể tồn tại trong chất lỏng như các sợi hoặc các phần tử phân tán trong chất lỏng.  Khi đặt E thì các phần tử chất rắn chịu 2 lực tác dụng F: Trong đó: r- hình cầu bán kính ε2 hằng số điện môi của chất rắn, (ε2 =hàng trăm) ε1hằng số điện môi của chất lỏng (ε1 =2÷4) grandE2 – chỉ E chỗ nào lớn nhất Nếu ε2>ε1 (thực tế điều này luôn đúng), lực này sẽ có hướng về vùng có điện trường lớn nhất. 238
10.2 Phóng điện chọc thủng trong Đ.M.L 2. Phóng điện chọc thủng trong Đ.M.L do các phần tử chất rắn -> các ptử chất rắn đc kéo về khu vực đ.cực có Emax (ví dụ đỉnh nhọn trên bề mặt điện cực) Tạo thành cầu nối giữa 2 đ.cực -> pđct Thu hẹp khoảng cách giữa 2 đ.cực 239
10.3 Khả năng làm mát của cách điện lỏng VD: Khi I tăng -> t tăng ->phần nóng nổi lên trên Phần lạnh xuống dưới (ĐH luôn treo cao) Môi chất làm mát bên ngoài: Nước, không khí, quạt giớ (làm mát tự nhiên) 240
10.3 Khả năng làm mát của cách điện lỏng Trong một thiết bị cách điện bằng dầu (máy biến áp, cáp, máy cắt…) nhiệt được tản bằng đối lưu. Ở điều kiện làm mát tự nhiên khả năng đối lưu N được tính bởi công thức: Trong đó K là nhiệt dẫn A là hệ số giãn nở nhiệt, C là nhiệt dung riêng trên một đơn vị thể tích, ν là độ nhớt động lực học, n =0,25-0,33. 241
10.3 Khả năng làm mát của cách điện lỏng  Khả năng tản nhiệt phụ thuộc chủ yếu vào K, một phần vào A và C, tỉ lệ nghịch với độ nhớt.  Trong cách điện lỏng, A và C hầu như không thay đổi tuy nhiên ν thay đổi rất lớn tùy thuộc vào từng loại chất lỏng.  Do đó trong chất lỏng tĩnh (làm mát tự nhiên) để tăng khả năng tản nhiệt vấn đề quan trọng là tăng K hoặc giảm ν.  Ngược lại nếu K nhỏ và ν lớn có thể dẫn tới việc phát nóng cục bộ trong chất lỏng. 242
10.4 Các tính chất vật lý quan trọng khác  Độ giãn nở nhiệt,  Khả năng cháy (bao gồm điểm chớp cháy và điểm cháy),  Nhiệt độ đông đặc để đảm bảo cho cách điện vận hành ở những điều kiện thời tiết khác nhau.  Việc chọn lựa loại cách điện lỏng theo khả năng tản nhiệt là một yếu tố rất quan trọng trong thiết kế các thiết bị điện chịu năng lượng điện lớn như máy biến áp, lò phản ứng, chỉnh lưu hoặc cáp điện. 243
10.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến điện áp chịu đựng Trong quá trình vận hành các thiết bị điện sử dụng chất lỏng làm cách điện, đặc biệt trong thiết bị điện cao áp người kỹ sư cần phải quan tâm đến những vấn đề sau:  Dự báo được khả năng của cách điện chịu đựng được các điều kiện vận hành bình thường mà không bị hư hỏng  Tính được khả năng của cách điện chống lại các loại quá điện áp khác nhau như sét, quá điện áp thao tác hoặc khi xuất hiện các sóng điều hòa có biên độ lớn.  Đánh giá được quá trình già hóa của cách điện theo thời gian để có biện pháp bảo trì thích hợp 244
10.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến điện áp chịu đựng 1. Nhiệt độ và áp suất • Upđ của dầu MBA hầu như không phụ thuộc và nhiệt độ của nó, trừ khi nhiệt độ nó gần đạt tới nhiệt độ sôi. • Khi gần tới nhiệt độ sôi, chịu đựng giảm mạnh, điều này có thể được giải thích do ở nhiệt độ này bắt đầu có sự hình thành của các bọt khí đồng thời với sự suy giảm của độ nhớt và sức căng mặt ngoài. Nhiệt độ sôi của dầu (khoảng 250oC). • Áp suất ảnh hưởng rất lớn lên điện áp chịu đựng của Đ.M.L. • Nếu tăng áp suất từ áp suất khí quyển lên khoảng hơn 10 lần, điện áp chịu đựng có thể tăng đến 50%. Điều này cũng dễ hiểu do sự hình thành các bọt khí bị cản trở và áp suất của khí trong bọt khí (nếu có) cũng tăng 245
10.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến điện áp chịu đựng 2. Ảnh hưởng của tạp chất Các tạp chất ở đây bao gồm: • Các phần tử rắn (các bon, sáp- wax), • Các sản phẩm của quá trình già hóa và phóng điện, sợi cellulose • Các phần tử còn sót lại sau quá trình lọc, nước, axít hay khí. Tạp chất luôn làm giảm điện áp chịu đựng, đặc biệt là sự xuất hiện đồng thời của nước và sợi 246
10.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến điện áp chịu đựng 3. Ảnh hưởng điện cực và khoảng cách giữa các điện cực Điện áp chịu đựng trong dầu phụ thuộc vào nhiều tham số của điện cực:  Diện tích điện cực,  Cực tính của điện cực (trường hợp trường không đồng nhất)  Khoảng cách giữa các điện cực  Dạng điện cực  Vật liệu làm điện cực 247
10.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến điện áp chịu đựng 4. Ảnh hưởng của quá trình lão hóa Khi cách điện lỏng được giữ ở nhiệt độ cao, dưới tác dụng của điện trường đồng thời tiếp xúc với oxy, các tính chất điện môi của nó như điện trở và điện áp chịu đựng sẽ bị suy giảm. Quá trình oxy hóa của điện môi lỏng được gia tốc ở nhiệt độ cao với sự có mặt của oxy và các chất xúc tác như đồng. • Phá hủy các đặc tính điện cơ (vd: giảm điện áp chịu đựng, tăng tổn hao) • Lý (vd: giảm độ nhớt) • Hóa (vd: tăng hàm lượng axít) • Nhiệt (vd: giảm khả năng tản nhiệt) của dầu. 248
10.6 Dầu máy biến áp Trong số các vật liệu cách điện thể lỏng thì dầu biến áp được ứng dụng nhiều nhất trong kỹ thuật điện. Dầu biến áp có 2 chức năng chính: 1.Dầu lấp đầy các lỗ xốp trong vật liệu cách điện gốc sợi và khoảng trống giữa các dây dẫn của cuộn dây và giữa cuộn dây với vỏ máy biến áp, làm nhiệm vụ cách điện và tăng độ bền cách điện của lớp cách điện lên rất nhiều. 2.Nhiệm vụ làm mát, tăng cường sự thoát nhiệt do tổn hao công suất trong dây quấn và lõi thép MBA sinh ra. 249
10.6 Dầu máy biến áp Dầu máy biến áp có thành phần hóa học là hỗn hợp của các Hydro và Carbon. Có màu biến đổi từ chỗ hầu như không màu sang màu vàng sẫm. Dầu lấy từ các mỏ khác nhau có các đặc tính khác nhau và các đặc tính đó cũng phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ. 250
10.6 Dầu máy biến áp o Độ nhớt của dầu biến áp phụ thuộc vào nhiệt độ. o Tiêu chuẩn quy định độ nhớt động học của dầu biến áp không quá 30.102cm2/giây ở nhiệt độ 20oC và không quá 9,6.102 cm2/giây ở 50oC. o Trị số giới hạn của độ nhớt có ý nghĩa quan trọng bởi vì dầu quá nhớt sẽ làm giảm sự thoát nhiệt từ dây quấn và lõi thép của MBA ra ngoài. 251

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.