Pomiar wysokich napięć udarowych

Transkrypt

1 POLITECHNIKA LBELSKA WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA RZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH I TWN LABORATORIM TECHNIKI WYSOKICH NAPIĘĆ Ćw. nr 5 Pomiar wysokich napięć udarowych Grupa dziekańska... Data wykonania ćwiczenia... Godzina wykonania ćwiczenia... Grupa laboratoryjna Lublin 2006

2 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest: zapoznanie się z mechanizmami przesko i przebicia przy udarach napięciowych, porównanie wytrzymałości statycznej i udarowej wybranych układów izolacyjnych. 2. Sposób przeprowadzenia pomiarów 2.1 Pomiar wytrzymałości udarowej i statycznej w układzie lowym i ostrzowym Pomiar napięcia udarowego wykonujemy w układzie z generatorem udarowym (rys. 2) dla układów lowego i ostrzowego. stawiamy wartość napięcia v lub ouv (podaną w tabeli 2 lub ). stawiamy odstęp między lami pomocniczymi iskiernika generatora tak, aby doszło do przesko między nimi, a czas pomiędzy przeskokami wynosił 1 2 s. Następnie za pomocą drążka izolacyjnego regulujemy odległość w iskierni głównym tak, aby uzyskać 50-procentowe występowanie przeskoków, które odpowiada 50-procentowemu napięciu przesko. Odczytane odległości na iskierni głównym zapisujemy w tabeli 2 lub. Pomiar napięcia statycznego wykonujemy na układach pomiarowych z iskiernikiem lowym oraz iskiernikiem ostrzowym dla odległości otrzymanych przy pomiarach wytrzymałości udarowej. Na iskierni nastawiamy odległości odczytane przy pomiarach wartości udarowej, a następnie załączamy układ i zwiększamy napięcie do wystąpienia przesko. Pomiary przeprowadzamy 4 razy dla każdej odległości. Rys. 1. Schemat układu pomiarowego do wyznaczenia wytrzymałości statycznej układów izolacyjnych 2

3 R τ Rys. 2. Schemat układu pomiarowego do wyznaczenia wytrzymałości udarowej układów izolacyjnych Tabela 1. Parametry generatora udarowego, statycznego i warunki meteorologiczne Przekładnia transformatora generatora udarowego Liczba stopni generatora udarowego n4 Przekładnia transformatora generatora statycznego Temperatura, C t Ciśnienie, hpa b b Gęstość względna powietrza t Wilgotność, % φ Współczynnik uwzględniający wpływ wilgotności k w odczytany z wykresu k w ϑ ϑ 220

4 Tabela 2. Pomiar wytrzymałości udarowej i statycznej dla układu lowego Wytrzymałość układu lowego L.p. Wytrzymałość udarowa Wytrzymałość statyczna i k i V mm kv kv - kv V V kv - v a G pn η ( ) ksv ksv ks ( ) Wartość średnia η Wartość średnia k Obliczenia dla układu lowego v napięcie na woltomierzu dla układu lowego dla generatora napięcia udarowego; a k odległość odczytana na iskierni lowym; 4

5 W układzie generatora podczas jego pracy mogą wystąpić zjawiska ulotu na elementach połączeń, szczególnie przy wyższych napięciach oraz spad napięcia na elementach rezystancyjno pojemnościowych generatora. Stąd napięcie wytwarzane przez generator bez uwzględnienia tych spadków napięć wynosi: G v 2 1 n (1) W przypad uwzględnienia tych zjawisk wprowadza się tzw. współczynnik wykorzystania obwodu generatora wyznaczamy z zależności: pn η, gdzie (2) G pn wartość napięcia udarowego dla iskiernika lowego odczytana z wykresu zależności napięcia udarowego w funkcji odległości elektrod sporządzonego wg. Polskiej Normy. napięcie udarowe w warunkach normalnych dla układu lowego wyznaczamy według 2 kv 1 n η k w () ksv napięcie na woltomierzu zmierzone dla generatora napięcia statycznego przy odległości pomiędzy lami wyznaczonej na generatorze udarowym ks napięcie statyczne w warunkach normalnych dla układu lowego wyznaczamy według ks 2 ksv, gdzie (4) ksv (5) k współczynnik udaru dla układu lowego k (6) ks 5

6 Tabela. Pomiar wytrzymałości udarowej i statycznej dla układu ostrzowego Wytrzymałość układu ostrzowego L.p. Wytrzymałość udarowa Wytrzymałość statyczna ouv a ou osv osv os () i V mm kv V V kv - k ou Wartość średnia k ko ouv napięcie na woltomierzu dla układu ostrzowego dla generatora napięcia udarowego; a o odległość odczytana na iskierni ostrzowym; ou napięcie udarowe w warunkach normalnych dla układu ostrzowego wyznaczamy według ou 2 ov 1 n η k w (7) 6

7 osv napięcie na woltomierzu zmierzone dla generatora napięcia statycznego przy odległości pomiędzy ostrzami wyznaczonej na generatorze udarowym os napięcie statyczne w warunkach normalnych dla układu ostrzowego wyznaczamy według os 2 osv, gdzie (8) osv (9) k współczynnik udaru dla układu lowego ou k ou (10) os. Opracowanie sprawozdanie Sprawozdanie powinno zawierać: dane określające warunki atmosferyczne; schematy układów pomiarowych; tabelę wyników przeprowadzonych pomiarów; przykładowe obliczenia; wykres dla iskiernika lowego: o zależności napięcia udarowego, napięcia udarowego odczytanego z Polskiej Normy pn i napięcia statycznego ks w funkcji odległości a; wykres dla iskiernika ostrzowego: o zależności napięcia udarowego ou, i napięcia statycznego os w funkcji odległości a; porównać wytrzymałość udarową i statyczną dla układów lowego i ostrzowego. 4. Literatura 1. L. Kacejko, Cz. Karwat, H. Wójcik: Laboratorium techniki wysokich napięć, WPL Lublin 2. S. Szpor: Technika wysokich napięć, WNT Warszawa. S. Szpor: Ochrona odgromowa, WNT Warszawa 4. Z. Flisowski: Technika wysokich napięć, WNT Warszawa 5. Z. Gacek: Technika wysokich napięć, WPŚ Gliwice 6. Z. Gacek: Wysokonapięciowa technika izolacyjna, WPŚ Gliwice 7