Оценка влияния высоты и взаимного расположения составных элементов опорной изоляции на ее электрическую прочность
Аннотация
Приведены результаты исследований влияния высоты и взаимного расположения составных элементов опорной изоляции классов сверхвысокого напряжения на ее электрическую прочность при воздействии коммутационных импульсов положительной полярности, при которых определяются минимально допустимые габариты изоляции. Показано, что наибольшие значения разрядного напряжения изоляции достигаются при формировании лидерного разряда по чисто воздушным траекториям: экран-подножник или экран-плоскость. Аналогичный результат обеспечивается в случае каскадных перекрытий по элементам колонки с экрана, если строительная высота верхнего изолятора существенно больше, чем нижнего. Обратное взаимное расположение этих изоляторов приводит к резкому падению разрядного напряжения при каскадных перекрытиях. Показано, что в момент образования сквозной фазы основной вклад в величину разрядного напряжения изоляции вносит падение напряжения в положительных стримерах, которое прямо пропорционально длине этих стримеров. Отсюда следует, что основной причиной неоднозначного влияния высоты и взаимного расположения составных элементов опорной изоляции на ее электрическую прочность при каскадных перекрытиях является существенное различие в длине положительных стримерных зон в начале сквозной фазы. Если при высоте верхнего изолятора 2,7 м протяженность положительных стримеров в этот момент сопоставима с длиной стримеров при развитии разряда по чисто воздушным траекториям, то практически двойное сокращение высоты верхнего изолятора сопровождается резким уменьшением длины стримеров. Предложены меры по устранению нежелательных каскадных перекрытий и обеспечению наибольшей электрической прочности опорной изоляции.
Литература
2. Александров Г.Н., Иванов В.Л. Изоляция электрических аппаратов высокого напряжения. Л.: Энергоатомиздат, 1984, 208 с.
3. Слуцкин Л.С. Исследование электрической прочности опорной изоляции выключателей серии ВНВ. – Электричество, 1978, № 10, с. 74–77.
4. Белоедова И.П. и др. Расчет электрических полей устройств высокого напряжения. М.: Издательский дом МЭИ, 2008, 249 с.
5. Базелян Э.М., Горин Б.Н., Левитов В.И. Физические и инженерные основы молниезащиты. Л.: Гидрометеоиздат, 1978, 223 с.
6. Ларионов В.П. Основы молниезащиты. М.: Знак, 1999, 103 с.
7. Ларионов В.П. Молниезащита. Часть 1. – Электричество, 1999, № 4, с. 51–58.
8. Syssoev V.S., Shcherbakov Yu.V. Electrical Strength of Ultra-Long Air Gaps, 2001, DOI:10.4271/2001-01-2898.
9. Gallimberti I., et al. Fundamental Processes in Long Air Gap Discharges. – C. R. Physique, 2002, No. 3, pp. 1335–1359.
10. Carrara G., Thione L. Switching surge strength of large air gaps: A physical approach. – IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 1976, No. 2, pp. 512–524, DOI:10.1109/T-PAS.1976.32131.
11. Carrara G., Pigini A., Thione L. Switching Impulse Insulation Strength of Multi-Electrode Air Gaps. Application of the «Leader Inception Approach» to the Determination of the Switching Impulse Strength of Multi-Electrode Air Insulation. – Colloquium CIGRE, 1975, 33–75(SC).
12. Горин Б.Н., Шкилев А.В. Развитие электрического разряда в длинных воздушных промежутках при импульсном напряжении положительной полярности. – Электричество, 1974, № 2, с. 29–38.
13. Волкова О.В., Корявин А.Р. К оценке минимальной электрической прочности длинных воздушных промежутков. – Электричество, 1980, № 3, с. 46–47.
14. Корявин А.Р. Минимальная электрическая прочность длинных воздушных промежутков с высоковольтным электродом различной формы. – Электротехника, 1983, № 4, c. 23–26.
#
1. GОSТ R 52034-2008. Izolyatory keramicheskie opornye na napryazhenie svyshe 1000 V. Obshchie tekhnicheskie usloviya (Ceramic Support Insulators for Voltage over 1000 V. General Specifications). М.: Standartinform, 2009, 28 p.
2. Aleksandrov G.N., Ivanov V.L. Izolyatsiya elektricheskih apparatov vysokogo napryazheniya (Insulation of High Voltage Electrical Devices). L.: Energoatomizdat, 1984, 208 p.
3. Slutskin L.S. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 1978, No. 10, pp. 74–77.
4. Beloedova I.P., et al. Raschet elektricheskih poley ustroystv vysokogo napryazheniya (Calculation of Electric Fields of High Voltage Devices). М.: Izdatel'skiy dom MEI, 2008, 249 p.
5. Bazelyan E.M., Gorin B.N., Levitov V.I. Fizicheskie i inzhenernye osnovy molniezashchity (Physical and Engineering Fundamentals of Lightning Protection). L.: Gidrometeoizdat, 1978, 223 p.
6. Larionov V.P. Osnovy molniezashchity (Basics of Lightning Protection). М.: Znak, 1999, 103 p.
7. Larionov V.P. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 1999, No. 4, pp. 51–58.
8. Syssoev V.S., Shcherbakov Yu.V. Electrical Strength of Ultra-Long Air Gaps, 2001, DOI:10.4271/2001-01-2898.
9. Gallimberti I., et al. Fundamental Processes in Long Air Gap Discharges. – C. R. Physique, 2002, No. 3, pp. 1335–1359.
10. Carrara G., Thione L. Switching surge strength of large air gaps: A physical approach. – IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 1976, No. 2, pp. 512–524, DOI:10.1109/T-PAS.1976.32131.
11. Carrara G., Pigini A., Thione L. Switching Impulse Insulation Strength of Multi-Electrode Air Gaps. Application of the «Leader Inception Approach» to the Determination of the Switching Impulse Strength of Multi-Electrode Air Insulation. – Colloquium CIGRE, 1975, 33–75(SC).
12. Gorin B.N., Shkilev A.V. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 1974, No. 2, pp. 29–38.
13. Volkova О.V., Koryavin А.R. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity),1980, No. 3, pp. 46–47.
14. Koryavin А.R. Elektrotekhnika – in Russ. (Electrical Engineering), 1983, No. 4, pp. 23–26.
