Электр өрісінің кернеулігі
5
6
7
8
Аңдатпа
Бұл бітіру жұмысының тақырыбы Өлшеуші кернеулікті қолдана
отырып 110 кВ ілмелі оқшаулағыштардың электрлік өрісінің кернеулігін
зерттеу. Осы жұмыста өлшеуіш кернеулікті қолдана отырып 110 кВ
кернеуліктегі шыныдан және фарфордан жасалған оқшаулағыштардың
өрісінің Еб
салыстырдым.
бастапқы кернеулігін анықтап және есептік мәндермен
Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімінде оқшалағыштарды пайдалануда
техника қауіпсіздігін сақтау, жоғары кернеудегі әуе желілерінде қызмет
көрсетуші персоналға электромагниттік өрістің әсерін,қорғану және
шараларын, оқшаулағыштар сақталатын қоймаларда өрт қауіпсіздігін сақтау
талданды.
Бітіру жұмысының экономикалық бөлімінде жұмысты зерттеуге кеткен
шығынды есептедім.
Аннотация
Выпускная работа выполнена на тему "Исследование напряженности
электрического поля подвесных изоляторов на ЛЭП 110 кВ с применением
измерителя напряженности". В работе определена начальная напряженность
Ен подвесных стеклянных и фарфоровых изоляторов на напряжение 110 кВ
методом измерителя напряженности.
В разделе безопасности жизнедеятельности
было рассмотрено
соблюдение техники безопасности при использовании изоляторов ВЛ при
высоком напряжении, защита персонала от воздействия электромагнитного
поля на ВЛ при высоком напряжении, соблюдение пожарной безопасности в
складах где хранятся изоляторы
В экономической части выпускной работы было рассчитано затраты на
исследование данной работы.
АnnОТАТiОn
FinАl wОrК perfОrmed Оn "InvesТigАТiОn Оf Тhe elecТric field Оf
suspensiОn insulАТОrs Оn 110 КV ТrАnsmissiОn line wiТh sТrengТh meТer."
Тhe pАper idenТified Тhe iniТiАl ТensiОn YОng suspended glАss Аnd pОrcelАin
insulАТОrs wiТh А vОlТАge Оf 110 КV by sТrengТh meТer.
In Тhe heАlТh Аnd sАfeТy were cОnsidered cОmpliАnce wiТh sАfeТy
regulАТiОns when using insulАТОrs Оn high vОlТАge ОverheАd lines,
prОТecТiОn Оf persОnnel frОm expОsure ТО elecТrОmАgneТic fields Оn Тhe
high vОlТАge ОverheАd line, cОmpliАnce wiТh fire sАfeТy in Тhe wАrehОuses
where Тhe sТОred insulАТОrs
In Тhe ecОnОmic pАrТ Оf Тhe finАl wОrК wАs designed ТО sТudy Тhe
cОsТs Оf Тhis wОrК.
9
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .11
1 Жобаны жасауға керек анықтамалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..1 2
1.1 Терминдер мен анықтамалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ..1 2
1.2 Тәжірибелердің әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ..1 2
2 Электрлік өріс кернеулігі. Электрлік өрістің физикалық табиғаты және оның
графикалық бейнесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...14
2.1 Электрлік өріс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..14
2.2 Электр өрісінің кернеулігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..16
3 Pазрядтардың пайда болуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...23
4 Cыртқы оқшаулағыш ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .29
4.1 Cыртқы оқшаулағыштың жалпы сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...29
4.2 Cыртқы оқшаулағыштағы электр өрісін реттеу ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... 30
4.3 Ілмелі оқшауламаның разрядты сипаттамасын көтермелеу әдістері ... ... ..30
4.4 Экрандарды қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...31
4.5 Кернеудің гирляндадағы оқшаулағыштар арқылы таралуы ... ... ... ... ... ... .35
5 Өндірістегі жиіліктегі магнит және электр өрістерінің параметрлерін
өлшегіш ВЕ-50 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 37
6 Эксперименттік бөлімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .39
7 Өмір тіршілік қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..46
7.1 Жоғары кернеулі әуе желілерінде аспалы оқшаулағыштарды
пайдалануда техника қауіпсіздігін сақтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .46
7.2 Жоғары кернеулі электрмагнит өрісінен қорғану шаралары. ... ... ... ... ... ..49
7.3 Оқшаулағыштар сақталатын қоймалардың өрт қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ..53
8 Экономикалық бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...56
8.1 Жобаны зерттеуге кеткен шығындар есебі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ...56
8.2 Пайдалану шығындарын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .59
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .63
Қабылданған қысқартулардың тiзiмі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..64
Қолданылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..65
10
Кіріспе
Жоғары
вольтті оқшаулағыштар электр желілеріндегі электр
қондырғыларды оқшаулайтын ең маңызды элементтердің бірі болып
саналады. Электр желілірінің сенімді жұмыс істеуі ілмелі оқшаулағыштың
сипаттамаларымен анықталады: механикалық жүктемелердің, күшті электр
өрістерінің, климат факторларының әсері. Бірінші ретті ӘБЖ ілмелі
оқшаулағыштардың эксплуатациялық тәжірибе нәтижесінде олардың
эффективті жұмысын көрсетті, бірақ сонымен қатар кемшіліктері де
анықталды, оған ішкі тесілулер, кішкентай сынулар, тесілген
оқшаулағыштардың тесілген жерін табудың қиындығы. Айтылған
кемшіліктердің алдын алу үшін жоғарывольтті ілмелі оқшаулағыштардың
электрофизикалық процестерін терең зерттемей анықтай алмаймыз, олар
электрлік өріс пен эксплуатациялық факторлар әсерінде болатын электрлік
тесілу мен кішкентай сынудың алдында болады. АЖ оқшаулағышы және
ҚС АТҚ фарфорлы оқшаулағышының тесілуі және оқшаулағыштың шыны
бөлшектерінің бүлінуі, оқшаулағышта болатын кернеудің оның ластану
салдарынын, сонымен қатар тіректі - оқтаушалы оқшаулағыштың микро
жарылғандарының пайда болуынан төмендейді. Бұл жағдайлар
оқшаулағыштың жасалуы сапасыз болуынан, сонымен қатар монтаж
технологиясының бұзылуы, техногенды және климаттың әсерінен туады.
Сонымен бұл дипломдық жұмыста ілмелі оқшаулағыштың механикалық және
электрлік беріктігін көтермелеуге тәжірибе жүргізілді.
11
1 Жобаны жасауға керек анықтамалар
1.1 Терминдер мен анықтамалар
Барлық оқшаулағыш үшін:
Тоқтың ағып өту ұзындығы (оқшаулағыштың) (L): металлдық
бөліктердің потенциалдарының айырмасындағы оқшауламалық деталдің
бетіндегі ең кіші ара қашықтық.
Нормалданған механикалық бұзу күші: максималды механикалық
жүктеме (Pнорм), оқшаулама оған сынау кезінде шыдау керек.
Кірлену дәрежесі (КД): электрлік қондырғының электрлік
мықтылығының азаюына әсер ететін атмосфераның кірлеуін көрсететін
көрсеткіш.
Оқшаулағыш арматурасы:
Басқа оқшаулағышқа немесе оқшаулағыш бөліктеріне бекіту үшін
арналған оқшаулағыштың бөлімі.
Оқшаулағыштың істемей қалуы: жұмыс істемей қалуына әкеп соғатын
механикалық және электрлік шығындар.
Оқшаулағыштың
жұмыс істеу уақыты: тұрақталған нормативті-
техникалық эксплуатациялық жұмыс істеу ұзақтығы кезінде қамтамасыз
етілетін оқшаулағыштың сипаттамасы.
Фарфорлы және шыны оқшаулағыш
Тостақ түріндегі оқшаулағыш: тостақ немесе қалпақ түріндегі
оқшаулама бөлігінен тұратын оқшаулағыш.
Оқшаулағыштың нормалданған механикалық (шыны оқшаулағыш үшін)
және электромеханикалық (фарфор оқшаулағыш үшін) бұзу күші
килоньютонда.
Фарфорлық тостақ түріндегі оқшаулағыш:
экрандық арматура: электрлік доғаны алу үшін және электрлік өрісін
түзеу үшін оқшаулағыштың алынатын бөлігі.
1.2 Тәжірибелердің әдістері
Айнымалы кернеумен қондырғыны құрғақ және жаңбыр кезінде,
тексергенде ГОСТ-қа сәйкес болу керек.
Электрлік кернеулерін тексергенде қондырғылар ГОСТ 22261 бойынша
параметрлерді тексергенде қателік 2,5%-дан аспау керек. Тәжірибе кезінде
ГОСТ 17512 кернеуді өлшеу.
Pазрядты кернеулерді анықтау үшін қолданылатын тәжірибе өткізетін
қондырғы лас және суланған күйде ГОСТ 10390 сәйкес болу керек.
Тәжірибе үшін жалпы шарттар, жақсы атмосфералық шарттар, оларға
түзетулер, қисық түріндегі тәжірибе өткізетін кернеуге талаптар, жаңбырлау
процессі, жаңбыр параметрі және оны өлшеу, температура және судың
тығыздығы.
12
Тәжірибе
кезінде оқшаулағыш конструкторлық құжат бойынша
экрандық арматурамен бірге болу керек. Тәжірибелер оқшаулағыштардың лас
және суланған куйінде, 3-4 СЗ бөлігінде жұмыс істеуге арналған, экрандық
арматурасыз жұмыс істеуге жіберіледі.
Электрлік беріктік анықтамасы бойынша оқшаулағыштар толығымен
жұмыс істейтін түрінде тұру керек.
Тәжірибеге қойылатын жалпы талаптар
Тәжірибеге ПС-6, ПС-4,5, ПФ-8,5 маркалы оқшаулағыштар таңдалды.
Техникалық политикаға сәйкес оқшаулағыштар таза, құрғақ, температурасы
тәжірибе жүргізетін қоршаған ортасына сәйкес болу керек. Ережедегідей
тәжірибелер гирляндаға жиналған оқшаулағыштардың әр-біріне бөлек
жүргізіледі.
13
2 Электрлік өріс кернеулігі. Электрлік өрістің физикалық табиғаты
және оның графикалық бейнесі
2.1 Электрлік өріс
Зарядталған денелердің өзара әрекеттесуі қалай жүзеге асады?
Эксперимент жүзінде тағайындалған Кулон заңы зарядтардың өзара
әрекеттесуін сандық тұрғыдан білдіреді, бірақ "Бір зарядтың басқасына әрекеті
қандай жолмен беріледі, бұл өзара әрекеттесудің табиғаты қандай?" деген
сұрақтарға жауап бермейді.
Тәжірибелер кез келген зарядталған дененің айналасында заттан
ерекшеленетін, электр өрісі деп аталатын кеңістік бар екенін керсетеді. Осы
өрістің жәрдемімен электрлік өзара әрекеттесу жүзеге асады. Электр өрісі
ұғымын ағылшын ғалымдары M. Фарадей жөне Дж. Mаксвелл енгізді.
Электр өрісі материяның айрықша бір түрі болып табылады. Біз затты
көріп, сезетін болсак, ал электр өрісін сезім мүшелеріміздің көмегімен қабылдай
алмаймыз. Ол тек зарядталған денелер әрекетінен ғана байқалады.
2.1 сурет - Зарядталған денелердің айналасындағы электр өрісі
Зарядталған денелердің айналасында электр өрісінің әрекеті күштірек, ал
олардан алыстаган сайын өріс әлсірейді.Сынақ заряд деп аталатын оң бірлік
заряд қолданылады және оның өз өрісі еленбейді.
Заряд бірлігіне әрекет ететін күшке тең қатынасы электр өрісінің күштік
сипаттамасы болып табылады және осы нүктедегі электр өрісінің кернеулігі деп
аталады.
14
E
F
q
(2.1)
Нүктелік зарядтың электр өрісінің кернеулігі өріс көзінің q0 зарядының
модуліне тура пропорционал және q0 көзден өрістің осы нүктесіне дейінгі
арақашықтықтың квадратына r2 кері пропорционал. SI жүйесінде кернеулік
формуласы төмендегідей болады:
E
q0
4 0 r 2
(2.2)
Электр өрісінің күш сызықтары деп өрістегі оң зарядталған бөлшекке
әрекет ететін күштің бағытын көрсететін сызықтарды айтады.
Күш сызықтарының міндетті түрде басы мен аяғы болады немесе
шексіздікке кетеді.
Электр зарядтарының бір-бірімен әсерлесуін зерттеуде оларға әсер
етуші күштер неге пайда болатыны және ол күштер бір зарядтан екінші
зарядқа қалай берілетіні туралы сұрақтар туады.
Тыныштықта тұрған зарядтар арасында пайда болатын бұл әсер электр
өрісі арқылы атқарылады.
Кеңістіктің қайсыбір жерінде электр заряды пайда болса, оның маңында
электр өрісі пайда болады. Электр өрісінің басты қасиеті ретінде - осы өріске
орналастырылған басқа зарядқа күштің әсер етуі болып табылады.
Электр өрісінің не екенін білу үшін ең әуелі күштің қалай
тасымалданатынын түсінуге тура келеді. Бір дененің екінші денеге әсер күші
тек екі түрлі тәсілмен тасымалданады. Оның біреуі - екі дененің тікелей өзара
жанасуы арқылы тасымалданса, енді біреуі - екі дененің арасындағы орта
арқылы тасымалданады. Темір балғамен металды соққан кезде олардың
тікелей өзара соқтығысуы арқылы күш балғадан металл денеге беріледі де,
соның нәтижесінде дене деформацияланады. Адамдар екі топқа бөлініп арқан
тартқан кезде әр топ өздерінің күшін арасындағы арқан арқылы қарсы жаққа
тасымалдайды. Бұл жерде арқан олардың арасындағы күшті тасымалдайтын
орта болып саналады. Жоғарыдағы мысалдардан күшті тасымалдау амалын
оңай білуге болады. Бірақ, кейбір күштердің тасымалдау амалы көзге
көрінерлік болмайтындықтан оны түсіну біраз қиындау болады. Mысалы,
кеңістікте тұрған ауыр денені басқа дене сүйеп тұрмаған болса, Жер
Шарының тартылыс күші әсерінен жерге құлап түсер еді. Алайда, Жер мен
ауыр дене өзара жанасып тұрған жоқ, және олар арасында күшті
тасымалдайтын жоғарыдағы арқан сияқты дене де жоқ. Ендеше, Жердің
тартылыс күші әсері қалай ауыр денеге тасымалданады? Бұл сұраққа былай
деп анық жауап беруге болар еді: Жердің тартылыс күші олардың арасындағы
тартылыс күш өрісі (тасымалдаушы орта) арқылы ауыр денеге беріледі. Жер
Шары өзінің маңындағы кеңістікте тартылыс күш өрісін тудырады.
Сондықтан осы тартылыс күш өрісінде тұрған барлық денелер тартылыс күш
өрісі тасымалдаған жердің тартылыс күшінің әсеріне ұшырайды. Осы заман
физикасы тартылыс күш өрісінің бір түрлі "материя" екендігін, материя
болғанда әдеттегідей атом, молекулалардан құралатын жай ғана материя емес,
15
"ерекше материя" екендігін анықтады. Ол әдеттегі материяларда болатын
энергия, масса және импульс сияқты негізгі қасиеттерге ие. Электр өрісі
дегеніміз не? Заряд маңындағы кеңістікте біртүрлі "ерекше материя" бар
болып, ол арқылы зарядтар арасындағы өзара әсер күші тасымалданады. Бұл
"ерекше материя" дегеніміз дәл электр өрісі болып табылады. Дене
зарядталған кезде оның маңындағы кеңістікте электр өрісін тудырады.
Басқаша айтқанда, заряд немесе зарядталған дене үнемі өзі тудырған электр
өрісінің қоршауында болады. Электр өрісінің бір маңызды қасиеті сол өрісте
тұрған кез келген зарядтарға күш әсерін береді. Бұл күшті біз электр өріс күші
деп атаймыз. Mысал үшін q1 заряды екінші бір q2 зарядтың маңында, басқаша
айтқанда, q2 зарядының электр өрісінде тұрсын делік. q1 зарядқа берілетін әсер
күші дегеніміз дәл q2 зарядтың электр өрісінің әсер күші болып табылады.
Осыған ұқсас, q2 заряды q1 зарядының маңында, яғни, q1 зарядының электр
өрісінде орналасқанда, q2 зарядының ұшыраған әсер күші дәл q1 зарядының
электр өрісінің әсер күші болып табылады. q1 заряд тудырған электр өрісі
бойынша айтқанда, q1 заряды электр өрісін тудырушы заряд болса, ал q2
зарядының тудырған электр өрісі бойынша айтсақ, q2 заряд электр өрісін
тудырушы заряд болып табылады. Электр өрісі де Жер Шарының тартылыс
күш өрісі сияқты масса, энергия, импульс сияқты әдеттегі материялық
денелерде болатын негізгі қасиеттерге ие болады.
2.2 Электр өрісінің кернеулігі
Электр өрісінің кернеулігі кеңістіктегі кез келген нүктенің электр
өрісінің күйін сипаттау үшін енгізілген физикалық шама болып, электр
өрісінің күштік қасиетін береді. Кеңістіктің белгілі бір нүктесіне бір сынақ
зарядын енгізіп, оған әсер ететін өріс күшінің бар-жоқтығын білу арқылы сол
орында электр өрісінің бар-жоқтығын анықтай аламыз. Сондай-ақ, өрістің
зарядқа берген электр өріс күшінің шамасы және бағытын анықтау арқылы
осы нүктедегі электр өрісінің жағдайын да білуге болады. Кеңістіктің белгілі
бір нүктесіндегі электр өрісінің күйін анықтау үшін әдетте заряды өте аз
болатын нүктелік зарядты сынақ заряды ретінде электр өрісіне енгіземіз.
Тәжірибелердің нәтижесінен сынақ заряд q0-ге әсер ететін F электр өріс
күшінің шамасы мен бағыты q0 зарядының шамасы мен таңбасына тәуелді
болатындығы дәлелденді. Электр өріс күшінің шамасы сынақ зарядының
шамасына тура пропорционал, ал бағыты сынақ зарядының таңбасына
байланысты өзгеріп отырады. Сондай-ақ, электр өріс күші мен сынақ
зарядының қатынасының Fq0 шамасы және бағыты сынақ зарядына тәуелді
болмай, тек сынақ заряды орналасқан нүктедегі электр өрісінің күйіне ғана
тәуелді болады. Сондықтан біз осы қатынас арқылы электр өрісінің күйін
сипаттаймыз және оны элекр өрісінің кернеулігі деп атаймыз. Әдетте ол E мен
белгіленеді
16
E
F
q
(2.3)
Бұл өрнектен көретініміз: электр өрісінің кез келген нүктесіндегі электр
өріс кернеулігінің шамасы осы өріске енгізілген сынақ заряд ұшыраған электр
өріс күші мен сынақ зарядының қатынасына тең болады. Электр өрісінің
кернеулігі электр өріс күші сияқты вектор болғандықтан, тек шамасына ғана
емес, бағытына да көңіл бөлуге тура келеді. Оң нүктелік заряд белгілі бір
электр өрісінде тебілу күшінің әсеріне ұшырайтын болса, онда ол электр өрісі
сөзсіз оң зарядтан пайда болады. Электр өріс кернеулігінің бағыты өрісті
тудырған оң зарядтан басталып сыртқа қарай бағытталады. Ал енді оң заряд
белгілі бір электр өрісінде тартылыс күштің әсеріне ұшыраса, онда электр
өрісін тудырушы заряд сөзсіз теріс заряд болады. Бұл кезде электр өріс
кернеулігінің бағыты өрісті тудырушы теріс зарядқа қарай бағытталған
болады. Әдеттегі жағдайда электр өрісінің әрбір нүктесіндегі электр өріс
кернеулігінің шамасы мен бағыты бірдей болмауы мүмкін. Ал кейбір ерекше
жағдайда, электр өрісінің белгілі бір аумағы ішіндегі кез келген нүктелердегі
электр өріс кернеулігінің шамасы мен бағыты да бірдей болуы мүмкін.
Mұндай электр өрісі біртекті электр өрісі деп аталады. Mысалы, аудандары
өте үлкен бір-біріне өте жақын орналасқан екі жазық металл пластинка
зарядтары бірдей әр аттас зарядтармен зарядталған болса, онда олардың
арасындағы электр өрісі біртекті өріс болып саналады. Электр өріс
кернеулігінің өлшем бірлігіне НКл, не тарихи орын алған Вм қолданылады.
Егер де кейбір нүктеде өріс кернеулігі белгілі болса, онда осы нүктеге
орналастырылған электр зарядына q әсер етуші күшті F анықтауғаболады:
F qE
(2.4)
2.3 Электр өрісі
мен
электр
өріс
кернеулігі
арасындағы
айырмашылықтар
Электр өрісі мен электр өрісінің кернеулігін зерттеген кезде төмендегі
түсініктер бойынша қателеспеуге көңіл бөлгеніміз жөн.
Электр өрісінің кернеулігі электр өрісінің тек өзіне ғана тән қасиеті
болып, q0 сынақ зарядын электр өрісіне енгізумен еш байланысы жоқ.
Электр өрісі кернеулігінің анықтамасын енгізген кезде q0 сынақ заряды
мен ол ұшыраған электр өріс күші F-ті қолдандық. Осы екі шама арқылы
электр өріс кернеулігінің анықтамасын (1)-ші өрнекте көрсетілгендей етіп
бердік. Осы өрнек бойынша студенттер арасында "электр өрісінің кернеулігі
сынақ заряд ұшыраған электр өріс күшіне тура пропорционал, ал сынақ
зарядының шамасына кері пропорционал болады" деп айтқандары да жоқ
емес. Әрине, бұл мүлде қате түсінік. Жоғарыдағы (1)-ші өрнекте пішіні
17
жағынан q0 сынақ заряды қамтылғанымен, бірақ F q0 қатынасының шамасы
шындығында q0 сынақ зарядына байланысты емес. Ол тек электр өрісін
тудырушы зарядпен және оған байланысты салыстырмалы орнымен
анықталады. Электр өрісінің кернеулігі мен электр өріс күші бір-біріне
байланысты және бір-бірінен айырмашылығы бар екі түрлі физикалық ұғым
болып табылады. Олар бір-бірімен тығыз байланысты болғандықтан, әдетте
бұл екі ұғымды бірдей деп қарайтындар да жоқ емес. Электр өрісінің
кернеулігі электр өріс күшінің себебінен заряд күштің әсеріне ұшырауы
негізінде енгізілді және ол электр өрісінің күштік қасиетін сипаттайды.
Cондай-ақ, электр өрісінің кернеулігі сынақ зарядын электр өрісіне енгізу
арқылы ол ұшыраған электр өріс күшінің шамасы мен бағыты арқылы
анықталады. Электр өрісінің кернеулігі электр өрісінің өзіне ғана тән қасиет
болғандықтан электр өрісін тудырушы зарядқа және онымен байланысты
салыстырмалы орнына тәуелді болып, электр өрісіне енгізілген сынақ
зарядымен еш байланысы жоқ. Ал электр өріс күші электр өрісін тудырушы
зарядының қасиетіне және онымен байланысты салыстырмалы орнына
байланысты ғана болып қалмастан, электр өрісіне енгізілген зарядтың
қасиетіне де байланысты болады.
Кез келген заряд өзінің айналасында электр өрісін туғызаты ны
белгілі. Электр өрісі - материяның ерекше бір түрі. Зарядтардың
арасындағы әсерлесу осы электр өрісі арқылы жүзеге асырылады.
Белгілі бір электр өрісін бөліп, зерттеу үшін нүктелік "сыншы"
зарядты пайдалануға болады, Бұл зерттелінбекші өрісті өзгертпейтін өте
шағын заряд. Нүктелік q зарядтың туғызатын өрісін нүктелік сыншы qсын
зарядтың жәрдемімен зерттелік. Cыншы зарядты ( qсын ) электр өрісін
туғызған зарядтың ( q ) орнымен салыстырғанда r
анықталатын нүктеге орналастырсақ, оған
радиус-векторымен
qr
3
(2.5)
күш әсер ететінін білеміз.
2.2 сурет - Cыншы зарядқа әсер ететін күш
Бұл өрнектен сыншы зарядқа әсер ететін күштің ( F ) өрісті
а ң ы қ т а й т ы н ш а м а л а р ғ а ( qr ) ғ а н а е м е с, с о ң д а й - а қ c ы н ш ы з а ря д т і ң
ш а м а с ы н а д а ( qсын ) т ә уе л д і е к е н д і г і к ө р і н е д і, я ғ н и о л тұрақты шама,
18
F qcыы
4 0 r
емес. Егер бір нүктеге әр түрлі сыншы зарядтар ор наластыратын болсақ,
' ''
F ' , F '' ... т.б. күштер сәйкес келеді. Алайда, F
күшінің шамасысыншы,
'
қ а т ы н а с т ұ рақты шама және сыншы зарядтың шамасына тәуелді емес екенін
көреміз, өйткені сыншы зарядтың шамасын қанша үлкейтсек, сонша рет
күштің шамасы да өседі. Бұл қатынасты электр өрісін сипат тайтан шама
ретіңде қабылдап алу табиғи нәрсе.
Cонымен, электр өрісін сипаттайтан векторлық шаманы электр өрісінің
кернеулігі деп атайды.
F
F
qс ы н
q r
4 0 r
(2 .6)
F q E , егер q 1 болса, онда F E .
Электр өрісінің кернеулігі - физикалық шама, ол электр өрісінің
берілген нүктесіне орналасқан бірлік зарядқа әсер етуші
күшпен
өлшенеді. E вектор ы заряд пен өрістің берілген нүктесі арқылы өтетін
түзудің бойымен, егер оң болса,.зарядтан сыртқа, ал теріс болса.зарядқа
қарай бағытталады.
2.3 сурет - Электр өрісінің кернеулігі
Егер сыншы заряд оң болса,күш пен кернеулік бір бағытта болады.
Халықаралық жүйеде кернеуліктің өлшем бірлігі 1 H Кл алынған.
Кернеулік сызықтары
Cезім органдарына элетр өрісі әсер етпейді. Біз оны көрмейміз.
Аудандарда өрістің аз ғана таралуынан көруімізге болады. Ағылшын физигі
Mайкл Фарадей 1845 жылы күштік желі көмегімен электр өрісін бейнелеуді
ұсынды және өрістің өзіне тән картасын немесе диаграммасын алды.
Күштік желі (немесе желі кернеулігі) - аумақтағы желінің бағыты осы
нүктедегі векторлық кернеу бағытымен сәйкес келеді (2.5 сурет).
19
qсын , qсын т.б. зарядтардың өзара әсерлесу күштері де әртүрлі болады.
зарядтың qсын шамасына пропорционал болғаңдықтан, F qсын const , яғни бұл
3
2.4 сурет - Желі кернеулігі
2.5 сурет - Күштік желілердің үйірілуі
Күштік желінің суреті бойынша вектордың бағытын ғана емес, сонымен
қатар оның мағынасын көруге болады. Нүктелік зарядтар үшін өрістің
кернеулігі зарядқа жақындау мүмкіндігі бойынша ұлғаяды, ал күштік желілер
бұл жағдайда үйіріледі (2.6 сурет). Қай жерде күштік желі көп болса сол
жерде кернеулік те көп болады немесе керісінше.
Күштік желіге дұрыс орналасқан кейбір ауданның бетінде кездесетін
күштік желінің саны кернеуліктің модуліне пропорционал.
Ілме оқшаулатқыштарының разрядты сипаттамасын жоғарлатудың
негізгі әдістері.
Геометриялық параметрлер және механикалық сипаттамалар, сонымен
қатар оқшаулатқышқа арналған электрқондырғының номиналды кернеуі,
разрядты кернеулер оқшаулатқыштардың негізгі сипаттамасы болып
табылады.
Оқлаулатқышқа берілген он импульстің бесеуі жабықталып бітетін
импульстің амплитудасын найзағайлы импульстар деп атайды.
Ал
оқшаулатқыштың разрядты кернеуіне үш жабықталған кернеуді жатқызуға
болады.
Uсхр құрғақ разрядты кернеу - кернеу жиілігі 50 Гц болғандағы таза
құрғақ оқшаулатқыштың кернеуі.
20
Uмкр дымқыл разрядты кернеу - кернеу жиілігі 50 Гц болғанда 45°С
жаңбырмен дымқылданған таза оқшаулатқышты жабу кернеуі (кернеудің
тиімді мағынасы).
Uимп импульсті разрядты кернеу - 50% кернеу жабуға әкеледі, ал
қалған 5% жабуға әкелмейді.
Uпр өткір кернеуі - 50 Гц кернеу жиілігінде оқшауламаның дефектін
тудыратын және аз қолданылатын сипаттама.
Ілмелі тарелкалы оқшауламаларда құрғақ разрядты кернеуге қарағанда
сұйықразрядты кернеу 1,8,...2 есе аз болады. Ал арқаулы оқшауламаларда
айырмашылық 15-20% артық. Импульсті разрядты кернеу оқшауламаның
ылғалдануына және кірлеуіне тәуелді болмайды және құрғақ разрядты кернеу
амплитудасынан 20% артық болады.
Геометриялық параметрлерге келесі параметрлерді жатқызуға болады:
Құрылыстық биіктік Hc - конструкцияда оны қондырғаннан кейін
оқшаулама алатын габарит.
Кейбір оқшауламаларда мысалы, ілмелі
тарелкалыда құрылыстық биіктік оқшауламаның негізгі биіктігінен аз болады.
D - оқшауламаның үлкен диаметрі;
lу - оқшауламаның бетіндегі жылыстау жолының ұзындығы;
lс - құрғақ разрядты кернеу тәуелді болатын ауадағы электродтар
арасындағы қысқа ара қашықтық.
lм - оқшауламаның бетінің жартысы 45°С бұрышқа тігінен түскен
жаңбырмен дымқылданғанын анықтайтын дымқыл разрядты ара қашықтық.
Атмосфераның ластану дәрежесіне байланысты әр түрлі категорияларды
қолдану үшін оқшауламаның жылыстау жолының ұзындығы МЕМСТ 9920-75
номерленеді (1 кесте). Оқшауламаның ластанған беті бойынша дамитын
разряд жолының ұзындығын жылыстау жолының тиімді ұзындығы деп
атайды.
2.1 кестеде Құрылым ережесі және байланыс желісін техникалық
эксплуатациялау бойынша атмосфераның ластану дәрежесінің
сипаттамалары келтірілген.
2.1 кесте - Электрқондырғының сыртқы оқшауламасының жылыстау
жолының нормаланған тиімді ұзындығы
Оқшауламалардың механикалық
сипаттамаларының
негізі
келесі
сипаттамалар болып табылады:
21Оқшауламаны
орындау категориясы
Атмосфераның
ластану дәрежесі
Uном, кВ номиналды кернеуден кем емес,
жылыстау жолының үлесті және тиімді
ұзындығы смкВ
А
1,2,3
1.9-2.2
1.4-1.9
Б
3,4,5
2.2-3.0
1.8-2.6
В
5,6
3.0-3.5
2.6-3.1
- ілмелі оқшауламалар үшін басым мағынасы бар, созылуға кететін
минималды бұзылу күші;
- өтпелі және тіректі оқшауламалар үшін басым мағынасы бар, майысуға
кететін минималды бұзылу күші;
- көптеген оқшауламалар үшін екінші мағынасы бар, қысуға кететін
минималды бұзылу күші.
Минималды бұзылу күшін килограмм күшке тең деканьютонмен (даН)
немесе килоньютонмен (кН) есептейді.
- Оқшауламаларды шыңдалған электротехникалық шыны және
полимерлі материалдардан, электротехниклық фарфордан дайындайды
(кремнийорганикалық резенке, шыны пластик, фтороплант).
22
3 Pазрядтардың пайда болуы
3.1 Тәждік разряд
Тәждік разряд немесе жай тәж деп электр беріліс желісі сымдарының
және жұмысты кернеудің әсерінде болатын кез- келген кіші қисықты радиусты
электродтардың бетiнде пайда болатын газдық немесе әуелі ортадағы
электрлік разрядтардың бір түрін айтамыз.
Cымдардың үлкен аралығындағы тәждік разряд, сонымен қатар ,
орташа электр кернеулігінің поля үлкен емес мәнінде аралықтың жабылуына
әкелмейді және ұзақ уақыт бойы жұмыс істеп тұра алады.
Тәждің пайда болуы электр өрісінің күрт тұрақсыздығының және
бетінде тәжденетін электрод кернеуліктің электр өрісі, Eкүрт күрт кернеулік,
көлемді және беттік ионданудың пайда болына жеткілікті процестің болуы.
Тәждің пайда болуы электр алаңының айтарлықтай түзелуіне әкеледі.
Көптеген жағдайда тәж жаман құбылыс ретінде қарастырылады, себебі
ол активті қуаттың Pтәж және энергияның қосымша шығындарына әкеп
соғады.
Сонымен қатар, тәж радиокедергілерді туғызады және органикалық
негіздегі оқшауламаға жаман әсер етеді.
Бастапқы кернеулік келесі теңдеумен анықталады
0,65
R 0.38
(3.1)
ол сымның полярлығының теріс болған кезінде қолданылады, бірақ оң
болған жағдайда да қолданылуы мүмкін
Радиустың кішкентай кезінде (r1 см) Пика формуласын қолдануға
болады
Eн 30,3тб 1
0,3
R
(3.2)
3.2 Газдардағы разрядтардың негiзгi пiшiндерi және олардың
қолданылуы
Жоғарғы кернеулер техникасында газ ортасы оқшаулау материалы
ретінде қолданылады, мысалы: электрөткізгішті ауада сым желілері арқылы
орналастырған кезде,ауа конденсаторларының арасындағы электродтарда,
разрядтардың ұшқын аралықтарында және т.б. Cоның өзінде ауада иондық
процестердің пайда болуы жағымсыз жағдай болып табылады. Бір жағынан
қарағанда, аппараттардың қатарланған жұмысы әртүрлі пішіндегі газ
разрядтарында негізделген.
23Eн 24,5тб 1
Mұндай аппараттар қатарына доға разрядтарын қолданатын түтікшелі
разрядтауыштар; тәжі разрядтарын қолданатын, электростанцияларда түтін
газдарын тазарту үшін пайдаланатын орналастырулар;солғын разрядтарын
қолданатын жоғарывольтті газбен сәулеленген суық катоды бар түтікшелер;
ұшқын разрядтарын қолданатын электрұшқындарын металлмен өңдеу
кезіндегі орналастырулар;тыныш разрядтарын қолданатын электр өрісінде
бұйымды бояу кезіндегі орналастырулар және т.б.
Газ разрядтарының физикалық пішіні
бір қатар разрядтардың
жиынтығына байланысты:газдың қысымы мен температурасы,кернеулік пен
электр өрісінің конфигурациясы, бастапқы қуат,ток тығыздығы мен
электродтар арасындағы қашықтық.
Cолғын разряд -газ разрядының тұрақты пішіні кезінде 10-20мм
рт.ст.қысым тәртібінде қалыптасады. Бұл разряд 20-50ма
кезіндегі аз
тығыздықты ток пен 200-400В электродтарға жақын орналасқан үлкен кернеу
құлауымен сипатталады.
Cолғын разряд сөндірілген орбитадан орбитаға көшкенде, ядроға
жақын орналасуына байланысты аз энергияланатын электрон орынға ие
болады. Энергияның көптігі кеңістікке квант немесе фотон деп аталатын
атомды энергия үлесі A негізінде таралады. Оны екі орбитаның әртүрлі
энергетикалық теңдігі арқылы бейнелеуге болады: A1
электронвольтпен, яғни:
A A2 A1
және A2
(3.3)
Cолғын разряд газсәулелі түтікшеде бастапқы энергия көзі немесе
жарық болып табылады. Cуық газдың таралуы электролюминесценция деп
аталады.
Көрінетін жарық анықталған диапазондағы жиіліктер немесе толқын
ұзындықтарындағы электромагнитті тербелістерді көрсетеді. Жарық
толқындарының ұзындықтарын өлшеу үшін 10 8 см.-не тең ангстрем деп
аталатын арнайы бірлікпен өлшеген жөн .
Физикадан білетініміздей,күн жарығының бір бөлігі спектр түзе отырып
шыны призма жүзінде әртүрлі түске жіктеледі.Әр түске анықталған толқын
ұзындықтары сәйкес келеді. Мысалы, қызыл түс 6300-7700А толқын
ұзындықтарындағы электромагнитті тербелістерге сәйкес келеді.
Түсті сәйкес сәулелену көмегімен келесі теңдікті қолдану арқылы
есептеуге болады:
k
A
2 10 8
A
,
(3.4)
мұндағы: л - сәулелену толқынының ұзындығы;
k - есептеу коэффициенті
24
A - сәулелену энергиясы,эв.
Тәждік разряд немесе жай тәжі деп ауа немесе газ ортасындағы электр
разрядының бір түрін атаймыз. Ол көбінесе ауаның беткі сым желілеріндегі
электрөткізгіштер мен жұмыс кернеуінің әсеріндегі қисық радиусы аз
электродтардың бетінде қалыптасады.
Тәжілі разряд сымдар арасындағы үлкен қашықтық және электр
өрісіндегі аз өлшемді орташа кернеулік
-аралықтың қиып өтілуіне
соқтырмайды және ұзағынан сақталады. Тәжі озонның қалыптасуымен және
жоғарыжиілікті тосқауылдармен,сілкінулермен сипатталатын сымның беткі
бөлігіне жақын жарықпен бірге жүреді.
Тәждiң пайда болуы электр өрiсiнiң бiр қалыптылығының болмауы
туралы куәландырады.
1- қолайлы ауа райы; 2 -қар; 3- жаңбыр; 4 - қырау.
Тәждің пайда болуы электр өрісінің өзінің әрекет ету аймағындағы
түзелуіне әкеледі.
Көптеген жағдайларда тәж зиян құбылыс ретінде қарастырылады.Себебі
ол белсенді қуат пен энергияның жоғалуына соқтырады.
Cонымен қоса, тәж радиотосқауылдар туғызып,изоляцияның
органикалық шығу тегіне кері әсерін тигізеді. Жағымды жағы: тәж
найзағайдың қатты күшінде амплитуда мен электромагниттік толқындардың
құлауын төмендетеді. Тәж түтін газын тазартатын орналастыруларда,
эмульсияны ұсақтауда,тәжілі электродты қозғалыстағы таспаға заряд
тасымалдаушы ретінде қолданатын электростатикалық генераторларда және
т.б.пайдаланады.
ЖКТ (ТВН) да электр өткізгіш желілері үшін тәжге қуаттың жоғалуын
есептеу кеңінен таралған.
25
3.1 сурет - Ауа райының әр түрлi элементтерi үшiн тәжге қуаттың
жоғалуларының қорытылған сипаттамалары .
Cонымен қатар келесі жағдайлар анықталады:
а) ортақ тәжінің пайда болуына сәйкес келетін , сыншыл немесе
бастапқы электр өрісінің кернеулігі;
б) жұмыс кернеулігі сызығының әрекетінен туындайтын электр өрісінің
кернеулігі;
в) тәждің белсенді қуатының жылдық орташа шығыны , өлшеу кезінде
алынған , аналитикалық тәуелділікпен немесе әрбір ауа райы бөлігінің
жалпылама сипаттамасын қолданумен жасалатын есептеу ( 3.1 - сурет ).
Жалпылама сипаттамасы бойынша есептеулер. Бастапқы электр өрісінің
кернеулігі, тәждің пайда болуына сәйкес, ауа қысымына,температураға және
сым бетінің жағдайына және аналитикасына байланысты төмендегі теңдікпен
анықталады:
E0б 30,3мб (1
0,3
r
)кв.макс см,
(3.5)
мұндағы r - сым радиусы ,см ;
0.386
273 t
- ге қатысты ауа тығыздығы;
Ð - атмосфералық қысым , мм рт. ст.;
t 0 - температура,
;
26
m - біртегіс еместіктің өлшемі,сым байлауы 0,82-ге тең.
1 кезінде АС-240, АС-300 және АС-400 маркалы сымдар
үшін электр өрісінің бастапқы кернеулігі 31,9, 31,6 және 31,1 кв макссм - ге
тең.
Электр өрісінің жұмыс кернеулігі жекелеген сымдардың жанында мына
теңдікпен анықталады:
Emax
q
2 0 r
2UCn
32 0 r
0.0147
CnU
r
[кв макссм],
(3.6)
мұндағы U - сызықтық кернеудің әрекет ету өлшемі, кв;
C n - қарастырылатын фазаның жұмыс сыйымдылығы, пфм.
Белгіленген аумақта ( Mәскеу облысы үшін 1,04) ауа тығыздығының
жылдық орташа мәнін қолданып және сымның электр өрісінің бастапқы
кернеулігін анықтай отырып , сым жүйесінің жұмыс кернеулігінің орташа
мәнін төмендегі теңдікпен салыстыру керек
1
3
(3.7)
Ecp. max 0,5E0 кезінде тәжі шығынын есептеу қажет емес.
Ecp. max 0,9E0 кезінде тәжі шығынын есептеу үлкен маңызға ие.
Тәжі шығынын есептеу қажеттілігін орнатқанда әртүрлі ауа райына
арналған ( қар, жаңбыр, қырау) қуат шығынының жалпылама сипаттамасын
қолданған жөн. Көрсетілген сипаттамалар құрылымдық теңдікті графикалық
түрде анықтайды.
P k
2
2
F ' (
E
E0
),
(3.8)
мұндағы
- сызық бөлшектің фазадағы сымының саны;
r - сым радиусы.
Үшфазалы сызықтың тәжісіне арналған қуаттың жылдық орташа
шығыны әртүрлі ауа райы фазасы шығынының жалпы санын табу арқылы
төмендегі формуламен анықталады:
Pk
n 2 r 2 E1 E2 E3 2
8760 E0 E0 E0
E E E E E E
E0 E0 E0 E0 E0 E0
(3.9)
мұндағы Fx , F , Fc - жаңбыр, қар, аяз, жағымды ауа райы кезіндегі тәжіге
тәуелді жалпылама шығын.
E1 E3 сымындағы көлденең орналасқан сызықтарда.
27
Ecp. max (E1max E2 max E3 max )
n r
Fx ( ) Fx ( ) Fx ( ) cpTX
F ( 1 ) F ( 2 ) F ( 3 ) T Fc ( 1 ) Fc ( 2 ) Fc ( 3 ) Tc квткм
Жуықтап есептеу арқылы ауа райын орташа жолағы 80 % - ды (7000 сағ.)
құрайтын ашық және жылына 20% - ды (1760 сағ.%) құрайтын жаңбырлы
болып бөлінеді.Сол себепті есептік формула мына жолмен шешіледі:
Pk
n 2 r 2
Fx (
E1
E0
E E E
E0 E0 E0
квткм. (3.10)
288760
)2 Fx ( 2 ) cp2 TX F ( 1 )2 F ( 2 ) (T Tc )
4 Cыртқы оқшаулағыш
4.1 Cыртқы оқшаулағыштың жалпы сипаттамасы
Жоғарғы кернеулі қондырғының сыртқы оқшаулағышы
электродтарының арасындағы аралығының оқшаулағышына (электр берліс
желісінің (ЭБЖ), тарату құрлысының оқшаулағышына (ТҚ), электр
аппараттарының сыртқы ток өткізгіш бөліктері және т.б.) атмосфералық ауада
орындалатын басты диэлектриктердің рөлі.
Оқшауланған электродтар бір
- бірінен ара қашықтығы анықталатын және жерден (немесе
электрқондырғыларының бөлшектік жерлендірілгені), оқшаулағыш көмегі
арқылы берілген жағдай бойынша бекітілгені жайғастырылады.
Қалыпты атмосфералық жағдайда электрлік беріктілігі ауалық аралығы
үлкен емес (біртекті өрісте электродтар арасының арақашықтығы шамамен 1
см 30 кВсм) болады. Көбінесе оқшаулағыштардың құрлысы жоғары
кернеулі электрлік өрісте шұғыл біртекті емес пайда болады. Электрлі
беріктілік сондай өрісте электродтардың арасындағы арақашықтығы 1-2 м
болғанда 5 кВсм құрайды, ал 10 - 20см болғанда 2,5 - 1,5 кВсм төмендейді.
Габаритті ауалы ЭБЖ және номиналь кернеуі көтерілген кездегі ТҚ - на
байланысты тез өседі. Әр түрлі класс кернеуіндегі электр қондырғыларының
ауаның диэлектрикалық құрлысы толығымен қолданылады және
оқшаулағыштың қарапайым құрлысы, сонымен қатар разряд аралығында
тесілу салдарынан ескірген оқшаулағыштарды толығымен қайта ауалық
оқшаулағышты қалпына келтірулер көзделеді
Cыртқы оқшаулағыш сипаттамасы метрологиялық шартқа байланысты
электрлік беріктілігі ( қысым p, температура Т, ауаның абсолютты
ылғалдылығы Н, атмосфералық қалдықтарының интенсиві мен түрлері)
сонымен қатар оқшаулағыштың бетінің жағдайы және олардың ластануы
жатады. Ауалы оқшаулағыш аралығына қолайсыз қысым кезіндегі электр
беріктілігіне, температурасына және ауа ылғалдығына байланысты
таңдалынады.
Шарттағыдай сыртқы қондырғылардың оқшаулағыш бойында, разряд
процессінің әр түрлі механизмнің сәйкеуі, нақтырақ келгенде оқшаулағыш
беті құрғақ және таза, жаңбырдан кейінгі тазалығында, ылғалдануы және
ластануы электрлік беріктілігі жоғары болады. Разрядты кернеу көрсетілген
жағдайларға байланысты құрқақ разрядты, сулыразрядты және ластану немесе
ылғалды разрядты деп аталынады.
Басты диэлетриктердің ішкі оқшаулағышы - атмосфералық ауа - кернеу
оқшаулағышындағы әсерлерінен және қондырғылардың жұмыс режімі
олардың уақытқа байланысты орташа сипаттамасы өзгерусіз қалуына тәуелді
емес.
29
4.2 Cыртқы оқшаулағыштағы электр өрісін реттеу
Cыртқы оқшауламадағы шұғыл біртекті емес өрісте электродта аз
радиусты қисық тәж разряды болады. Тәждің пайда болуы қосымша энергия
шығынын және радиокедергі интенсивін тудырады. Осы үлкен мәнге
біртекті емес электр өріс деңгейінің төмендеуіне, сонымен бірге сыртқы
оқшаулағыштағы разряд кернеуінің бірнеше өсуіне байланысты.
Cыртқы оқшаулағыштағы электр өрісін реттеу үшін оқшаулағыш
арматурасын экрандау, электрондан қисығының радиусын үлкейгенде, және
де разряд кернеуінің ауадағы аралығын үлкейту арқылы реттей аламыз.
Жоғарғы класты кернеудегі ауалық ЭБЖ-інде сымды тарамдау қолданылады.
4.3 Ілмелі оқшауламаның разрядты сипаттамасын көтермелеу
әдістері
Оқшаулағыштар тіркесі бойына кернеуді тарату
Ілмелі тарелкалы оқшауламадан құралған оқшаулағыштар тіркесі
байланыс жүйесінде және ауа желісінің сымдарында жиі кездесетін
оқшауламаның түрі болып саналады. Оқшаулағыштар тіркесіне орнатылған
кернеу түзу таралмай, әр түрлі оқшауламаға әр түрлі көлемде кернеу беріледі
және тәждің бастапқы кернеуін төмендетіп, тіркес кернеуінің тоқтауына
әкеледі. Cымға жақын орналасқан оқшаулама қолайсыз жағдайда болады.
Оқшауламада кернеудің біркелкі емес болуының басты себебін жерге
қатысты металлды бөлігінде паразитті сыйымдылықтың болуымен түсіндіруге
болады (4.1
сурет). Тіркесте сыйымдылықтың үш түрін ажыратуға
болады:оқшауламаның өзіндік сыйымдылығы С0, жерге қатысты металлды
бөліктердің сыйымдылығы С1 және сымға қатысты сыйымдылық С2.
Сыйымдылықтың көлем тәртібі шамамен мынандай болады: C0 50 пФ, C1 5
пФ, C2 0,5 пФ.
Бірінші жанасушылықта оқшауламаның сыйымдылығын жерге
қатысымен есептемеуге болады, сонда құрғақ оқшаулағыштар тіркесінің
орынбасу сұлбасы 4.б суретіндегідей болады.
Айнымалы кернеу кезінде элесенттердің сыйымдылығы бойынша
сыйымдылық тогы өтеді де астындағы бірінші оқшауламаның тогы жерге
қатысты элемент сыйымдылығы бойымен және қалған тіркестер бөлігімен
тармақталады. Астындағы екінші оқшаулама арқылы сыйымдылық тогы аз
көлемде өтеді және кернеудің құлауы төменде максималды болады.
Оқшауламаның саны бойынша үш-төрттен көбірек минималды кернеу келеді,
бірақ ең жоғары оқшауламаға емес. С2 сыйымдылығының бар болуы кернеу
құлауының түзелуіне әкеледі және минималды кернеу екінші-үшінші (немесе
одан да жоғары, тіркестегі оқшаулама санына байланысты) оқшауламаның
үстінде болады. 5 суретте 500 кВ желідегі 22 оқшауламаның тіркестегі
кернеуді таратуы көрсетілген, бір оқшауламаға орта мағынасы 13 кВ болғанда
9-дан 29 кВ-қа дейін келеді.
30
4.1 сурет - Оқшауламадағы 22 оқшауламалы тіркесті кернеудің бөлігі
Тіркес оқшауламасы бойынша кернеуді түзеу үшін тіркестің астында
бекітілген сегіздік, сопақ және тороид түріндегі экрандарды қолданады,
желілерде таратылған фаза сымдары арасына таратылған фазалармен
жақындағы оқшауламаларды батырады және тіркес маңындағы сымдарды
екіге таратады. Барлық осы шаралар С2 сыйымдылығының көбеюінен болған
тарату кернеуін теңестіреді.
4.4 Экрандарды қолдану
Cыртқы оқшауламаның негізгі сипаттамасының анықтамасын білу үшін,
атмосфералық шарттардың ықпалымен эксплуатация кезінде оның электрлік
тұрақтылығын білу керек. Атмосфералық шарттар аумақтың географиялық
жағдайларына және маусымды, тәулікті өзгерістерге, сонымен қатар
метрологиялық жағдайларға байланысты болады.
Экрандардың көмегімен сыртқы оқшауламадағы электрлік өрісті
реттеуді электродтар арасындағы үзілістегі
электрлік тұрақтылықты
жоғарылату және электр қондырғылардағы элементтердегі тәждік разрядты
тоқтату мақсатымен қолданады. Экранның көмегімен ауа аралығындағы
разрядты кернеуді көтеретін электродтардың қисықтық радиусы ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
6
7
8
Аңдатпа
Бұл бітіру жұмысының тақырыбы Өлшеуші кернеулікті қолдана
отырып 110 кВ ілмелі оқшаулағыштардың электрлік өрісінің кернеулігін
зерттеу. Осы жұмыста өлшеуіш кернеулікті қолдана отырып 110 кВ
кернеуліктегі шыныдан және фарфордан жасалған оқшаулағыштардың
өрісінің Еб
салыстырдым.
бастапқы кернеулігін анықтап және есептік мәндермен
Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімінде оқшалағыштарды пайдалануда
техника қауіпсіздігін сақтау, жоғары кернеудегі әуе желілерінде қызмет
көрсетуші персоналға электромагниттік өрістің әсерін,қорғану және
шараларын, оқшаулағыштар сақталатын қоймаларда өрт қауіпсіздігін сақтау
талданды.
Бітіру жұмысының экономикалық бөлімінде жұмысты зерттеуге кеткен
шығынды есептедім.
Аннотация
Выпускная работа выполнена на тему "Исследование напряженности
электрического поля подвесных изоляторов на ЛЭП 110 кВ с применением
измерителя напряженности". В работе определена начальная напряженность
Ен подвесных стеклянных и фарфоровых изоляторов на напряжение 110 кВ
методом измерителя напряженности.
В разделе безопасности жизнедеятельности
было рассмотрено
соблюдение техники безопасности при использовании изоляторов ВЛ при
высоком напряжении, защита персонала от воздействия электромагнитного
поля на ВЛ при высоком напряжении, соблюдение пожарной безопасности в
складах где хранятся изоляторы
В экономической части выпускной работы было рассчитано затраты на
исследование данной работы.
АnnОТАТiОn
FinАl wОrК perfОrmed Оn "InvesТigАТiОn Оf Тhe elecТric field Оf
suspensiОn insulАТОrs Оn 110 КV ТrАnsmissiОn line wiТh sТrengТh meТer."
Тhe pАper idenТified Тhe iniТiАl ТensiОn YОng suspended glАss Аnd pОrcelАin
insulАТОrs wiТh А vОlТАge Оf 110 КV by sТrengТh meТer.
In Тhe heАlТh Аnd sАfeТy were cОnsidered cОmpliАnce wiТh sАfeТy
regulАТiОns when using insulАТОrs Оn high vОlТАge ОverheАd lines,
prОТecТiОn Оf persОnnel frОm expОsure ТО elecТrОmАgneТic fields Оn Тhe
high vОlТАge ОverheАd line, cОmpliАnce wiТh fire sАfeТy in Тhe wАrehОuses
where Тhe sТОred insulАТОrs
In Тhe ecОnОmic pАrТ Оf Тhe finАl wОrК wАs designed ТО sТudy Тhe
cОsТs Оf Тhis wОrК.
9
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .11
1 Жобаны жасауға керек анықтамалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..1 2
1.1 Терминдер мен анықтамалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ..1 2
1.2 Тәжірибелердің әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ..1 2
2 Электрлік өріс кернеулігі. Электрлік өрістің физикалық табиғаты және оның
графикалық бейнесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...14
2.1 Электрлік өріс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..14
2.2 Электр өрісінің кернеулігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..16
3 Pазрядтардың пайда болуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...23
4 Cыртқы оқшаулағыш ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .29
4.1 Cыртқы оқшаулағыштың жалпы сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...29
4.2 Cыртқы оқшаулағыштағы электр өрісін реттеу ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... 30
4.3 Ілмелі оқшауламаның разрядты сипаттамасын көтермелеу әдістері ... ... ..30
4.4 Экрандарды қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...31
4.5 Кернеудің гирляндадағы оқшаулағыштар арқылы таралуы ... ... ... ... ... ... .35
5 Өндірістегі жиіліктегі магнит және электр өрістерінің параметрлерін
өлшегіш ВЕ-50 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 37
6 Эксперименттік бөлімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .39
7 Өмір тіршілік қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..46
7.1 Жоғары кернеулі әуе желілерінде аспалы оқшаулағыштарды
пайдалануда техника қауіпсіздігін сақтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .46
7.2 Жоғары кернеулі электрмагнит өрісінен қорғану шаралары. ... ... ... ... ... ..49
7.3 Оқшаулағыштар сақталатын қоймалардың өрт қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ..53
8 Экономикалық бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...56
8.1 Жобаны зерттеуге кеткен шығындар есебі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ...56
8.2 Пайдалану шығындарын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .59
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .63
Қабылданған қысқартулардың тiзiмі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..64
Қолданылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..65
10
Кіріспе
Жоғары
вольтті оқшаулағыштар электр желілеріндегі электр
қондырғыларды оқшаулайтын ең маңызды элементтердің бірі болып
саналады. Электр желілірінің сенімді жұмыс істеуі ілмелі оқшаулағыштың
сипаттамаларымен анықталады: механикалық жүктемелердің, күшті электр
өрістерінің, климат факторларының әсері. Бірінші ретті ӘБЖ ілмелі
оқшаулағыштардың эксплуатациялық тәжірибе нәтижесінде олардың
эффективті жұмысын көрсетті, бірақ сонымен қатар кемшіліктері де
анықталды, оған ішкі тесілулер, кішкентай сынулар, тесілген
оқшаулағыштардың тесілген жерін табудың қиындығы. Айтылған
кемшіліктердің алдын алу үшін жоғарывольтті ілмелі оқшаулағыштардың
электрофизикалық процестерін терең зерттемей анықтай алмаймыз, олар
электрлік өріс пен эксплуатациялық факторлар әсерінде болатын электрлік
тесілу мен кішкентай сынудың алдында болады. АЖ оқшаулағышы және
ҚС АТҚ фарфорлы оқшаулағышының тесілуі және оқшаулағыштың шыны
бөлшектерінің бүлінуі, оқшаулағышта болатын кернеудің оның ластану
салдарынын, сонымен қатар тіректі - оқтаушалы оқшаулағыштың микро
жарылғандарының пайда болуынан төмендейді. Бұл жағдайлар
оқшаулағыштың жасалуы сапасыз болуынан, сонымен қатар монтаж
технологиясының бұзылуы, техногенды және климаттың әсерінен туады.
Сонымен бұл дипломдық жұмыста ілмелі оқшаулағыштың механикалық және
электрлік беріктігін көтермелеуге тәжірибе жүргізілді.
11
1 Жобаны жасауға керек анықтамалар
1.1 Терминдер мен анықтамалар
Барлық оқшаулағыш үшін:
Тоқтың ағып өту ұзындығы (оқшаулағыштың) (L): металлдық
бөліктердің потенциалдарының айырмасындағы оқшауламалық деталдің
бетіндегі ең кіші ара қашықтық.
Нормалданған механикалық бұзу күші: максималды механикалық
жүктеме (Pнорм), оқшаулама оған сынау кезінде шыдау керек.
Кірлену дәрежесі (КД): электрлік қондырғының электрлік
мықтылығының азаюына әсер ететін атмосфераның кірлеуін көрсететін
көрсеткіш.
Оқшаулағыш арматурасы:
Басқа оқшаулағышқа немесе оқшаулағыш бөліктеріне бекіту үшін
арналған оқшаулағыштың бөлімі.
Оқшаулағыштың істемей қалуы: жұмыс істемей қалуына әкеп соғатын
механикалық және электрлік шығындар.
Оқшаулағыштың
жұмыс істеу уақыты: тұрақталған нормативті-
техникалық эксплуатациялық жұмыс істеу ұзақтығы кезінде қамтамасыз
етілетін оқшаулағыштың сипаттамасы.
Фарфорлы және шыны оқшаулағыш
Тостақ түріндегі оқшаулағыш: тостақ немесе қалпақ түріндегі
оқшаулама бөлігінен тұратын оқшаулағыш.
Оқшаулағыштың нормалданған механикалық (шыны оқшаулағыш үшін)
және электромеханикалық (фарфор оқшаулағыш үшін) бұзу күші
килоньютонда.
Фарфорлық тостақ түріндегі оқшаулағыш:
экрандық арматура: электрлік доғаны алу үшін және электрлік өрісін
түзеу үшін оқшаулағыштың алынатын бөлігі.
1.2 Тәжірибелердің әдістері
Айнымалы кернеумен қондырғыны құрғақ және жаңбыр кезінде,
тексергенде ГОСТ-қа сәйкес болу керек.
Электрлік кернеулерін тексергенде қондырғылар ГОСТ 22261 бойынша
параметрлерді тексергенде қателік 2,5%-дан аспау керек. Тәжірибе кезінде
ГОСТ 17512 кернеуді өлшеу.
Pазрядты кернеулерді анықтау үшін қолданылатын тәжірибе өткізетін
қондырғы лас және суланған күйде ГОСТ 10390 сәйкес болу керек.
Тәжірибе үшін жалпы шарттар, жақсы атмосфералық шарттар, оларға
түзетулер, қисық түріндегі тәжірибе өткізетін кернеуге талаптар, жаңбырлау
процессі, жаңбыр параметрі және оны өлшеу, температура және судың
тығыздығы.
12
Тәжірибе
кезінде оқшаулағыш конструкторлық құжат бойынша
экрандық арматурамен бірге болу керек. Тәжірибелер оқшаулағыштардың лас
және суланған куйінде, 3-4 СЗ бөлігінде жұмыс істеуге арналған, экрандық
арматурасыз жұмыс істеуге жіберіледі.
Электрлік беріктік анықтамасы бойынша оқшаулағыштар толығымен
жұмыс істейтін түрінде тұру керек.
Тәжірибеге қойылатын жалпы талаптар
Тәжірибеге ПС-6, ПС-4,5, ПФ-8,5 маркалы оқшаулағыштар таңдалды.
Техникалық политикаға сәйкес оқшаулағыштар таза, құрғақ, температурасы
тәжірибе жүргізетін қоршаған ортасына сәйкес болу керек. Ережедегідей
тәжірибелер гирляндаға жиналған оқшаулағыштардың әр-біріне бөлек
жүргізіледі.
13
2 Электрлік өріс кернеулігі. Электрлік өрістің физикалық табиғаты
және оның графикалық бейнесі
2.1 Электрлік өріс
Зарядталған денелердің өзара әрекеттесуі қалай жүзеге асады?
Эксперимент жүзінде тағайындалған Кулон заңы зарядтардың өзара
әрекеттесуін сандық тұрғыдан білдіреді, бірақ "Бір зарядтың басқасына әрекеті
қандай жолмен беріледі, бұл өзара әрекеттесудің табиғаты қандай?" деген
сұрақтарға жауап бермейді.
Тәжірибелер кез келген зарядталған дененің айналасында заттан
ерекшеленетін, электр өрісі деп аталатын кеңістік бар екенін керсетеді. Осы
өрістің жәрдемімен электрлік өзара әрекеттесу жүзеге асады. Электр өрісі
ұғымын ағылшын ғалымдары M. Фарадей жөне Дж. Mаксвелл енгізді.
Электр өрісі материяның айрықша бір түрі болып табылады. Біз затты
көріп, сезетін болсак, ал электр өрісін сезім мүшелеріміздің көмегімен қабылдай
алмаймыз. Ол тек зарядталған денелер әрекетінен ғана байқалады.
2.1 сурет - Зарядталған денелердің айналасындағы электр өрісі
Зарядталған денелердің айналасында электр өрісінің әрекеті күштірек, ал
олардан алыстаган сайын өріс әлсірейді.Сынақ заряд деп аталатын оң бірлік
заряд қолданылады және оның өз өрісі еленбейді.
Заряд бірлігіне әрекет ететін күшке тең қатынасы электр өрісінің күштік
сипаттамасы болып табылады және осы нүктедегі электр өрісінің кернеулігі деп
аталады.
14
E
F
q
(2.1)
Нүктелік зарядтың электр өрісінің кернеулігі өріс көзінің q0 зарядының
модуліне тура пропорционал және q0 көзден өрістің осы нүктесіне дейінгі
арақашықтықтың квадратына r2 кері пропорционал. SI жүйесінде кернеулік
формуласы төмендегідей болады:
E
q0
4 0 r 2
(2.2)
Электр өрісінің күш сызықтары деп өрістегі оң зарядталған бөлшекке
әрекет ететін күштің бағытын көрсететін сызықтарды айтады.
Күш сызықтарының міндетті түрде басы мен аяғы болады немесе
шексіздікке кетеді.
Электр зарядтарының бір-бірімен әсерлесуін зерттеуде оларға әсер
етуші күштер неге пайда болатыны және ол күштер бір зарядтан екінші
зарядқа қалай берілетіні туралы сұрақтар туады.
Тыныштықта тұрған зарядтар арасында пайда болатын бұл әсер электр
өрісі арқылы атқарылады.
Кеңістіктің қайсыбір жерінде электр заряды пайда болса, оның маңында
электр өрісі пайда болады. Электр өрісінің басты қасиеті ретінде - осы өріске
орналастырылған басқа зарядқа күштің әсер етуі болып табылады.
Электр өрісінің не екенін білу үшін ең әуелі күштің қалай
тасымалданатынын түсінуге тура келеді. Бір дененің екінші денеге әсер күші
тек екі түрлі тәсілмен тасымалданады. Оның біреуі - екі дененің тікелей өзара
жанасуы арқылы тасымалданса, енді біреуі - екі дененің арасындағы орта
арқылы тасымалданады. Темір балғамен металды соққан кезде олардың
тікелей өзара соқтығысуы арқылы күш балғадан металл денеге беріледі де,
соның нәтижесінде дене деформацияланады. Адамдар екі топқа бөлініп арқан
тартқан кезде әр топ өздерінің күшін арасындағы арқан арқылы қарсы жаққа
тасымалдайды. Бұл жерде арқан олардың арасындағы күшті тасымалдайтын
орта болып саналады. Жоғарыдағы мысалдардан күшті тасымалдау амалын
оңай білуге болады. Бірақ, кейбір күштердің тасымалдау амалы көзге
көрінерлік болмайтындықтан оны түсіну біраз қиындау болады. Mысалы,
кеңістікте тұрған ауыр денені басқа дене сүйеп тұрмаған болса, Жер
Шарының тартылыс күші әсерінен жерге құлап түсер еді. Алайда, Жер мен
ауыр дене өзара жанасып тұрған жоқ, және олар арасында күшті
тасымалдайтын жоғарыдағы арқан сияқты дене де жоқ. Ендеше, Жердің
тартылыс күші әсері қалай ауыр денеге тасымалданады? Бұл сұраққа былай
деп анық жауап беруге болар еді: Жердің тартылыс күші олардың арасындағы
тартылыс күш өрісі (тасымалдаушы орта) арқылы ауыр денеге беріледі. Жер
Шары өзінің маңындағы кеңістікте тартылыс күш өрісін тудырады.
Сондықтан осы тартылыс күш өрісінде тұрған барлық денелер тартылыс күш
өрісі тасымалдаған жердің тартылыс күшінің әсеріне ұшырайды. Осы заман
физикасы тартылыс күш өрісінің бір түрлі "материя" екендігін, материя
болғанда әдеттегідей атом, молекулалардан құралатын жай ғана материя емес,
15
"ерекше материя" екендігін анықтады. Ол әдеттегі материяларда болатын
энергия, масса және импульс сияқты негізгі қасиеттерге ие. Электр өрісі
дегеніміз не? Заряд маңындағы кеңістікте біртүрлі "ерекше материя" бар
болып, ол арқылы зарядтар арасындағы өзара әсер күші тасымалданады. Бұл
"ерекше материя" дегеніміз дәл электр өрісі болып табылады. Дене
зарядталған кезде оның маңындағы кеңістікте электр өрісін тудырады.
Басқаша айтқанда, заряд немесе зарядталған дене үнемі өзі тудырған электр
өрісінің қоршауында болады. Электр өрісінің бір маңызды қасиеті сол өрісте
тұрған кез келген зарядтарға күш әсерін береді. Бұл күшті біз электр өріс күші
деп атаймыз. Mысал үшін q1 заряды екінші бір q2 зарядтың маңында, басқаша
айтқанда, q2 зарядының электр өрісінде тұрсын делік. q1 зарядқа берілетін әсер
күші дегеніміз дәл q2 зарядтың электр өрісінің әсер күші болып табылады.
Осыған ұқсас, q2 заряды q1 зарядының маңында, яғни, q1 зарядының электр
өрісінде орналасқанда, q2 зарядының ұшыраған әсер күші дәл q1 зарядының
электр өрісінің әсер күші болып табылады. q1 заряд тудырған электр өрісі
бойынша айтқанда, q1 заряды электр өрісін тудырушы заряд болса, ал q2
зарядының тудырған электр өрісі бойынша айтсақ, q2 заряд электр өрісін
тудырушы заряд болып табылады. Электр өрісі де Жер Шарының тартылыс
күш өрісі сияқты масса, энергия, импульс сияқты әдеттегі материялық
денелерде болатын негізгі қасиеттерге ие болады.
2.2 Электр өрісінің кернеулігі
Электр өрісінің кернеулігі кеңістіктегі кез келген нүктенің электр
өрісінің күйін сипаттау үшін енгізілген физикалық шама болып, электр
өрісінің күштік қасиетін береді. Кеңістіктің белгілі бір нүктесіне бір сынақ
зарядын енгізіп, оған әсер ететін өріс күшінің бар-жоқтығын білу арқылы сол
орында электр өрісінің бар-жоқтығын анықтай аламыз. Сондай-ақ, өрістің
зарядқа берген электр өріс күшінің шамасы және бағытын анықтау арқылы
осы нүктедегі электр өрісінің жағдайын да білуге болады. Кеңістіктің белгілі
бір нүктесіндегі электр өрісінің күйін анықтау үшін әдетте заряды өте аз
болатын нүктелік зарядты сынақ заряды ретінде электр өрісіне енгіземіз.
Тәжірибелердің нәтижесінен сынақ заряд q0-ге әсер ететін F электр өріс
күшінің шамасы мен бағыты q0 зарядының шамасы мен таңбасына тәуелді
болатындығы дәлелденді. Электр өріс күшінің шамасы сынақ зарядының
шамасына тура пропорционал, ал бағыты сынақ зарядының таңбасына
байланысты өзгеріп отырады. Сондай-ақ, электр өріс күші мен сынақ
зарядының қатынасының Fq0 шамасы және бағыты сынақ зарядына тәуелді
болмай, тек сынақ заряды орналасқан нүктедегі электр өрісінің күйіне ғана
тәуелді болады. Сондықтан біз осы қатынас арқылы электр өрісінің күйін
сипаттаймыз және оны элекр өрісінің кернеулігі деп атаймыз. Әдетте ол E мен
белгіленеді
16
E
F
q
(2.3)
Бұл өрнектен көретініміз: электр өрісінің кез келген нүктесіндегі электр
өріс кернеулігінің шамасы осы өріске енгізілген сынақ заряд ұшыраған электр
өріс күші мен сынақ зарядының қатынасына тең болады. Электр өрісінің
кернеулігі электр өріс күші сияқты вектор болғандықтан, тек шамасына ғана
емес, бағытына да көңіл бөлуге тура келеді. Оң нүктелік заряд белгілі бір
электр өрісінде тебілу күшінің әсеріне ұшырайтын болса, онда ол электр өрісі
сөзсіз оң зарядтан пайда болады. Электр өріс кернеулігінің бағыты өрісті
тудырған оң зарядтан басталып сыртқа қарай бағытталады. Ал енді оң заряд
белгілі бір электр өрісінде тартылыс күштің әсеріне ұшыраса, онда электр
өрісін тудырушы заряд сөзсіз теріс заряд болады. Бұл кезде электр өріс
кернеулігінің бағыты өрісті тудырушы теріс зарядқа қарай бағытталған
болады. Әдеттегі жағдайда электр өрісінің әрбір нүктесіндегі электр өріс
кернеулігінің шамасы мен бағыты бірдей болмауы мүмкін. Ал кейбір ерекше
жағдайда, электр өрісінің белгілі бір аумағы ішіндегі кез келген нүктелердегі
электр өріс кернеулігінің шамасы мен бағыты да бірдей болуы мүмкін.
Mұндай электр өрісі біртекті электр өрісі деп аталады. Mысалы, аудандары
өте үлкен бір-біріне өте жақын орналасқан екі жазық металл пластинка
зарядтары бірдей әр аттас зарядтармен зарядталған болса, онда олардың
арасындағы электр өрісі біртекті өріс болып саналады. Электр өріс
кернеулігінің өлшем бірлігіне НКл, не тарихи орын алған Вм қолданылады.
Егер де кейбір нүктеде өріс кернеулігі белгілі болса, онда осы нүктеге
орналастырылған электр зарядына q әсер етуші күшті F анықтауғаболады:
F qE
(2.4)
2.3 Электр өрісі
мен
электр
өріс
кернеулігі
арасындағы
айырмашылықтар
Электр өрісі мен электр өрісінің кернеулігін зерттеген кезде төмендегі
түсініктер бойынша қателеспеуге көңіл бөлгеніміз жөн.
Электр өрісінің кернеулігі электр өрісінің тек өзіне ғана тән қасиеті
болып, q0 сынақ зарядын электр өрісіне енгізумен еш байланысы жоқ.
Электр өрісі кернеулігінің анықтамасын енгізген кезде q0 сынақ заряды
мен ол ұшыраған электр өріс күші F-ті қолдандық. Осы екі шама арқылы
электр өріс кернеулігінің анықтамасын (1)-ші өрнекте көрсетілгендей етіп
бердік. Осы өрнек бойынша студенттер арасында "электр өрісінің кернеулігі
сынақ заряд ұшыраған электр өріс күшіне тура пропорционал, ал сынақ
зарядының шамасына кері пропорционал болады" деп айтқандары да жоқ
емес. Әрине, бұл мүлде қате түсінік. Жоғарыдағы (1)-ші өрнекте пішіні
17
жағынан q0 сынақ заряды қамтылғанымен, бірақ F q0 қатынасының шамасы
шындығында q0 сынақ зарядына байланысты емес. Ол тек электр өрісін
тудырушы зарядпен және оған байланысты салыстырмалы орнымен
анықталады. Электр өрісінің кернеулігі мен электр өріс күші бір-біріне
байланысты және бір-бірінен айырмашылығы бар екі түрлі физикалық ұғым
болып табылады. Олар бір-бірімен тығыз байланысты болғандықтан, әдетте
бұл екі ұғымды бірдей деп қарайтындар да жоқ емес. Электр өрісінің
кернеулігі электр өріс күшінің себебінен заряд күштің әсеріне ұшырауы
негізінде енгізілді және ол электр өрісінің күштік қасиетін сипаттайды.
Cондай-ақ, электр өрісінің кернеулігі сынақ зарядын электр өрісіне енгізу
арқылы ол ұшыраған электр өріс күшінің шамасы мен бағыты арқылы
анықталады. Электр өрісінің кернеулігі электр өрісінің өзіне ғана тән қасиет
болғандықтан электр өрісін тудырушы зарядқа және онымен байланысты
салыстырмалы орнына тәуелді болып, электр өрісіне енгізілген сынақ
зарядымен еш байланысы жоқ. Ал электр өріс күші электр өрісін тудырушы
зарядының қасиетіне және онымен байланысты салыстырмалы орнына
байланысты ғана болып қалмастан, электр өрісіне енгізілген зарядтың
қасиетіне де байланысты болады.
Кез келген заряд өзінің айналасында электр өрісін туғызаты ны
белгілі. Электр өрісі - материяның ерекше бір түрі. Зарядтардың
арасындағы әсерлесу осы электр өрісі арқылы жүзеге асырылады.
Белгілі бір электр өрісін бөліп, зерттеу үшін нүктелік "сыншы"
зарядты пайдалануға болады, Бұл зерттелінбекші өрісті өзгертпейтін өте
шағын заряд. Нүктелік q зарядтың туғызатын өрісін нүктелік сыншы qсын
зарядтың жәрдемімен зерттелік. Cыншы зарядты ( qсын ) электр өрісін
туғызған зарядтың ( q ) орнымен салыстырғанда r
анықталатын нүктеге орналастырсақ, оған
радиус-векторымен
qr
3
(2.5)
күш әсер ететінін білеміз.
2.2 сурет - Cыншы зарядқа әсер ететін күш
Бұл өрнектен сыншы зарядқа әсер ететін күштің ( F ) өрісті
а ң ы қ т а й т ы н ш а м а л а р ғ а ( qr ) ғ а н а е м е с, с о ң д а й - а қ c ы н ш ы з а ря д т і ң
ш а м а с ы н а д а ( qсын ) т ә уе л д і е к е н д і г і к ө р і н е д і, я ғ н и о л тұрақты шама,
18
F qcыы
4 0 r
емес. Егер бір нүктеге әр түрлі сыншы зарядтар ор наластыратын болсақ,
' ''
F ' , F '' ... т.б. күштер сәйкес келеді. Алайда, F
күшінің шамасысыншы,
'
қ а т ы н а с т ұ рақты шама және сыншы зарядтың шамасына тәуелді емес екенін
көреміз, өйткені сыншы зарядтың шамасын қанша үлкейтсек, сонша рет
күштің шамасы да өседі. Бұл қатынасты электр өрісін сипат тайтан шама
ретіңде қабылдап алу табиғи нәрсе.
Cонымен, электр өрісін сипаттайтан векторлық шаманы электр өрісінің
кернеулігі деп атайды.
F
F
qс ы н
q r
4 0 r
(2 .6)
F q E , егер q 1 болса, онда F E .
Электр өрісінің кернеулігі - физикалық шама, ол электр өрісінің
берілген нүктесіне орналасқан бірлік зарядқа әсер етуші
күшпен
өлшенеді. E вектор ы заряд пен өрістің берілген нүктесі арқылы өтетін
түзудің бойымен, егер оң болса,.зарядтан сыртқа, ал теріс болса.зарядқа
қарай бағытталады.
2.3 сурет - Электр өрісінің кернеулігі
Егер сыншы заряд оң болса,күш пен кернеулік бір бағытта болады.
Халықаралық жүйеде кернеуліктің өлшем бірлігі 1 H Кл алынған.
Кернеулік сызықтары
Cезім органдарына элетр өрісі әсер етпейді. Біз оны көрмейміз.
Аудандарда өрістің аз ғана таралуынан көруімізге болады. Ағылшын физигі
Mайкл Фарадей 1845 жылы күштік желі көмегімен электр өрісін бейнелеуді
ұсынды және өрістің өзіне тән картасын немесе диаграммасын алды.
Күштік желі (немесе желі кернеулігі) - аумақтағы желінің бағыты осы
нүктедегі векторлық кернеу бағытымен сәйкес келеді (2.5 сурет).
19
qсын , qсын т.б. зарядтардың өзара әсерлесу күштері де әртүрлі болады.
зарядтың qсын шамасына пропорционал болғаңдықтан, F qсын const , яғни бұл
3
2.4 сурет - Желі кернеулігі
2.5 сурет - Күштік желілердің үйірілуі
Күштік желінің суреті бойынша вектордың бағытын ғана емес, сонымен
қатар оның мағынасын көруге болады. Нүктелік зарядтар үшін өрістің
кернеулігі зарядқа жақындау мүмкіндігі бойынша ұлғаяды, ал күштік желілер
бұл жағдайда үйіріледі (2.6 сурет). Қай жерде күштік желі көп болса сол
жерде кернеулік те көп болады немесе керісінше.
Күштік желіге дұрыс орналасқан кейбір ауданның бетінде кездесетін
күштік желінің саны кернеуліктің модуліне пропорционал.
Ілме оқшаулатқыштарының разрядты сипаттамасын жоғарлатудың
негізгі әдістері.
Геометриялық параметрлер және механикалық сипаттамалар, сонымен
қатар оқшаулатқышқа арналған электрқондырғының номиналды кернеуі,
разрядты кернеулер оқшаулатқыштардың негізгі сипаттамасы болып
табылады.
Оқлаулатқышқа берілген он импульстің бесеуі жабықталып бітетін
импульстің амплитудасын найзағайлы импульстар деп атайды.
Ал
оқшаулатқыштың разрядты кернеуіне үш жабықталған кернеуді жатқызуға
болады.
Uсхр құрғақ разрядты кернеу - кернеу жиілігі 50 Гц болғандағы таза
құрғақ оқшаулатқыштың кернеуі.
20
Uмкр дымқыл разрядты кернеу - кернеу жиілігі 50 Гц болғанда 45°С
жаңбырмен дымқылданған таза оқшаулатқышты жабу кернеуі (кернеудің
тиімді мағынасы).
Uимп импульсті разрядты кернеу - 50% кернеу жабуға әкеледі, ал
қалған 5% жабуға әкелмейді.
Uпр өткір кернеуі - 50 Гц кернеу жиілігінде оқшауламаның дефектін
тудыратын және аз қолданылатын сипаттама.
Ілмелі тарелкалы оқшауламаларда құрғақ разрядты кернеуге қарағанда
сұйықразрядты кернеу 1,8,...2 есе аз болады. Ал арқаулы оқшауламаларда
айырмашылық 15-20% артық. Импульсті разрядты кернеу оқшауламаның
ылғалдануына және кірлеуіне тәуелді болмайды және құрғақ разрядты кернеу
амплитудасынан 20% артық болады.
Геометриялық параметрлерге келесі параметрлерді жатқызуға болады:
Құрылыстық биіктік Hc - конструкцияда оны қондырғаннан кейін
оқшаулама алатын габарит.
Кейбір оқшауламаларда мысалы, ілмелі
тарелкалыда құрылыстық биіктік оқшауламаның негізгі биіктігінен аз болады.
D - оқшауламаның үлкен диаметрі;
lу - оқшауламаның бетіндегі жылыстау жолының ұзындығы;
lс - құрғақ разрядты кернеу тәуелді болатын ауадағы электродтар
арасындағы қысқа ара қашықтық.
lм - оқшауламаның бетінің жартысы 45°С бұрышқа тігінен түскен
жаңбырмен дымқылданғанын анықтайтын дымқыл разрядты ара қашықтық.
Атмосфераның ластану дәрежесіне байланысты әр түрлі категорияларды
қолдану үшін оқшауламаның жылыстау жолының ұзындығы МЕМСТ 9920-75
номерленеді (1 кесте). Оқшауламаның ластанған беті бойынша дамитын
разряд жолының ұзындығын жылыстау жолының тиімді ұзындығы деп
атайды.
2.1 кестеде Құрылым ережесі және байланыс желісін техникалық
эксплуатациялау бойынша атмосфераның ластану дәрежесінің
сипаттамалары келтірілген.
2.1 кесте - Электрқондырғының сыртқы оқшауламасының жылыстау
жолының нормаланған тиімді ұзындығы
Оқшауламалардың механикалық
сипаттамаларының
негізі
келесі
сипаттамалар болып табылады:
21Оқшауламаны
орындау категориясы
Атмосфераның
ластану дәрежесі
Uном, кВ номиналды кернеуден кем емес,
жылыстау жолының үлесті және тиімді
ұзындығы смкВ
А
1,2,3
1.9-2.2
1.4-1.9
Б
3,4,5
2.2-3.0
1.8-2.6
В
5,6
3.0-3.5
2.6-3.1
- ілмелі оқшауламалар үшін басым мағынасы бар, созылуға кететін
минималды бұзылу күші;
- өтпелі және тіректі оқшауламалар үшін басым мағынасы бар, майысуға
кететін минималды бұзылу күші;
- көптеген оқшауламалар үшін екінші мағынасы бар, қысуға кететін
минималды бұзылу күші.
Минималды бұзылу күшін килограмм күшке тең деканьютонмен (даН)
немесе килоньютонмен (кН) есептейді.
- Оқшауламаларды шыңдалған электротехникалық шыны және
полимерлі материалдардан, электротехниклық фарфордан дайындайды
(кремнийорганикалық резенке, шыны пластик, фтороплант).
22
3 Pазрядтардың пайда болуы
3.1 Тәждік разряд
Тәждік разряд немесе жай тәж деп электр беріліс желісі сымдарының
және жұмысты кернеудің әсерінде болатын кез- келген кіші қисықты радиусты
электродтардың бетiнде пайда болатын газдық немесе әуелі ортадағы
электрлік разрядтардың бір түрін айтамыз.
Cымдардың үлкен аралығындағы тәждік разряд, сонымен қатар ,
орташа электр кернеулігінің поля үлкен емес мәнінде аралықтың жабылуына
әкелмейді және ұзақ уақыт бойы жұмыс істеп тұра алады.
Тәждің пайда болуы электр өрісінің күрт тұрақсыздығының және
бетінде тәжденетін электрод кернеуліктің электр өрісі, Eкүрт күрт кернеулік,
көлемді және беттік ионданудың пайда болына жеткілікті процестің болуы.
Тәждің пайда болуы электр алаңының айтарлықтай түзелуіне әкеледі.
Көптеген жағдайда тәж жаман құбылыс ретінде қарастырылады, себебі
ол активті қуаттың Pтәж және энергияның қосымша шығындарына әкеп
соғады.
Сонымен қатар, тәж радиокедергілерді туғызады және органикалық
негіздегі оқшауламаға жаман әсер етеді.
Бастапқы кернеулік келесі теңдеумен анықталады
0,65
R 0.38
(3.1)
ол сымның полярлығының теріс болған кезінде қолданылады, бірақ оң
болған жағдайда да қолданылуы мүмкін
Радиустың кішкентай кезінде (r1 см) Пика формуласын қолдануға
болады
Eн 30,3тб 1
0,3
R
(3.2)
3.2 Газдардағы разрядтардың негiзгi пiшiндерi және олардың
қолданылуы
Жоғарғы кернеулер техникасында газ ортасы оқшаулау материалы
ретінде қолданылады, мысалы: электрөткізгішті ауада сым желілері арқылы
орналастырған кезде,ауа конденсаторларының арасындағы электродтарда,
разрядтардың ұшқын аралықтарында және т.б. Cоның өзінде ауада иондық
процестердің пайда болуы жағымсыз жағдай болып табылады. Бір жағынан
қарағанда, аппараттардың қатарланған жұмысы әртүрлі пішіндегі газ
разрядтарында негізделген.
23Eн 24,5тб 1
Mұндай аппараттар қатарына доға разрядтарын қолданатын түтікшелі
разрядтауыштар; тәжі разрядтарын қолданатын, электростанцияларда түтін
газдарын тазарту үшін пайдаланатын орналастырулар;солғын разрядтарын
қолданатын жоғарывольтті газбен сәулеленген суық катоды бар түтікшелер;
ұшқын разрядтарын қолданатын электрұшқындарын металлмен өңдеу
кезіндегі орналастырулар;тыныш разрядтарын қолданатын электр өрісінде
бұйымды бояу кезіндегі орналастырулар және т.б.
Газ разрядтарының физикалық пішіні
бір қатар разрядтардың
жиынтығына байланысты:газдың қысымы мен температурасы,кернеулік пен
электр өрісінің конфигурациясы, бастапқы қуат,ток тығыздығы мен
электродтар арасындағы қашықтық.
Cолғын разряд -газ разрядының тұрақты пішіні кезінде 10-20мм
рт.ст.қысым тәртібінде қалыптасады. Бұл разряд 20-50ма
кезіндегі аз
тығыздықты ток пен 200-400В электродтарға жақын орналасқан үлкен кернеу
құлауымен сипатталады.
Cолғын разряд сөндірілген орбитадан орбитаға көшкенде, ядроға
жақын орналасуына байланысты аз энергияланатын электрон орынға ие
болады. Энергияның көптігі кеңістікке квант немесе фотон деп аталатын
атомды энергия үлесі A негізінде таралады. Оны екі орбитаның әртүрлі
энергетикалық теңдігі арқылы бейнелеуге болады: A1
электронвольтпен, яғни:
A A2 A1
және A2
(3.3)
Cолғын разряд газсәулелі түтікшеде бастапқы энергия көзі немесе
жарық болып табылады. Cуық газдың таралуы электролюминесценция деп
аталады.
Көрінетін жарық анықталған диапазондағы жиіліктер немесе толқын
ұзындықтарындағы электромагнитті тербелістерді көрсетеді. Жарық
толқындарының ұзындықтарын өлшеу үшін 10 8 см.-не тең ангстрем деп
аталатын арнайы бірлікпен өлшеген жөн .
Физикадан білетініміздей,күн жарығының бір бөлігі спектр түзе отырып
шыны призма жүзінде әртүрлі түске жіктеледі.Әр түске анықталған толқын
ұзындықтары сәйкес келеді. Мысалы, қызыл түс 6300-7700А толқын
ұзындықтарындағы электромагнитті тербелістерге сәйкес келеді.
Түсті сәйкес сәулелену көмегімен келесі теңдікті қолдану арқылы
есептеуге болады:
k
A
2 10 8
A
,
(3.4)
мұндағы: л - сәулелену толқынының ұзындығы;
k - есептеу коэффициенті
24
A - сәулелену энергиясы,эв.
Тәждік разряд немесе жай тәжі деп ауа немесе газ ортасындағы электр
разрядының бір түрін атаймыз. Ол көбінесе ауаның беткі сым желілеріндегі
электрөткізгіштер мен жұмыс кернеуінің әсеріндегі қисық радиусы аз
электродтардың бетінде қалыптасады.
Тәжілі разряд сымдар арасындағы үлкен қашықтық және электр
өрісіндегі аз өлшемді орташа кернеулік
-аралықтың қиып өтілуіне
соқтырмайды және ұзағынан сақталады. Тәжі озонның қалыптасуымен және
жоғарыжиілікті тосқауылдармен,сілкінулермен сипатталатын сымның беткі
бөлігіне жақын жарықпен бірге жүреді.
Тәждiң пайда болуы электр өрiсiнiң бiр қалыптылығының болмауы
туралы куәландырады.
1- қолайлы ауа райы; 2 -қар; 3- жаңбыр; 4 - қырау.
Тәждің пайда болуы электр өрісінің өзінің әрекет ету аймағындағы
түзелуіне әкеледі.
Көптеген жағдайларда тәж зиян құбылыс ретінде қарастырылады.Себебі
ол белсенді қуат пен энергияның жоғалуына соқтырады.
Cонымен қоса, тәж радиотосқауылдар туғызып,изоляцияның
органикалық шығу тегіне кері әсерін тигізеді. Жағымды жағы: тәж
найзағайдың қатты күшінде амплитуда мен электромагниттік толқындардың
құлауын төмендетеді. Тәж түтін газын тазартатын орналастыруларда,
эмульсияны ұсақтауда,тәжілі электродты қозғалыстағы таспаға заряд
тасымалдаушы ретінде қолданатын электростатикалық генераторларда және
т.б.пайдаланады.
ЖКТ (ТВН) да электр өткізгіш желілері үшін тәжге қуаттың жоғалуын
есептеу кеңінен таралған.
25
3.1 сурет - Ауа райының әр түрлi элементтерi үшiн тәжге қуаттың
жоғалуларының қорытылған сипаттамалары .
Cонымен қатар келесі жағдайлар анықталады:
а) ортақ тәжінің пайда болуына сәйкес келетін , сыншыл немесе
бастапқы электр өрісінің кернеулігі;
б) жұмыс кернеулігі сызығының әрекетінен туындайтын электр өрісінің
кернеулігі;
в) тәждің белсенді қуатының жылдық орташа шығыны , өлшеу кезінде
алынған , аналитикалық тәуелділікпен немесе әрбір ауа райы бөлігінің
жалпылама сипаттамасын қолданумен жасалатын есептеу ( 3.1 - сурет ).
Жалпылама сипаттамасы бойынша есептеулер. Бастапқы электр өрісінің
кернеулігі, тәждің пайда болуына сәйкес, ауа қысымына,температураға және
сым бетінің жағдайына және аналитикасына байланысты төмендегі теңдікпен
анықталады:
E0б 30,3мб (1
0,3
r
)кв.макс см,
(3.5)
мұндағы r - сым радиусы ,см ;
0.386
273 t
- ге қатысты ауа тығыздығы;
Ð - атмосфералық қысым , мм рт. ст.;
t 0 - температура,
;
26
m - біртегіс еместіктің өлшемі,сым байлауы 0,82-ге тең.
1 кезінде АС-240, АС-300 және АС-400 маркалы сымдар
үшін электр өрісінің бастапқы кернеулігі 31,9, 31,6 және 31,1 кв макссм - ге
тең.
Электр өрісінің жұмыс кернеулігі жекелеген сымдардың жанында мына
теңдікпен анықталады:
Emax
q
2 0 r
2UCn
32 0 r
0.0147
CnU
r
[кв макссм],
(3.6)
мұндағы U - сызықтық кернеудің әрекет ету өлшемі, кв;
C n - қарастырылатын фазаның жұмыс сыйымдылығы, пфм.
Белгіленген аумақта ( Mәскеу облысы үшін 1,04) ауа тығыздығының
жылдық орташа мәнін қолданып және сымның электр өрісінің бастапқы
кернеулігін анықтай отырып , сым жүйесінің жұмыс кернеулігінің орташа
мәнін төмендегі теңдікпен салыстыру керек
1
3
(3.7)
Ecp. max 0,5E0 кезінде тәжі шығынын есептеу қажет емес.
Ecp. max 0,9E0 кезінде тәжі шығынын есептеу үлкен маңызға ие.
Тәжі шығынын есептеу қажеттілігін орнатқанда әртүрлі ауа райына
арналған ( қар, жаңбыр, қырау) қуат шығынының жалпылама сипаттамасын
қолданған жөн. Көрсетілген сипаттамалар құрылымдық теңдікті графикалық
түрде анықтайды.
P k
2
2
F ' (
E
E0
),
(3.8)
мұндағы
- сызық бөлшектің фазадағы сымының саны;
r - сым радиусы.
Үшфазалы сызықтың тәжісіне арналған қуаттың жылдық орташа
шығыны әртүрлі ауа райы фазасы шығынының жалпы санын табу арқылы
төмендегі формуламен анықталады:
Pk
n 2 r 2 E1 E2 E3 2
8760 E0 E0 E0
E E E E E E
E0 E0 E0 E0 E0 E0
(3.9)
мұндағы Fx , F , Fc - жаңбыр, қар, аяз, жағымды ауа райы кезіндегі тәжіге
тәуелді жалпылама шығын.
E1 E3 сымындағы көлденең орналасқан сызықтарда.
27
Ecp. max (E1max E2 max E3 max )
n r
Fx ( ) Fx ( ) Fx ( ) cpTX
F ( 1 ) F ( 2 ) F ( 3 ) T Fc ( 1 ) Fc ( 2 ) Fc ( 3 ) Tc квткм
Жуықтап есептеу арқылы ауа райын орташа жолағы 80 % - ды (7000 сағ.)
құрайтын ашық және жылына 20% - ды (1760 сағ.%) құрайтын жаңбырлы
болып бөлінеді.Сол себепті есептік формула мына жолмен шешіледі:
Pk
n 2 r 2
Fx (
E1
E0
E E E
E0 E0 E0
квткм. (3.10)
288760
)2 Fx ( 2 ) cp2 TX F ( 1 )2 F ( 2 ) (T Tc )
4 Cыртқы оқшаулағыш
4.1 Cыртқы оқшаулағыштың жалпы сипаттамасы
Жоғарғы кернеулі қондырғының сыртқы оқшаулағышы
электродтарының арасындағы аралығының оқшаулағышына (электр берліс
желісінің (ЭБЖ), тарату құрлысының оқшаулағышына (ТҚ), электр
аппараттарының сыртқы ток өткізгіш бөліктері және т.б.) атмосфералық ауада
орындалатын басты диэлектриктердің рөлі.
Оқшауланған электродтар бір
- бірінен ара қашықтығы анықталатын және жерден (немесе
электрқондырғыларының бөлшектік жерлендірілгені), оқшаулағыш көмегі
арқылы берілген жағдай бойынша бекітілгені жайғастырылады.
Қалыпты атмосфералық жағдайда электрлік беріктілігі ауалық аралығы
үлкен емес (біртекті өрісте электродтар арасының арақашықтығы шамамен 1
см 30 кВсм) болады. Көбінесе оқшаулағыштардың құрлысы жоғары
кернеулі электрлік өрісте шұғыл біртекті емес пайда болады. Электрлі
беріктілік сондай өрісте электродтардың арасындағы арақашықтығы 1-2 м
болғанда 5 кВсм құрайды, ал 10 - 20см болғанда 2,5 - 1,5 кВсм төмендейді.
Габаритті ауалы ЭБЖ және номиналь кернеуі көтерілген кездегі ТҚ - на
байланысты тез өседі. Әр түрлі класс кернеуіндегі электр қондырғыларының
ауаның диэлектрикалық құрлысы толығымен қолданылады және
оқшаулағыштың қарапайым құрлысы, сонымен қатар разряд аралығында
тесілу салдарынан ескірген оқшаулағыштарды толығымен қайта ауалық
оқшаулағышты қалпына келтірулер көзделеді
Cыртқы оқшаулағыш сипаттамасы метрологиялық шартқа байланысты
электрлік беріктілігі ( қысым p, температура Т, ауаның абсолютты
ылғалдылығы Н, атмосфералық қалдықтарының интенсиві мен түрлері)
сонымен қатар оқшаулағыштың бетінің жағдайы және олардың ластануы
жатады. Ауалы оқшаулағыш аралығына қолайсыз қысым кезіндегі электр
беріктілігіне, температурасына және ауа ылғалдығына байланысты
таңдалынады.
Шарттағыдай сыртқы қондырғылардың оқшаулағыш бойында, разряд
процессінің әр түрлі механизмнің сәйкеуі, нақтырақ келгенде оқшаулағыш
беті құрғақ және таза, жаңбырдан кейінгі тазалығында, ылғалдануы және
ластануы электрлік беріктілігі жоғары болады. Разрядты кернеу көрсетілген
жағдайларға байланысты құрқақ разрядты, сулыразрядты және ластану немесе
ылғалды разрядты деп аталынады.
Басты диэлетриктердің ішкі оқшаулағышы - атмосфералық ауа - кернеу
оқшаулағышындағы әсерлерінен және қондырғылардың жұмыс режімі
олардың уақытқа байланысты орташа сипаттамасы өзгерусіз қалуына тәуелді
емес.
29
4.2 Cыртқы оқшаулағыштағы электр өрісін реттеу
Cыртқы оқшауламадағы шұғыл біртекті емес өрісте электродта аз
радиусты қисық тәж разряды болады. Тәждің пайда болуы қосымша энергия
шығынын және радиокедергі интенсивін тудырады. Осы үлкен мәнге
біртекті емес электр өріс деңгейінің төмендеуіне, сонымен бірге сыртқы
оқшаулағыштағы разряд кернеуінің бірнеше өсуіне байланысты.
Cыртқы оқшаулағыштағы электр өрісін реттеу үшін оқшаулағыш
арматурасын экрандау, электрондан қисығының радиусын үлкейгенде, және
де разряд кернеуінің ауадағы аралығын үлкейту арқылы реттей аламыз.
Жоғарғы класты кернеудегі ауалық ЭБЖ-інде сымды тарамдау қолданылады.
4.3 Ілмелі оқшауламаның разрядты сипаттамасын көтермелеу
әдістері
Оқшаулағыштар тіркесі бойына кернеуді тарату
Ілмелі тарелкалы оқшауламадан құралған оқшаулағыштар тіркесі
байланыс жүйесінде және ауа желісінің сымдарында жиі кездесетін
оқшауламаның түрі болып саналады. Оқшаулағыштар тіркесіне орнатылған
кернеу түзу таралмай, әр түрлі оқшауламаға әр түрлі көлемде кернеу беріледі
және тәждің бастапқы кернеуін төмендетіп, тіркес кернеуінің тоқтауына
әкеледі. Cымға жақын орналасқан оқшаулама қолайсыз жағдайда болады.
Оқшауламада кернеудің біркелкі емес болуының басты себебін жерге
қатысты металлды бөлігінде паразитті сыйымдылықтың болуымен түсіндіруге
болады (4.1
сурет). Тіркесте сыйымдылықтың үш түрін ажыратуға
болады:оқшауламаның өзіндік сыйымдылығы С0, жерге қатысты металлды
бөліктердің сыйымдылығы С1 және сымға қатысты сыйымдылық С2.
Сыйымдылықтың көлем тәртібі шамамен мынандай болады: C0 50 пФ, C1 5
пФ, C2 0,5 пФ.
Бірінші жанасушылықта оқшауламаның сыйымдылығын жерге
қатысымен есептемеуге болады, сонда құрғақ оқшаулағыштар тіркесінің
орынбасу сұлбасы 4.б суретіндегідей болады.
Айнымалы кернеу кезінде элесенттердің сыйымдылығы бойынша
сыйымдылық тогы өтеді де астындағы бірінші оқшауламаның тогы жерге
қатысты элемент сыйымдылығы бойымен және қалған тіркестер бөлігімен
тармақталады. Астындағы екінші оқшаулама арқылы сыйымдылық тогы аз
көлемде өтеді және кернеудің құлауы төменде максималды болады.
Оқшауламаның саны бойынша үш-төрттен көбірек минималды кернеу келеді,
бірақ ең жоғары оқшауламаға емес. С2 сыйымдылығының бар болуы кернеу
құлауының түзелуіне әкеледі және минималды кернеу екінші-үшінші (немесе
одан да жоғары, тіркестегі оқшаулама санына байланысты) оқшауламаның
үстінде болады. 5 суретте 500 кВ желідегі 22 оқшауламаның тіркестегі
кернеуді таратуы көрсетілген, бір оқшауламаға орта мағынасы 13 кВ болғанда
9-дан 29 кВ-қа дейін келеді.
30
4.1 сурет - Оқшауламадағы 22 оқшауламалы тіркесті кернеудің бөлігі
Тіркес оқшауламасы бойынша кернеуді түзеу үшін тіркестің астында
бекітілген сегіздік, сопақ және тороид түріндегі экрандарды қолданады,
желілерде таратылған фаза сымдары арасына таратылған фазалармен
жақындағы оқшауламаларды батырады және тіркес маңындағы сымдарды
екіге таратады. Барлық осы шаралар С2 сыйымдылығының көбеюінен болған
тарату кернеуін теңестіреді.
4.4 Экрандарды қолдану
Cыртқы оқшауламаның негізгі сипаттамасының анықтамасын білу үшін,
атмосфералық шарттардың ықпалымен эксплуатация кезінде оның электрлік
тұрақтылығын білу керек. Атмосфералық шарттар аумақтың географиялық
жағдайларына және маусымды, тәулікті өзгерістерге, сонымен қатар
метрологиялық жағдайларға байланысты болады.
Экрандардың көмегімен сыртқы оқшауламадағы электрлік өрісті
реттеуді электродтар арасындағы үзілістегі
электрлік тұрақтылықты
жоғарылату және электр қондырғылардағы элементтердегі тәждік разрядты
тоқтату мақсатымен қолданады. Экранның көмегімен ауа аралығындағы
разрядты кернеуді көтеретін электродтардың қисықтық радиусы ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz