Разряд вдоль поверхности твердого диэлектрика. (Лекция 4)

1.

Разряд вдоль поверхности твердого диэлектрика
Фигура Лихтенберга положительного
скользящего разряда
Фигура Лихтенберга отрицательного
скользящего разряда
Скользящий разряд в длинноискровом
разряднике

2.

Типичные изоляционные конструкции с использованием
твердого диэлектрика
в
Преобладание касательной к
поверхности диэлектрика
компоненты электрического поля
Преобладание нормальной к
поверхности диэлектрика
компоненты

3.

Разряд вдоль поверхности в однородном поле
Наличие диэлектрика снижает разрядное напряжение в 1.5 – 2 раза
D n возд. Dn диэл. (1)
r 1
r 6 8
возд Еn возд диэл.En диэл
диэл
En возд En диэл
возд
| E|
Усиление поля
в малых воздушных
зазорах

4.

Влияние влажности
Рис.1
Рис.2
Рис.3
Гидрофильные диэлектрики
(смачиваются)
Фарфор, стекло
Гидрофобные диэлектрики
(не смачиваются)
Парафин, фторопласт,
силиконовая резина

5.

Разряд вдоль увлажненной и загрязненной поверхности твердого диэлектрика
Iу
U
Rу
L
Rу п
D
Рис.1
При наличии оребрения
(1)
(2)
Удельное сопротивление
слоя загрязнения
п dl
D(l )
L
Rу
п
Дождевая вода
(3) R у
п 1000 Ом м
Рис.2
п L
Dэ
1
1 dl
Dэ L L D(l )
Условие перекрытия: сопротивление дуги <=
сопротивления пленки загрязнения, это достигается при
некотором значении тока утечки Iуk
Рис.4
Рис.3
(4)
U р Rу I уk
(5)
Образование
перемежающейся
дуги
(6) rД
AI , 0
п Lу I ук
D
Lу U р

6.

Меры, предотвращающие перекрытия по поверхности
изоляторов вследствие их загрязнения
1. Очищение атмосферы (золоуловители, фильтры, повышение высоты дымовых
труб, переход на газовое топливо).
2. Увеличение длины пути утечки изоляторов (увеличение Lэф путем увеличения
числа изоляторов в гирлянде).
3. Увеличение Lэф и коэффициента формы путем конструирования специальных
изоляторов с увеличенным числом ребер (туманостойкие изоляторы); увеличение
вылета ребер kф = Lут/h > 1,3, где h – строительная высота изолятора.
4. Переход с ОРУ на ЗРУ.
5. Переход с ВЛ на КЛ.
6. Очистка изоляции от загрязнений струей сжатого воздуха, струей воды под
высоким давлением или импульсной струей воды с высокой удельной
проводимостью воды.
7. Непрерывное дождевание изоляторов слабыми струями воды.
8. Защитное покрытие изоляторов гидрофобной пастой один раз в 3…6 месяцев.
Периодическое определение интенсивности загрязнения путем измерения тока
утечки на изоляторе под рабочим напряжением и его нормирование
(устанавливается предельное значение тока утечки).

7.

Развитие скользящего разряда в резко неоднородном поле
Рис.1
Температура стримера 2200 К
Температура лидера 6500 К
ток
Рис.2
корона
диэлектрик
Рис. 3
диэлектрик
Оребрение поверхности
диэлектрик

8.

Напряжение возникновения скользящего разряда
(1) Формула Теплера
1.36 4
U ск 0.44 10 кВдейств
C0
C0
d
- Удельная поверхностная Ф
емкость
см 2
d – толщина
диэлектрика
Длина искры скользящего разряда
Условие перекрытия lск =lиз
dU
(2) lск kC02U 5
dt
(3) U пер
(4)
0.2
из
0.2 0.4
0
l
k C
0.25
k - коэффициент
dU
dt
U пер ~ lиз0.2 d 0.4
0.05
Рис.1