1. Pomiar rozkładu napięcia na łańcuchu izolatorów wiszą-

cych

Gdy mamy do czynienia z napięciami powyżej 30 kV, to

izolacja linii napowietrznych może być wykonana z szeregowo

połączonych izolatorów. Używa się różnych izolatorów:

kołpakowe

→

dwukołpakowe

→

pełnopniowe

→

Ilość izolatorów zależy od wysokości napięcia roboczego

linii oraz napięcia znamionowego izolatorów.

Jeśli użyjemy izolatory kołpakowe, to musimy liczyć się z

dużą nierównomiernością rozkładu napięcia na poszczególnych

izolatorach wzdłuż łańcucha.

Cóż z tego, że pojemności izolatorów kołpakowych są takie same, jak prądy

pojemnościowe płynące przez poszczególne izolatory łańcucha są różne. Dlaczego? Ano

bo istnieją sprzężenia pojemnościowe okuć izolatorów z ziemią oraz sprzężeń z

przewodem roboczym. Przez izolator położony najbliżej przewodu płynie największy

prąd pojemnościowy, spadek napięcia na tym izolatorze w najgorszym przypadku może

przekroczyć 20% napięcia U przyłożonego do całego łańcucha.

W idealnym przypadku (gdy C

z

= 0 i C

p

= 0) byłoby to napięcie U/n (gdzie n – liczba

izolatorów).

Istnienie sprzężenia pojemnościowego C

p

z przewodem powoduje, że spadek

napięcia na izolatorze połączonym z uziemioną poprzeczką słupa może być nieco wyższy

od U/n.

1

2. Badanie odgromników zaworowych

Izolację urządzeń rozdzielczych chroni się przed przepięciami atmosferycznymi

poprzez np. odgromniki wydmuchowe oraz odgromniki zaworowe.

Odgromniki zaworowe cechują się tym, że lepiej gaszą łuk i gwarantują stabilność

napięcia zadziałania. Idea działania odgromnika zaworowego polega na odprowadzeniu

do ziemi prądów pochodzących od przepięć i ograniczeniu prądów następczych

pochodzących od napięcia roboczego linii.

Odgromnik zaworowy składa się z iskiernika (który załącza urządzenie, gdy

przekroczone zostanie napięcie zadziałania) oraz stosu zmiennooporowego (ogranicza

prąd po zaniku przepięcia).

Zadaniem iskiernika jest zamknięcie obwodu między linią a ziemią dla prądu

udarowego, a potem zgaszenie powstałego łuku zwarciowego podtrzymywanego

prądem następczym. Iskiernik taki wykonuje się zwykle jako wieloprzerwowy, w

szeregowym układzie płaskich elektrod. Taki iskiernik ma dobre warunki do gaszenia

łuku, bo łuk podzielony jest na krótkie odcinki i przez to jest dobrze chłodzony przez

powierzchnie elektrod.

Istotne jest opóźnienie zapłonu iskiernika przy stromo narastających napięciach

udarowych. Wynika ono z tzw. opóźnienia przypadkowego (zależnego od losowego

charakteru pojawiania się pierwszego elektronu potrzebnego do zainicjowania lawiny i

wyładowania). Opóźnienie to można zmniejszyć przez podświetlanie przerwy

międzyelektrodowej promieniowaniem UV z wyładowań niezupełnych. Te wyładowania

powstają na elektrodach iskiernika dzięki odpowiedniemu kształtowi elektrod w miejscu

ich podparcia. Podświetlanie elektrod zwiększa szybkość i powtarzalność napięcia

zadziałania iskiernika.

W odgromnikach przygotowanych do pracy przy WN, gdy iskierniki składają się z

kilkudziesięciu przerw, dodatkowo stosuje się sterowanie rezystancyjne lub

pojemnościowe, służące do wyrównywania rozkładu napięcia wzdłuż kolumny iskiernika.

Stos zmiennooporowy składa się z elementów warystorowych, wykonanych z

węglika krzemu lub tlenku cynku. W odgromnikach wykorzystujących warystory z tlenku

cynku rezygnuje się ze stosowania iskiernika, bo ten materiał ma sam w sobie korzystne

właściwości zaworowe. Zadaniem stosu oporowego odgromnika jest kontrolowane

obniżenie przepięcia przy udarowym prądzie wyładowczym i ograniczenie prądu

następczego po zaniku przepięcia.

2

Ograniczenie prądu następczego o stosunkowo niewielkiej wartości wymaga

dużej rezystancji stosu oporowego, zaś ograniczenie przepięcia przy dużym prądzie

udarowym wymaga jego niskiej rezystancji. Wymogi te spełniają materiały o

własnościach warystyrowych. Powszechnie stosuje się tu węglik krzemu.

Dla zapewnienia warunków ochrony przepięciowej odgromnik musi spełniać

warunki:

statyczne napięcie zapłonu 1,7U

→

N

< U

SZ

< 2,8U

N

napięcie gaszenia U

→

g

≤ 1,2U

N

napięcie obniżone U

→

o

≤ 3,5U

N

W trakcie eksploatacji odgromników istnieje możliwość wystąpienia uszkodzeń:

nieszczelność obudowy powodująca zawilgocenie i zmianę statycznego napięcia

→
zapłonu

uszkodzenie powierzchni iskierników w wyniku wielokrotnego zadziałania,

→
wpływającym na zmianę napięcia zapłonu

uszkodzenie obudowy izolacyjnej

→

zmiana własności stosu oporowego

→

Zakres badań profilaktycznych:

1. Oględziny stanu zewnętrznego – sprawdzenie obudowy, przewodów uziemiających,

stopnia obluzowania okuć, sprawdzenie rejestratora zadziałań.

2. Pomiar statycznego napięcia zapłonu.

3. Pomiar prądu upływu przy napięciu stałym 0,75U

N

. Prąd upływu nie powinien

przekraczać:

dla odgromników z iskiernikami sterowanymi pojemnościowo I

→

u

≤ 2 μA

dla odgromników z iskiernikami sterowanymi rezystancyjnie prąd upływu nie powinien

→
przekraczać 25% wartości podanej przez producenta. Wartość tego prądu to 20-50 μA.

3

3. Pomiar stratności dielektrycznej. Mostek Scheringa

Energia strat dielektrycznch to energia rozpraszana w dielektryku. Źródłem tej

energii jest pole elektryczne działające na dielektryk. Energia strat wydziela się w postaci

ciepła i ogrzewa dielektryk.

Gdy działa napięcie stałe, to straty wyznaczane są przez prąd przewodzenia I

p

oraz rezystancję dielektryka R

p

. Moc zamieniona na ciepło to:

Jednak gdy mamy napięcie przemienne, to obok strat przewodzenia pojawią się

jeszcze straty polaryzacyjne i jonizacyjne.

Polaryzacja dielektryka – zjawisko polegające na tworzeniu dipoli

1

elektrycznych lub

orientacji już istniejących dipoli w reakcji na przyłożone pole elektryczne. W wyniku tej

polaryzacji powstaje w dielektryku wewnętrzne pole magnetyczne, które częściowo

równoważy przyłożone zewnętrzne pole. Objawia się to zwiększeniem pojemności

kondensatora wypełnionego dielektrykiem.

Straty polaryzacyjne są związane z występowaniem polaryzacji dielektryka pod wpływem

zmian pola elektrycznego, ich wartość zależy od m.in. częstotliwości napięcia.

Straty jonizacyjne mogą wystąpić w dielektrykach uwarstwionych zawierających

wtrącenia gazowe. Przy odpowiednio wysokim napięciu przyłożonym do dielektryka

może dojść do jonizacji gazu we wtrącinach i powstania wyładowań niezupełnych.

1

Dipol – układ 2 różnoimiennych (czyli + i -, - i +) ładunków lub biegunów magnetycznych.

4

P=I

p

2

R

p

5

C

1

=

C

x

=

C

2

R

4

R

3