Wytrzymałość
dielektryczna

Układ ostrzowy

Zjawisko ulotu

Wyładowania ślizgowe

3.07.21 14:56

2

Wytrzymałość w układzie
ostrzowym

Układ niesymetryczny

U

p

= 14 + 3,16 a [kV]

Układ symetryczny

U

p

= 14 + 3,36 a [kV]

Wytrzymałość dielektryczna powietrza w układzie ostrzowym w funkcji

odstępu ostrzy „a” przy gęstości względnej powietrza  = 1 i wilgotności

w

=

11

g/m

3

.

U

p

– napięcie przeskoku; U

o

– napięcie świetlenia (wartości maksymalne)

3.07.21 14:56

3

Zjawisko ulotu

Ulotem nazywamy zjawisko występujące np. w liniach napowietrznych

wysokich napięć, polegające na powstaniu wokół przewodów świetlącej
warstwy silnie zjonizowanego powietrza oraz przepływie między
przewodami poprzez warstwę powietrza prądu ulotu wywołującego
straty energii.

a) Natężenie pola przy którym rozpoczyna się ulot (wzór Peeka)

b) Natężenie pola przy którym rozpoczyna się ulot z uwzględnieniem stanu

powierzchni przewodów (m

1

) i stanu pogody (m

2

)





cm

/

kV

r

,

,

K

o











 







3

0

1

1

21





cm

/

kV

r

,

m

m

,

K

o











 







3

0

1

1

21

2

1

3.07.21 14:56

4

Zjawisko ulotu

Napięcie początkowe ulotu:
a) Linia dwuprzewodowa

b) Linia trójfazowa w układzie trójkątowym

c) Linia trójfazowa w układzie płaskim

 

kV

r

a

ln

r

r

,

m

m

,

r

a

ln

r

K

U

o

o

2

3

0

1

1

21

2

2

1











 









 

kV

r

a

ln

,

r

r

,

m

m

,

r

a

ln

r

,

K

U

o

o

15

1

2

3

0

1

1

21

2

15

1

1

2

1











 









 

kV

r

a

ln

,

r

r

,

m

m

,

r

a

ln

r

,

K

U

o

o

19

1

2

3

0

1

1

21

2

19

1

1

2

1











 









3.07.21 14:56

5

Zjawisko ulotu

Straty ulotu (wzór Peeka):

Gdzie:

 - gęstość powietrza,

f – częstotliwość napięcia roboczego [Hz]
r – promień przewodów [cm]
a – odstęp między przewodami [cm]
U – robocze napięcie linii (wartość międzyprzewodowa) [kV]
U

j

– napięcie jonizacji, wyznaczone z zależności:

a) Linia trójfazowa w układzie trójkątowym

b) Linia trójfazowa w układzie płaskim









przewód

/

km

/

kW

U

U

a

r

f

P

j

5

2

10

3

3

25

241























r

a

ln

r

m

m

,

,

U

j

2

15

1

1

21

2

1





r

a

ln

r

m

m

,

,

U

j

2

19

1

1

21

2

1





3.07.21 14:56

6

Wytrzymałość powietrza przy
napięciu stałym

Napięcie przeskoku U

p

w funkcji odstępu elektrod „a” dla układu ostrze-

płyta, przy napięciu stałym o różnej biegunowości ostrza, dla
powietrza
o gęstości względnej  = 1

3.07.21 14:56

7

Wytrzymałość powietrza przy
napięciu stałym

Schemat

działania

dodatniego

ładunku

przestrzennego

powodującego wzmocnienie i osłabienie wytrzymałości układu
w zależności od biegunowości ostrza.

3.07.21 14:56

8

Wytrzymałość udarowa
powietrza

Przebieg napięcia udarowego (T

1

– czas trwania czoła, T

2

– czas

trwania do półszczytu; udar normalny 1,2/50 s)

3.07.21 14:56

9

Wyładowania ślizgowe

Układ izolatora przepustowego;
a – schemat układu (1-elektroda

zewnętrzna, 2 – elektroda
wewnętrzna, 3 – dielektryk
stały)

b – układ jw. lecz obrazem linii sił

pola elektrycznego

c – wykres przebiegu potencjału

w powietrzu między elektrodami
wzdłuż powierzchni dielektryka
stałego (1) i dla porównania
krzywa jednostajnego rozkładu
potencjału na tej samej drodze
(2)

3.07.21 14:56

10

Władowania ślizgowe

Wyładowania ślizgowe w układzie izolatora przepustowego; M – mała

elektroda; W – większa elektroda.

3.07.21 14:56

11

Władowania ślizgowe

Napięcie początkowe iskier ślizgowych U

ośl

(doświadczalny

wzór Toeplera):

C

o

– pojemność liczona na jeden cm

2

stałego dielektryka w pobliżu

elektrody, z której iskry ślizgowe wychodzą. Jest to pojemność
umyślonej elektrody o powierzchni 1 cm

2

przylepionej do

powierzchni dielektryka w pobliżu elektrody, z której wychodzą
iskry ślizgowe, w stosunku do przeciwnej elektrody.





F

,

kV

C

,

U

,

o

ośl

4

44

0

10

36

1





r

R

ln

l

U

rl

r

R

ln

r

U

U

rl

K

U

DS

U

Q

C

r













2

2

2













r

R

ln

R

r

R

ln

l

Rl

Rl

C

C

o



















2

2

1

2

3.07.21 14:56

12

Wyładowania ślizgowe

Żebro

na

powierzchni

porcelany

ograniczające

wyładowania

ślizgowe:

1

–

żebro,

2

–

wyładowania ślizgowe, 3 – mniejsza
elektroda,

4

–

elektroda

wewnętrzna, 5 dielektryk

Pometalizowana kieszeń (1) służąca

do zwierania wyładowania jakie
mogłyby

rozwinąć

się

z

elektrody mniejszej (2); 3 –
powierzchnia pometalizowana,
4 – elektroda wewnętrzna

3.07.21 14:56

13

Wyładowania ślizgowe

Sposób stosowania ekranów w izolatorze

przepustowym w celu poprawienia
rozkładu natężeń pola w izolatorze

Izolator przepustowy jak na rysunku

obok

lecz

bez

ekranów

sterujących

z

wrysowanym

obrazem pola elektrycznego