OPRACOWANIE ZAGADNIEN NA EGZAMIN Z IWN
U Nadolnego
Inżynieria Wysokich Napięć -pytania:
1.Cechy trafo probierczego.
2. Przepięcia w trafo probierczy.
3. Wymienić i podać wartości parametrów udarów napięciowych (sposób wyznaczania )
4.Wyjaśnić zasadę działania jednostopniowego ukł. do generowania udaru (schemat,wykres)
5. Zasada działania wielostopniowego ukł. do generowania impulsów napięciowych(bez
schematu)
6.Zasada działania iskiernika-urządzenie pomiarowe
7.Opisać dzielnik.
8.Opisać wysokonapięciowy mostek Scheringa
9.Tłumienie fali przepięciowej
10.Opisz iskiernik jako urzÄ…dzenie piorunochronne.
1. Cechy transformatora pobierczego.
·ð Stosowana do testów urzÄ…dzeÅ„ elektroenergetycznych,
·ð Duża pojemność obciążenia,
·ð Niewielkie narażenie przepiÄ™ciowe w porównaniu z transformatorem
pracujÄ…cym w systemie elektroenergetycznym,
·ð Izolacja papierowo-olejowa,
·ð Moc znamionowa :
o Mocy obciążenia obiektu So=É*C*Upr2 (É-pulsacja, C-pojemność
obiektu, Upr  napięcie pobiercze)
o Straty mocy "S  wyładowania niezupełne (ulot)
o Dopuszczalny przyrost temperatury
·ð Moc zwarciowa w czasie przebicia lub przeskoku powinna być możliwie maÅ‚a,
jeśli tak nie jest, to mogą wynikać problemy z podtrzymywaniem np. łuk
elektryczny Sz=Iz*Upr = [Iz  od 0,1 do 10 A (bardzo mały) Zz-impedancja
zwarcia]
2. Przepięcia w transformatorze pobierczym.
a. Przepięcia wysokiej częstotliwości (10-100 MHz)
·ð amplituda przepiÄ™cia jest równa ok. 1,5 napiÄ™cia znamionowego
·ð z
ródłem jest rozładowanie pojemności badanego obiektu (np. iskiernik, olej)
·ð sÄ… dość niebezpieczne dla izolacji
·ð żeby zapobiec ustawia siÄ™ rezystor tÅ‚umiÄ…cy o rezystancji kilku omów, gdy
nastąpi przeskok ma maksymalnie zredukować prąd zwarcia
b. Przepięcia niskiej częstotliwości (3-10)*50Hz
·ð y
ródłem jest wielokrotne zapalanie i gaszenie łuku lub iskier
·ð Zapobiec można przez użycia na rdzeÅ„ magnetyczny materiałów o liniowej
charakterystyce lub przez zastosowanie filtrów, które tłumią wyższe
harmoniczne (szczególnie 3,5,9 harmoniczna)
·ð Stosowane ukÅ‚ady poÅ‚Ä…czeÅ„:
o Niesymetryczne-stosuje siÄ™ przy testowaniu izolacji doziemnej
(prawie 100%)
o Symetryczne - gdy próby izolacji międzyfazowej
3. Wymienić i podać wartości parametrów udarów napięciowych (sposób wyznaczania)
y
ródłem napięć udarowych jest Generator Marksa.
Parametry napięć udarowych:
·ð Czas narastania T1 (ignoruje siÄ™ poczÄ…tek bo, tam jest oscylacja)
·ð Czas padania (czas do półszczytu) T2
·ð Amplituda
Wartości:
·ð Udary piorunowe:
T1=1,2 µs Ä… 30% T2 = 50 µs Ä… 20% udar 1,2/50
·ð Udary Å‚Ä…czeniowe
T1=250 µs Ä… 20% T2 = 2500 µs Ä… 60% udar 250/2500
4. Jednostopniowy układ do generowania udarów.
Zasada działania, 2 etepy:
I etap  polega na ładowaniu pojemności C1 napięciem stałym
II etap- w momencie kiedy napięcie na C1 jest równe napięciu przeskoku na iskierniku
zaczyna się 2 etap; dwa zjawiska: Rozładowanie C1, A
adowanie C2
Rozładowanie i ładowanie odbywa się w nieco inny sposób, dlatego wypadkowa nie jest równa 0
tylko daje nam kształt pożądanego przebiegu udaru napięciowego.
C1 = R1*C2
C2 = R2*C1
A
adowanie C2 odpowiada za zbocze narastajÄ…ce.
t2  odpowiada za rozładowanie pojemności C1 oraz kształt zbocza opadającego
5. Zasada działania wielostopniowego ukł. do generowania impulsów napięciowych(bez schematu
Zasada działania:
1. etap:  ładowanie kilku/kilkunastu pojemności C1 albo C2 w sposób równoległy.
2. etap: -rozładowanie kilku/kilkunastu pojemności C1 (rozładowanie szeregowe) poprzez zapalanie
się poszczególnych iskierników
-ładowanie jednej pojemności C2 (C2 )
6. Zasada działania iskiernika-urządzenie pomiarowe.
Budowa  2 duże kule o małym odstępie tak, aby rozkład natężenia pola elektrycznego był
mniej więcej równomierny.
Zastosowanie:
·ð Do napięć przemiennych i udarowych ->dokÅ‚adność Ä…3%, -> Ä…5%,
·ð Do napiÄ™cia staÅ‚ego -> Ä…5%,
Wymogi:
·ð tolerancja wymiarów Å›rednicy
·ð powierzchnia elektrod powinna być gÅ‚adka i czysta
·ð dla napięć udarowych-przerwa pomiÄ™dzy pomiarami dÅ‚uższa niż 5s (nagrzewanie)
·ð iskierniki muszÄ… być ustawione współliniowo, osiowe wstawianie elektrod
Wady:
·ð nie nadaje siÄ™ do pomiaru napięć,
o udarowych, t<3µs
o do napięć zmiennych o częstotliwości powyżej 20 kHz
ze względu na pewną niedokładność pomiaru:
·ð przeskok na iskierniku może spowodować:
o uszkodzenie termiczne elektrod
o drganie w obwodzie iskiernika
Zastosowanie:
·ð tylko i wyÅ‚Ä…cznie w ukÅ‚adach pobierczych laboratoryjnych
·ð nie stosuje siÄ™ na stacjach rozdzielczych
7. Dzielnik wysokiego napięcia.
Dzielnik- dwa połączone szeregowo człony impedancyjne
Z1>>Z2
99-8% napięcia powinno odłożyć się na
Z1
Przekładnia:
Sposób działania:
·ð rozkÅ‚ad napiÄ™cia taki, aby Z2 można byÅ‚o zmierzyć przyÅ‚Ä…czonym miernikiem, tj. Z1>>Z2
·ð PrzekÅ‚adnia
·ð Dla przekÅ‚adnika rezystancyjnego:
,
·ð Dla przekÅ‚adnika pojemnoÅ›ciowego:
X=R, , X=ÉL,
·ð PrzekÅ‚adnia dla napięć wolnozmiennych (50, 60 Hz) jest stosunkowo stabilna, a
dla szybkozmiennych (kHz, MHz) do przekładni dołącza się indukcyjność (przede
wszystkim doziemne),część niska jest& ..(brak części notatek)
Dzielniki rezystancyjne stosuje się do napięć stałych oraz udarowych; dzielniki
pojemnościowe -> napięcie przemienne, udarowe.
8. Wysokonapięciowy mostek schering a.
Zastosowanie:
·ð Pomiar pojemnoÅ›ci C jakiegoÅ› obiektu
·ð Pomiar rezystancji skroÅ›nej
·ð Pomiar współczynnika strat dielektrycznych
Schemat mostku Schering a
VA = VB stan równowagi
·ð Amplituda (R3, R4 )
·ð KÄ…t przesuniÄ™cia fazowego miÄ™dzy A i B
Również musza być równe, by osiągnąć stan równowagi
Cx, Rx  pojemność i rezystancja skrośna badanego obiektu
C2  pojemność wzorcowa
R3  rezystor regulowany
R4, C4  regulowany układ pojemnościowo-rezystancyjny
G - wskaz
nik równowagi (amperomierz)
Dla stanu równowagi;
·ð
·ð
·ð
Niedokładność pomiaru zależy:
·ð Od klasy kondensatora wzorcowego C2
·ð Wyeliminowania wpÅ‚ywu sprzężeÅ„ pojemnoÅ›ciowych
9. Tłumienie fali przepięciowej.
a) Tłumienie oporowe  związane ze stratami energii fali przepięciowej, wynikających z pewnej
niezerowej rezystancji przewodów fazowych; zmniejsza się amplituda fali.
b) Tłumienie izolatorowe  ma charakter pojemnościowy, fala przepięciowa trafiając do
izolatora ładuje go a następnie, gdy fala przechodzi przez izolator odbiera z powrotem
ładunek od izolatora.(-) Nie zmienia się amplituda fali przepięciowej. (+) Zbocza narastające i
opadające ulegają złagodzeniu (nie są zbyt strome).
c) Tłumienie ulotowe - fala przepięciowa o dużej wartości wywołuje zjawisko ulotu. Ulot ten
jest zasilany przez falę, dzięki czemu fala traci swoją energię  zjawisko pozytywne. Ten rodzaj
tłumienia zachodzi tak długo, jak długo jest ulot.
10. Opisz iskiernik jako urzÄ…dzenie piorunochronne.
Iskiernik  dwie elektrody rozdzielone powietrzem. Zapłon iskiernika powoduje iskrowe lub łukowe
zwarcie elektrod.
Zasada działania: (2 stopnie)
I etap  ograniczenie wartości szczytowej fali przepięciowej do Up iskiernika (np. 500 kV do 250 kV)
II etap  kolejne pomniejszenie wartości szczytowej przepięcia związane z impedancją łuku (np. 250
do 230 kV)
Przykłady iskierników:
a) Iskiernik liniowy rożkowy
b) Elektrodynamiczny rożkowy
c) Stacyjny prętowy
Najważniejszym parametrem iskiernika jest stosunek : , gdzie:
a-odległość między elektrodami, [cm]
Un  napięcie między elektrodami [kV]
= ;
Wady iskierników:
a) brak zdolności gaszenia łuku prądowego po zaniku przepięcia, może to doprowadzić do
zadziałania bezpieczników i wyłączenia linii, dlatego stosuje się odgromniki
b) Strome ucinanie fali przepięciowej prowadzące do przepięć prądowych.
Wymagania stawiane iskiernikom:
·ð Odporność termiczna elektrod
·ð StaÅ‚ość przerwy iskrowej
·ð Przemieszczanie i wydÅ‚użanie siÄ™ Å‚uku do jego zgaÅ›niÄ™cia (w rożkowym)
·ð Poprawa rozkÅ‚adu napiÄ™cia wzdÅ‚uż izlolatorów