1) Cechy transformatora probierczego
- jednofazowe

-duża pojemność obciążenia

-większa grubość izolacji ze względu na pracę dorywczą

-niewielkie narażenie przepięciowe

- izolacja papierowo – olejowa

- moc znamionowa, zwarciowa,

- przekładnia
2) Przepięcia w transformatorach probierczych.
a) wysokie częstotliwości 10-100MHz

- amplituda tego przepięcia może mieć wartość 1,5*Un

- źródłem jest rozładowanie pojemności trafo – ucięcie sinusoidy

- niebezpieczne dla izolacji ponieważ jest mały jej zapas

- stosuje się rezystor tłumiący(kilka kiloomów)- np. rezystor wodny

- mogą przejść ze strony wtórnej na pierwotną poprzez powietrze(sprzężenia elektromagnetyczne)

b) niskie częstotliwości (3 – 10x50Hz)

- źródłem jest wielokrotne zapalanie i gaśniecie łuku przy przepięciu na izolacji

- zapobiega się poprzez:

* rdzenie o liniowej charakterystyce magnesowania

* zastosowanie urządzeń tłumiących wyższe harmoniczne

3) Opisz parametry przepięć udarowych i łączeniowych i podaj ich wartości.
1. czas narastania impulsu;

2. czas opadania do połowy (T1);

3. wartość max. (T2)

dla udarów piorunowych: T1 = 1,2µs (z dokł. ±30%); T2 = 50µs (z dokł. ±20%)

dla napięć łączeniowych: T1 = 250 µs (± 20%); T2 = 2500 µs (± 60%)

.
4) Omów zasadę działania jednostopniowego układu udarowego.
Układ jednostopniowy

Zasada działania

1 etap ladowanie pojemności C1 az do przeskoku na iskierniku

2 etap polega na:

- rozladowaniu pojemności C1

- ładowaniu pojemności C2

(ta krzywa ładowania C2 troche bardziej do góry – żeby dawala wypadkowa)

Na skutek różnych stałych t1 i t2 rozladowanie pojemności C1 odbywa się inaczej niż ladowanie pojemności C2. Stąd wypadkowy przebieg nie jest zerowy, tylko kształt napiecia udarowego.

5) Omów zasadę działania układu wielostopniowego generatora przepięć (bez rysunku)

Pierwszy etap polega na równoległym ładowaniu wszystkich pojemności C₁’ (np. do 100kV). Drugi etap, jak w przypadku układu jednostopniowego, polega na rozładowaniu pojemności C₁’ i ładowaniu pojemności C₂’. Różnica między ukł. jedno- a wielostopniowym polega na tym ze w wielostopniowym mamy kilka pojemności C₁’ a ich rozładowanie odbywa się w sposób szeregowy. O kształcie udaru decyduje tylko drugi etap.
6) Opisać zastosowania iskiernika jako urządzenia pomiarowego (zastosowania, dokładności, budowa).
Iskierniki jako urządzenia pomiarowe stosowane są do bezpośredniego pomiaru wysokiego napięcia po stronie pierwotnej. Zasada działania polega na tym, że załączamy wysokie napięcie o nieznanej wartości do iskiernika (kulowego), a następnie zmniejszamy odległość między kulami, aż do momentu wystąpienia przeskoku. Na podstawie znajomości odległości między kulami, średnicy kul, temperatury, ciśnienia i wilgotności wartość wysokiego napięcia odczytywana jest z tablic opracowanych dawno, dawno temu.

Zastosowania:

- do pomiaru napięć przemiennych i udarowych:

$\frac{a}{D} \leq 0,5$ - dokładność ±3%

$\frac{a}{D} \leq 0,8$ - dokładność ±5%

- do pomiaru napięć stałych:

$\frac{a}{D} \leq 0,4$ - dokładność ±5%

Rozróżniamy:

Kulowe, płaskie, ostrzowe, walcowe ( u Nadolnego mowa tylko o iskiernikach kulowych)

Budowa:

Wymagania:

a) tolerancja wymiarów średnicy δD ≤0,2%

b) powierzchnia elektrod powinna być gładka i czysta

c) osiowe ustawienie elektrod

d) przerwa między poszczególnymi pomiarami powinna być większa niż 5s, aby kule zdążyły się ochłodzić.

Wady:

- nie stosuje się iskierników w systemach elektromagnetycznych

- nie stosuje się iskierników do pomiarów napięć o częstotliwości f>20 kHz.

( ze względu na uchyb iskiernik nie nadaje się do pomiaru napięć: udarowych (t<3µs); przemiennych o f >20kHz.)

II

a)wymagania

- zapewnienie równomiernego rozkładu natężenia pola w obrębie elektrod

- zapewnienie powtarzalności wyników
- tolerancja wymiarów średnicy D<= 0,2%

- powierzchnia elektrod gładka i czysta

- osiowe ustawienie elektrod

- przerwa między poszczególnymi skokami powyżej 5s
b) wady

- ze względu na bład iskierników nie nadają się do pomiarów:

* napięć udarowych gdzie t<3s

* napięć przemiennych o częstotliwościach powyżej 20kHzz

7) Scharakteryzować pomiarowy dzielnik napięcia.
Dwa połączone ze soba człony impedancyjne

Cel:

Zmniejszenie wysokiego napięcia do takiego poziomu aby można było go zmierzyć za pomocą aparatury pomiarowej

W przypadku wysokich napięć, których nie można zmierzyć innymi przyrządami stosuje,y dzielnik. Zazwyczaj dzielnik składa się z dwóch impedancji, które są tak dobrane, że napięcie jest podzielone w taki sposób, że jest ono na impedancji drugiej mierzalne. Dzielniki są pośrednią metodą pomiaru napięcia.

Przekładnia:

Dla napięć przemiennych o f = 50~60 Hz jest stosunkowo małe dlatego przekładnia jest stabilna, natomiast w przypadku szybkozmiennych napięć przekładnia zaczyna zależeć od wysokości napięcia ponieważ duże znaczenie zaczyna odgrywać indukcyjność i pojemność

Zastosowanie:

Dzielniki rezystancyjne - dla napięć stałych i udarowych

Dzielniki pojemnościowe – dla napięć przemiennych i udarowych

8) Wyjaśnić warunki równowagi wysokonapięciowego mostka Scheringa.

Potencjał w punkcie A musi być równy potencjałowi w punkcie B: V_A=V_B.

Jest to spełnione gdy:

- wartość amplitudy napięcia będzie taka sama (R3 i R4)

- kata przesunięcia fazowego będzie taki sam (C4)

wzory na Cx, Rx, tgδ oraz od czego zależy dokładność pomiaru mostkiem Scheringa.

W stanie równowagi (V_A=V_B) występują zależności:

Cx = C2 ( R4 / R3 )

Rx = R3 ( C4 / C2 )

tgδ=ω*C₄*R₄

Dokładność pomiaru mostkiem Sheringa zależy od:

- klasy kondensatora wzorcowego C₂

- wyeliminowania wpływu sprzężeń pojemnościowych lub ich kompensacja

9) Omówić 2 typowe przypadki układów z falą przepięciową

1 Linia przesyłowa, koniec linii nieuziemiony:

2. Linia przesyłowa, koniec linii uziemiony:

Do tego pytania na wykładzie są tylko te 2 rysunki, nie ma żadnego opisu

Tłumienie fali przepięciowej.
Oporowe

- związane z oporem czynnym linii (zmniejsza amplitudę fali przepięciowej)

Ulotowe

- przepięcie jest „wytracane” na ulocie który w normalnym stanie pracy nie zachodzi.

(jeśli fala przepięciowa ma odpowiednią wartość przepięcia, która powoduje, że na powierzchni przewodu E>21 kV/cm to zasila zjawisko ulotu. Powoduje to, że fala generując ulot zmniejsza swoją amplitudę. Tłumienie to zachodzi tak długo aż E na powierzchni przewodu jest >=21 kV/cm)

Pojemnościowe (izolatorowe)

- fala dochodząc do izolatora ładuje go, zmniejsza stromość narastania i opadania ( fala przepięciowa zmienia kształt ale nie zmienia amplitudy).

10. Omówić dwustopniową zasadę ograniczania przepięć przez iskierniki jako urządzenia piorunochronnego.

2 stopniowa zasada działania iskiernika:

I – związany z napięciem zapłonu iskiernika (300 kV)

II – polega na tym, że w momencie kiedy na iskierniku zapala się łuk elektryczny to łuk taki ma swoją impedancję. Impedancja ta powoduje, że fala przepięciowa drugi raz jest ograniczana (np. z 300 do 250 kV)

Przykłady, wady, wymagania i parametry iskiernika jako urządzenia piorunochronnego.

Przykłady:

- liniowy rożkowy

- stacyjny prętowy

- rożkowy z przesuwaniem i wydłużaniem łuku

Parametry techniczne iskiernika:

$$\frac{a}{U_{n}}$$

a – odległość [cm]

U_n – napięcie chronionego urządzenia

Wady iskierników:

- brak zdolności gaszenia łuku prądowego po zaniku napięcia

- strome ucinanie fali przepięciowej

Wymagania stawiane iskiernikowi:

- stałość przerwy iskrowej

- odporność termiczna elektrod

- poprawa rozkładu natężenia pola elektrycznego wzdłuż izolatorów

To co jest normalna czcionka przepisywałem z wykładów, a kursywą to co już było w tym opracowaniu i pasowało do pytania.