1tom271

10. TECHNIKA W YSOKICH NAPIĘĆ 544

Rys. 10.39. Układy wieloclektrodowe i ich charakterystyki: a) iskiemik wicloprzcrwowy; b) łańcuch izolatorów; c) schemat zastępczy pojemnościowy; d) rozkład napięcia wzdłuż układu: e) zależność napięcia przeskoku od liczby ogniw

n₀ — liczba ogniw, n kolejny numer ogniwa, U_a — napięcie na wszystkich ogniwach, U_a — napięcie na n-tym ogniwie, U_p — napięcie przeskoku układu, U_pl napięcie przeskoku jednego ogniwa, C, pojemność szeregowa,

C_p — pojemność do przewodów, C. — pojemność do ziemi

Układ narażony na opady i zanieczyszczenia, którego przykładem jest izolator napowietrzny, może wykazywać różne wytrzymałości. W przypadku powierzchni suchej i czystej napięcie przeskoku jest uzależnione wyłącznie od kształtu elektrod i od najkrótszej drogi przeskoku a między nimi (rys. 10.40a). Wartość tego napięcia przy przebiegu wolnozmiennym można wyznaczyć ze wzoru (10.41), a przy przebiegu udarowym z zależności

u;₅₀ = 5,6a + 20,9 lub Ł/;_so = 7,65a + 34,l (10.66)

Rys. 10.40. Kształty i charakterystyczne wymiary izolatorów

Opady deszczu zwierają część drogi przeskoku. W celu uzyskania właściwej wytrzymałości układu niezbędne jest jej wydłużenie. Zadanie to spełniają odpowiednio

ukształtowane klosze izolatora (rys. 10.40). Już przy stosunku wymiarów - > 0,5>

w przypadku deszczu o parametrach znormalizowanych (intensywność 5 -10^-3 cm/s,

Rv$. 10.41. Wytrzymałość izolatorów pod deszczem: a) wpływ stosunku wymiarów s/t (patrz rys. 10.40); b) wpływ przewodności y deszczu l^r^ — napięcie przeskoku na sucho

przewodność 100 pS/cm, kąt padania 45°) osiąga się wytrzymałość o wartości 90% wytrzymałości w stanic suchym (rys. 10.4 i a). Znaczenie podstawowe ma przewodność deszczu (rys. 10.41 b). Przy obliczaniu napięcia przeskoku na mokro U_pm można korzystać ze wzoru (10.41), stosując zamiast a sumę odcinków suchych a_s (rys. 10.40a). Bardziej złożona zależność Koppelmana uwzględnia również odcinki mokre a_m i ma postać

[/„„, = 1,56Z«„, + 5,52Ia_s (10.67)

Dobrą zgodność obliczeń z pomiarami U_pm izolatorów pniowych wielokloszow'ych daje wzór Bóninga

U _pm = n(3,68 AB+2,26 £C)+19,8 (10.68)

gdzie: n — liczba kloszy; AB, BC — długość w’g rys. 10.40b.

Zanieczyszczenia izolatorów w'raz z zawilgoceniami prowadzą do tzw. przeskoków zahrudzeniowych. Mechanizm przeskoku i jego elementy przedstawia rys. 10.42. Wskutek nierównomiernego rozkładu przewodności powierzchniowej, a w konsekwencji i naprężeń elektrycznych, powstają lokalne zapłony luku o charakterystyce zewnętrznej Ui; = U —IR. (rys. 10.42c) i wewnętrznej DA = AII~", gdzie: A i n — współczynniki liczbowe (wg F. Obenausa A = 100, n = 0,7); / — długość luku, cm; I — prąd luku, A; R. — rezystancja warstwy zabrudzeniowej, fl.

^)'^s- 10.42. Ilustracja przeskoku zabrudzeniowego: a) obraz postępującego tuku: b) rozktad natężenia pola; 1 schemat zastępczy; d) charakterystyki tuku

Poradnik inżyniera elektryka tom 1