Заданные параметры линии

№ варианта	Номинальное напряжение, кВ	Степень загрязнен- ности атмосферы	Высота над уровнем моря, м
		I I I I I II II II II II III III III III III IV IV IV IV IV V V V V V VI VI VI	до 1000 м -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"-

 

 

Окончание таблицы 6.2

		VI VI I I I I I II II II II II III III III III III IV IV IV IV IV V V V V V VI VI VI VI VI	-"- -"- от 1000 до 2000 -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- от 1000 до 2000 -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"- -"-

Указание: использовать данные табл. 6.2 [1] или 17.1 [3].

 

22. Укажите особенности разряда по загрязненной и увлажненной поверхности изоляторов. Опишите особенности конструкции изоляторов для районов с повышенной загрязненностью.

23. На линиях электропередач 400 кВ и выше применяют расщепленные провода. Опишите причину этого применения и основные параметры конструктивного выполнения расщепления.

24. Опишите особенности выполнения и назначения высоковольтных испытательных трансформаторов.

25. Приведите схему и объясните принцип действия генератора импульсных напряжений (ГИН); генератора импульсных токов (ГИТ).

26. Объясните особенности и точность измерения амплитуд высоких напряжений с помощью шаровых разрядников и электростатических киловольтметров.

27. Опишите конструктивное выполнение секций бумажно-масляных конденсаторов и основные диэлектрические материалы, используемые в них.

28. Опишите конструкции маслонаполненных кабелей высокого напряжения. Укажите преимущества и недостатки отдельных их элементов. Какой вид пробоя опасен для этих кабелей?

29. Опишите конструкцию кабелей с вязкой пропиткой и развитие ветвистого разряда в изоляции. Укажите область применения этих кабелей на переменном напряжении.

30. Опишите конструкцию кабеля под давлением масла, с газом под давлением, газонаполненного кабеля.

31. Опишите методику испытания кабелей высокого напряжения. Почему для испытаний применяется повышенное напряжение выпрямленного тока?

32. Опишите конструкции изоляции силовых трансформаторов 35, 110 и 220 кВ.

33. Каким испытаниям подвергается изоляция силовых трансформаторов (напряжением повышенной и промышленной частоты, импульсным напряжением).

34. Приведите эскизы основных элементов высоковольтной изоляции статорных обмоток электрических машин и укажите материалы, используемые при выполнении этой изоляции. Укажите меры устранения короны в изоляции машин.

35. Каким испытаниям подвергается изоляция высоковольтных вращающихся машин на заводе? Укажите значение испытательных напряжений изоляций статорной обмотки перед выпуском с завода.

36. Укажите основные дефекты в изоляции и роль ее профилактических испытаний. Что является основным показателем качества изоляции?

37. Приведите схему замещения неоднородного диэлектрика и опишите процессы в этой схеме при приложении к ней постоянного напряжения (с точки зрения явления поляризации). Покажите связь между характером изменения тока абсорбции и качеством изоляции.

38. Укажите меры повышения электрической прочности изоляции силовых трансформаторов, конденсаторов, кабелей.

39. Опишите методы профилактических испытаний по измерению:

а) tg d;

б) сопротивления изоляции;

в) токов абсорбции;

г) распределения напряжения.

Какая аппаратура применяется для этих испытаний?

40. Опишите методы профилактических испытаний:

а) изоляторов;

б) трансформаторов;

в) электрических машин.

41. Нарисуйте нормальную и перевернутую схемы моста Шеринга и укажите их область применения.

42. Укажите значение, область применения и нормы испытаний изоляции повышенным напряжением.

43. Что понимается под координацией изоляции, и каким путем она достигается?

44. Подберите комплект испытательного оборудования и измерительной аппаратуры для лаборатории, предназначенной для проведения испытаний, указанных в табл. 6.3.

Таблица 6.3

Вид испытания электрооборудования

№ варианта	Вид испытаний и конструкции, подлежащие испытаниям
	Контрольные заводские испытания линейных, подстанционных опорных и фарфоровых проходных изоляторов напряжением до 35 кВ
	Контрольные заводские испытания высоковольтных вводов всех типов напряжением 110 - 220 кВ
	Профилактические испытания линейной изоляции и контроль уровня радиопомех
	Профилактические и послеремонтные испытания изоляции основного оборудования подстанции 110 кВ
	Профилактические и послеремонтные испытания изоляции высоковольтных вращающихся машин
	Типовые заводские испытания высоковольтных конденсаторов основных типов
	Профилактические испытания кабелей с вязкой пропиткой и вводов напряжением до 110 кВ
	Типовые заводские испытания высоковольтных вводов всех типов напряжением 220 - 330 кВ
	Профилактические и послеремонтные испытания изоляции основного оборудования подстанций 220 кВ
	Профилактические и послеремонтные испытания изоляции оборудования подстанций напряжением до 35 кВ в составе передвижной лаборатории

45. Опишите развитие лидерного разряда молнии и обратного разряда. Поясните процесс образования тока молнии. Какая связь тока молнии с плотностью заряда в лидерном канале и скоростью обратного разряда? Приведите схему замещения грозового разряда для вычисления тока молнии.

46. Укажите основные параметры разряда молнии. Определите вероятность того, что амплитуда тока молнии будет больше или равна 50, 100, 150 кА. Определите вероятность того, что крутизна фронта тока молнии будет больше или равна 10, 25, 50 кА/мкс.

47. Рассчитайте собственные и взаимные волновые сопротивления трехфазной линии с горизонтальным расположением проводов и средней высотой их подвеса 10 м, расстоянием между проводами 4 м, радиусом провода 1 см.

48. По двум тросам одноцепной линии, эскиз которой приведен на рис. 6.4, распространяется волна напряжения U₀ = 1000 кВ. Рассчитайте величину напряжений, наводимых на проводах, и соответствующие коэффициенты связи.

49. Рассчитайте коэффициенты преломления и отражения в схемах рис. 6.1а,б. Рассчитайте и постройте форму проходящей волны при трех пробегах ее по линии z (набегающая волна прямоугольной формы).

 

Рис. 6.1

 

50. Рассчитайте форму волны на емкости (рис. 6.2). Волновое сопротивление линии z₁ = 20 Ом. Набегающая волна прямоугольной формы длиною t_в = 20 мкс.

Рис. 6.2

Указание: волну заданной формы разложить на две прямоугольные волны обратной полярности, сдвинутые по времени на t = t_в .

51. Рассчитайте искажение волны на проводе вследствие импульсной короны при пробеге расстояния l - 2 км. Форма волны показана на рис. 6.3. Полярность волны отрицательная. Высота подвески провода h = 10 м, радиус провода r = 1 см. Дайте физическое объяснение искажения волны вследствие импульсной короны.

Рис. 6.3

 

52. Объясните характер защитного действия молниеотводов. Поясните защитные зоны стержневых молниеотводов для защиты открытой подстанции от прямых ударов молнии.

53. Опишите построение защитных зон молниеотводов: одиночного, двойного и многократного.

54. Постройте зону защиты тросовых молниеотводов линии (рис. 6.4). Какие углы защиты применяются для надежного экранирования проводов?

 

 

Рис. 6. 4

 

55. Укажите основные требования к грозозащитным разрядникам.

56. Опишите конструкцию трубчатых разрядников типа РТФ и РТВ. Укажите основные характеристики трубчатых разрядников. Как выбирается разрядник по пределам отключаемых токов?

57. Укажите основные элементы вентильных разрядников. Объясните физическую природу нелинейности рабочего сопротивления. Из каких материалов оно изготовляется, и на какие предельные импульсные токи оно рассчитывается?

58. Опишите конструкцию единичного искрового промежутка вентильных разрядников. Как осуществляется гашение дуги сопровождающего тока в искровых промежутках? Почему для гашения дуги необходимо разделение искрового промежутка разрядника на большое число единичных промежутков?

59. Опишите конструкцию искрового промежутка с вращающейся дугой. Укажите его назначение для улучшения характеристик вентильных разрядников.

60. Как возникают атмосферные перенапряжения на линии электропередач? Определите число разрядов в линию длиной 150 км при средней высоте грозозащитных тросов 12 м. Среднее число грозовых дней в году равно 30.

61. Определите вероятность перехода импульсного перекрытия в силовую дугу на линии электропередач 110 кВ на деревянных опорах при возникновении перекрытия на пути фаза-земля и фаза-фаза. Расположение проводов горизонтальное. Высота опоры h_оп = 12,5 м, расстояние между проводами фаз 4 м. Изоляторы П-4,5 - 6 штук.

62. Рассчитайте индуктированное перенапряжение на проводах линии со средней высотой их подвеса 10 м. Разряд молнии с током 150 кА произошел на расстоянии 100 м от линии.

63. Рассчитайте защитный уровень линии 220 кВ на металлических опорах без троса. Изоляция линии - 12 изоляторов П-4,5 в гирлянде (на промежуточных опорах). Определите вероятность перехода импульсного перекрытия в силовую дугу.

64. В чем заключается молниезащита зданий и сооружений согласно РД 34.21.122-87? Чем определяется категория молниезащиты?

65. Молниезащита зданий и сооружений I категории.

66. Молниезащита зданий и сооружений II и III категории.

67. Рассчитайте защитный уровень линии 220 кВ на деревянных опорах без троса. Высота опоры h_оп = 15 м, изоляторы ПС-4,5 - 12 штук, расстояние между горизонтально расположенными проводами фаз - 5,25 м. Определите также вероятность перехода на этой линии импульсного перекрытия на пути фаза-земля и фаза-фаза в силовую дугу.

68. Дайте оценку влияния на защитный уровень линии электропередачи с тросом величины сопротивления заземления опор, длины пролета, числа грозозащитных тросов, коэффициента связи и уровня изоляции линии. Оценку произведите на основании изученных расчетных формул.

69. Рассчитайте удельное число отключений линии на железобетонных опорах, эскиз которых показан на рис. 6.5. Параметры линии приведены в табл. 6.4. Коэффициент связи принимается равным 0,25. Число грозовых дней в году равно 20.

 

 

Рис. 6.5

 

Таблица 6.4

Параметры линии для расчета

 

70. Изложите основные принципы защиты подстанций от волн, набегающих с линий. Нарисуйте и дайте обоснование принципиальным схемам грозозащиты подстанций.

71. Определить импульсное сопротивление заземлителя, проложенного в грунте на глубине 0,8 м. Материал заземлителя - стальная полоса 40 х 4 мм. Вид заземлителя и параметры для расчета приведены в табл. 6.5.

 

Таблица 6.5

Параметры для расчета заземлителя

№ варианта	Вид Заземлителя	Удельное сопротивление грунта, Ом×м	Ток молнии, отводимый заземлителем, кА	Длина лучей заземлителя, м
	Двухлучевой Двухлучевой Двухлучевой Двухлучевой Двухлучевой Двухлучевой Двухлучевой Двухлучевой Четырехлучевой Четырехлучевой Четырехлучевой Четырехлучевой Четырехлучевой Четырехлучевой Четырехлучевой Четырехлучевой Четырехлучевой Четырехлучевой Четырехлучевой Четырехлучевой

Указание: используйте методику параграфа 20-8 [2].

 

72. Какое влияние на защиту подстанций оказывает крутизна набегающей волны, расстояние от разрядника до наиболее удаленной изоляции, число приключенных линий, емкость ошиновки и оборудования подстанции?

73. Почему защитная зона двойного молниеотвода превышает схему защитных зон двух одиночных молниеотводов?

74. Чем определяется необходимость в установке на защищенном подходе к подстанции дополнительного комплекта трубчатых разрядников РТ?

75. Опишите схемы защиты генераторов, соединенных с воздушными линиями непосредственно через короткие кабельные вставки, с индуктивностью в начале линии.

76. Укажите достоинства и недостатки двух способов заземления нейтрали - эффективного и резонансного.

77. В чем основная опасность длительного дугового замыкания на землю, и почему необходимо гашение дуги?

78. Опишите, каким образом дугогасящие катушки способствуют гашению емкостного тока замыкания на землю.

79. Изложите причину смещения нейтрали в сетях с дугогасящей катушкой при резонансной настройке катушки. Какими путями избегают недопустимых смещений нейтрали?

80. Объясните защитное действие кабельной вставки при прямых ударах молнии у трубчатого разрядника РТ₁. Почему в этом случае необходима установка второго комплекта РТ₂ и соединение его заземленного зажима с броней кабеля?

81. Опишите основные виды коммутационных перенапряжений в дальних электропередачах.

82. Опишите меры ограничения внутренних перенапряжений в дальних электропередачах.

83. Опишите конструкцию комбинированного вентильного разрядника для ограничения грозовых и коммутационных перенапряжений.

84. Опишите основные способы уменьшения коммутационных перенапряжений.

 

Библиографический список

 

1. Правила устройств электроустановок [Текст]. - М.: Изд-во НЦ ЭНАЦ, 2002. – 928 с.

 

2. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей [Текст]: Утверждены Приказом Минэнэрго РФ от 13.01.2003 N6. - М.: Изд-во НЦЭНАС, 2005. - 304с.

 

3. Техника высоких напряжений [Текст]: учебник / Под ред. Д. В. Разевига. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1976. - 488с.

 

4. Долгинов, А. И. Техника высоких напряжений в электроэнергетике [Текст]: учеб. пособие. / А. И. Долгинов. - М.: Энергия, 1968. - 464с.: ил.

 

5. Базуткин, В. В. Техника высоких напряжений. Изоляция и перенапряжения в электрических системах [Текст]: учебник / В. В. Базуткин, В. П. Ларионов, Ю. С. Пинталь. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 464с.

 

6. Техника высоких напряжений: теоретические и практические основы применения [Текст] / Пер. с нем. И. П. Кужекина; Под ред. В. П. Ларионова. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 554с.: ил.

 

7. РД 34.21.122-87. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений [Текст] / Минэнерго СССР. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 56с.: ил.

 

Содержание

Введение . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Раздел 1. Разряд в газах и общие характеристики внешней изоляции . . . .. Глава 1.Общая характеристика внешней изоляции электроустановок. Основные виды электрического разряда в газах . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 2. Физические процессы при ионизации в газе . . . . . . . . . . . . . . . . §2.1. Возбуждение и ионизация атомов и молекул. Лавина электронов. Несамостоятельный и самостоятельный разряды. Плазма . . . . . . . . . §2.2. Переход от лавинной формы самостоятельного разряда к искровому разряду в малых искровых промежутках с равномерным полем. Образование стримеров . . . . . . .. . . . . . … . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §2.3. Самостоятельный разряд в неравномерном поле. Лавинная корона. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §2.4. Стримерная корона. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §2.5. Переход стримера в искровой разряд в промежутках с неравномерным полем . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §2.6. Переход стримера в искровой разряд в длинных воздушных промежутках. Лидерная стадия разряда . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §2.7. Главный разряд в длинных промежутках . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . §2.8. Искра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §2.9. Длинная дуга в воздухе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §2.10. Последовательность стадий газового разряда. . . . . . . . . . . . . . . . Глава 3. Коронный разряд на линиях электропередач. Корона на проводах при постоянном напряжении. Корона на проводах при переменном напряжении. Потери на корону. Методы уменьшения потерь на корону. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . .. . . .. . . .. . . . . . . . . . . . . . . .. . . §3.1. Коронный разряд на линиях электропередач . . . . . . . . . . . . . . . . §3.2. Корона на проводах при постоянном напряжении . . . . .. . . . . . . . §3.3. Корона на проводах при переменном напряжении. . . . . . . . . . . . . Раздел 2. Разряды в жидких и твердых диэлектриках. Электрические характеристики внутренней изоляции электроустановок. . . . . . . . . . . . . . . . Глава 1. Основные особенности изоляционных жидкостей. Механизм пробоя жидких диэлектриков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . §1.1. Основные особенности минерального масла как диэлектрика . .. §1.2. Синтетические изоляционные жидкости. Чистые углеводороды. §1.3. Подготовка изоляционных жидкостей . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .. §1.4. Механизм пробоя в жидких диэлектриках . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Глава 2. Маслобарьерная изоляция. Примеры применения маслобарьерной изоляции: силовые трансформаторы, вводы . . . . . . . . ..

 

 

Глава 3. Твердая изоляция. Тепловой, электрический и ионизационный пробой твердой изоляции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. §3.1. Твердая изоляция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §3.2. Виды твердых изоляционных материалов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §3.3. Тепловой, электрический и ионизационный пробой твердой изоляции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 4. Газовая и вакуумная изоляция. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Раздел 3. Испытательные установки и измерения высоких напряжений . . Глава 1. Испытательные установки высокого напряжения . . . . . . . . . . . . §1.1. Испытательные трансформаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §1.2. Генераторы импульсных напряжений и токов . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 2. Измерения на высоком напряжении. Электростатические киловольтметры. Измерение максимальных значений напряжения с помощью шаровых разрядников. Измерение напряжения с помощью делителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §2.1. Электростатические вольтметры . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . §2.2. Измерительные разрядники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §2.3. Делители для измерений высоких постоянных, переменных и импульсных напряжений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Раздел 4. Линейная и станционная изоляция. Профилактика изоляции установок высокого напряжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 1. Изоляторы высокого напряжения. Линейные изоляторы, станционно-аппаратные изоляторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §1.1. Изоляторы высокого напряжения . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . §1.2. Линейные изоляторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §1.3. Станционно-аппаратные изоляторы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 2. Изоляция силовых электроустановок напряжением выше 1000 В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §2.1. Общие положения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §2.2. Изоляция вращающихся электрических машин . . . . . . . . . . . . . . §2.3. Изоляция силовых трансформаторов. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . §2.4. Изоляция кабелей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 3. Профилактика изоляции. Основные методы профилактики изоляции. Профилактика изоляции силовых трансформаторов, линейной изоляции, вращающихся машин, кабелей . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . §3.1. Профилактика изоляции. Основные методы профилактики изоляции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. §3.2. Профилактика изоляции силовых трансформаторов . . . . . . . . . . . §3.3. Профилактика линейной изоляции. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §3.4. Профилактика изоляции вращающихся машин . . . . . . . . . . . . . . . §3.5. Профилактика изоляции кабелей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Раздел 5. Грозовые перенапряжения и защита от них . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 1. Молния как источник грозовых перенапряжений. Параметры молнии. Воздействие тока молнии . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §1.1. Молния как источник грозовых перенапряжений . . . . . .. . . . . . . §1.2. Основные параметры молнии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §1.3. Воздействие тока молнии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 2. Защита от прямых ударов молнии. Зоны защиты стержневых молниеотводов . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §2.1. Защита от прямых ударов молнии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §2.2. Зоны защиты молниеотводов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §2.3. Конструктивное выполнение молниеотводов . . .. . . . . . . . . . . . ... Глава 3. Защита линии электропередачи от молнии. Применение тросов для защиты линии электропередачи. Зоны защиты тросов. Трубчатые разрядники и их применение для защиты линий. Рекомендуемые способы грозозащиты линий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §3.1. Защита линии электропередачи от молнии . . . . . . . . . .. . . . . . . §3.2. Применение тросов для защиты линии электропередачи . . . . . . §3.3. Зоны защиты тросовых молниеотводов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §3.4. Трубчатые разрядники и их применение для защиты линий . . . . §3.5. Рекомендуемые способы грозозащиты линий . . . . . . . . . . . . . . . .. Глава 4. Защита оборудования подстанций от набегающих с линии импульсов грозовых перенапряжений. Вентильный разрядник как основной аппарат защиты подстанционного оборудования от набегающих импульсов. Нелинейные ограничители перенапряжений . . .. §4.1. Защита оборудования подстанций от набегающих с линии импульсов грозовых перенапряжений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . §4.2. Вентильный разрядник как основной аппарат защиты подстанционного оборудования от набегающих импульсов . . . . .. . . . . . . . . . . . §4.3. Нелинейные ограничители перенапряжений . . . . . . . . . . .. . . . . . . Глава 5. Молниезащита зданий и сооружений. Молниезащита зданий и сооружений I категории, II категории, III категории . . . . . . . . . . . . . . . .. §5.1. Молниезащита зданий и сооружений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . §5.2. Молниезащита зданий и сооружений I категории, II категории, III категории . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Раздел 6 Контрольные вопросы и задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Библиографический список. . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .