Високовольтні малогабаритні вводи з повітряно-комбінованою ізоляцією для мобільних лабораторій - Автореферат

Вирішенням задачі повірки крупногабаритних високовольтних вимірювальних трансформаторів напруги (ЗНОМ-35; НОМ-35; НКФ-110 та інших), які на період повірки не можуть бути демонтовані і передані в діючі служби Держспоживстандарту, є створення мобільних повірочних лабораторій (МПЛ) для повірки вимірювальних трансформаторів на місцях їх експлуатації, в тому числі з реальним навантаженням у вторинному колі. Для забезпечення працездатності МПЛ без виносу устаткування, вони повинні бути оснащені високовольтними малогабаритними вводами, що забезпечують введення високої напруги крізь кузов автомобіля до високовольтного відсіку. Тому актуальною є розробка високовольтних малогабаритних вводів, що представляють собою новий тип високовольтного електрообладнання, який не має порцелянової покришки, та в якому в якості внутрішньої ізоляції використовується повітряно-комбінована ізоляція. Для досягнення цієї мети були вирішені наступні завдання: - обґрунтування актуальності створення та застосування нового типу високовольтного обладнання - високовольтних малогабаритних вводів з повітряно-комбінованою ізоляцією; В наукових працях, що написані у співавторстві та особисто, авторові належить: обґрунтування необхідності оснащення МПЛ високовольтними малогабаритними вводами для забезпечення працездатності МПЛ без виносу електроустаткування; визначення розподілення напруженості електричного поля в міжелектродному проміжку високовольтного вводу МПЛ; проведення дослідження впливу оточуючих конструкцій на електричне поле високовольтного малогабаритного вводу та в виборі моделі розрахунку; проведення моделювання розвитку стримера в реальній конструкції високовольтного малогабаритного вводу і виконання експериментальної перевірки можливості перекриття його ізоляції; проведення експериментальних досліджень для визначення витримуваної напруги високовольтного малогабаритного вводу.На цій основі в роботі удосконалені формули для визначення максимальної напруженості електричного поля на струмоведучому стрижні високовольтних вводів з тороїдальним (рис.2) і протяжним (рис.3) фланцем; одержані універсальні аналітичні вирази для визначення максимальної напруженості електричного поля на заземленому фланці вводів з тороїдальним і протяжним фланцем; розвинуті співвідношення між геометричними параметрами вводів, при виконанні яких максимальні напруженості на струмоведучому стрижні і заземленому фланці рівні, що забезпечує наближене до рівномірного розподілення електричного поля в міжелектродному проміжку високовольтної ізоляції У даних конструкціях напруженість електричного поля максимальна в двох точках, що лежать на центральній силовій лінії: в точці 1 на струмоведучому стрижні і у точці 2 на заземленому фланці. В розрахунках використовувалась система відносних одиниць, в якій відносні напруженість електричного поля, радіус фланця, радіус стрижня (труби) мають вид, відповідно: E = E/E0 = EЧR<0/U,> IMG_6e2d2896-8450-4c0c-a4dd-a3ea4a513c36 , що відрізняються від значення 1/e, що показано на рис.4, а і рис.4, б: а) для вводу з тороїдальним фланцем; б) для вводу з протяжним фланцем На основі моделювання електричного поля в Femlab було встановлено, що для конструкції, зображеної на рис.2 відносна максимальна напруженість в точці 2 може бути апроксимована виразом (3), а для конструкції, зображеної на рис.3 - виразом (4). Апроксимуючи сплайнами літературні дані, щодо до транспортного перетину розсіювання електронів на молекулах азоту і кисню, залежність середньої відносної втрати енергії, обумовленої зіткненнями електронів, що мають певну швидкість, з молекулами азоту та кисню та інші параметри було розраховано функцію розподілення електронів за швидкостями v у молекулярній плазмі (рис.6) для різних значень напруженості електричного поля Е (В/м) згідно наступного виразу: IMG_5f116a09-dd58-4ab6-8290-f64c0856a2e7 , (5) де m = 9,1093897Ч10-31 кг, е = 1,602177Ч10-19 Кл - відповідно, маса й заряд електрона; E - напруженість електричного поля, В/м; l (v) - довжина вільного пробігу електрона в плазмі залежно від швидкості.На основі аналізу існуючих високовольтних мобільних повірочних лабораторій обґрунтована актуальність застосування в їх конструкціях високовольтних малогабаритних вводів, що забезпечують введення високої напруги крізь кузов автомобіля, на якому змонтовано лабораторію, до її високовольтного відсіку, і усувають необхідність виносу еталонного, навантажувального та іншого устакування із МПЛ та "ручного" монтажу високовольтної схеми поряд з обєктом повірки. Удосконалені формули для визначення максимальної напруженості електричного поля на струмоведучому стрижні високовольтних вводів з тороїдальним і протяжним фланцем, результати застосування яких адекватно відповідають картині електричного поля в розглянутих проміжках та характеризуються зменшенням похибки. Дістали подальший розвиток співвідношення між геометричними параметрами вводів, при виконанні яких максимальні напруженості на струмоведучому стрижні і заземленому фланці рівні,

Основний зміст роботи