Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого Кафедра Техника

кабельная техника
ТЕХНИКА ВЫСОКИХ НАПРЯЖЕНИЙ
Курс лекций
Самостоятельно устанавливаемый образовательный стандарт
Направление подготовки бакалавров

Учебная дисциплина

д.т.н. профессор Ю.Н. Бочаров Ю.Н., д.т.н., профессор В.В.Титков,
к.т.н., доцент А.П. Ненашев, д.т.н., профессор Кривошеев С.И. к.т.н., доц. Сухичев М.И.

Санкт-Петербург 2018

изоляции и изоляционных конструкций установок высокого напряжения

Испытания и измерения на

Разделы курса

и снижении потерь при транспорте электроэнергии
-передаваемая мощность
- потери мощности в

При передаваемой мощности P=const
потери↓ при U↑

«Война токов» нач. 1881 г. Окончание 2007

Т.А. Эдисон – разработчик систем передачи электроэнергии постоянным током

Теоретически обосновал и практически внедрил передачи переменным током с использование производственных мощностей фирмы Вестинггауз

Н.Тесла

(1)

(2)

(3)

и США
1879 патент на трехпроводную систему передачи постоянным токои -

1881 демонстрация первого мощного трансформатора для преобразования переменного тока (Л.Голлар, ДЖ.Гиббс)

1882 Первая линия электропередачи 500 В в Массачусетс, США (Вестингауз)

1882 Изобретение многофазного мотора переменного тока (Тесла)

1888 Изобретение счетчика электроэнергии переменного тока (Тесла)

Демонстрация трехфазной системы М.О. Доливо-Добровольского фирма AEG
175 км 8,5 кВ

1893 «Ниагарский проект» Баффало, США (Тесла,Вестигауз)

1912 Россия, Московская губерния ВЛ 30 кВ 1915 – ВЛ 70 кВ

Современная шкала напряжений в РФ:
6 , 10 , 35 кВ – трехфазные сети с изолированной нейтралью
110 , 220 , 330 , 500 , 750 ( 1150 ) кВ – трехфазные сети с заземленной нейтралью

искусственных ионизующих факторов
Начальное напряжение ( Uн) – напряжение обеспечивающее условия

Разрядное напряжение (Uр) – напряжение, обеспечивающее существование разряда данного вида (искра, корона и т.д.)

Пробивное напряжение (Uп) – напряжение, обеспечивающее разряд в промежутке, сопровождающийся образование электропроводящего канала

Напряжение пробоя воздушного промежутка длиной 1 см при нормальных условиях в однородном электрическом поле составляет 30 кВ

Электрическая прочность воздуха 30 кВ/см

ионизация электронным ударом
Ионизация возбужденной
молекулы
- скорость и масса электрона
Фотоионизация
постоянная

- частота излучения

Из возбужденного состояния

положительными ионаи
Энергетическое условие
- масса иона
- скорость иона
- работа выхода электрона

2) Фотоэмиссия с катода

Энергетическое условие

достигая
Это соответствует E =10 кВ/см -

Необработанные электроды

Обработанные (полированные) электроды

Микрофотография
поверхности меди
увеличение 2000х

Усиление электрического поля на поверхности микровыступа

– характерно для некоторых молекул – O2 , H2O, SF6

скорость частицы
K – коэффициент подвижности
Для напряженности электрического пробоя воздуха

Воздух
Ионы К= 2,2 – 2,5 см2/(В∙с)
Электроны К= 220 – 250 см2/(В∙с)

электронов в лавине
x
- коэффициент ударной ионизации число ионизаций, совершаемых одним

Уравнение числа электронов в лавине

x – расстояние пройденное лавиной вдоль поля

- формула Таунсенда

где A = 8,5 1/см ·мм рт. ст, B = 250 в/см·мм рт. ст для E/p = 20–150 в/см·мм рт. ст. и A = 14,6 1/см ·мм рт. ст, B = 365 в/см ·мм рт. ст для E/p = 150–160 в/см ·мм рт. ст.

Коэффициент ударной ионизации в воздухе при нормальных условиях

Напряженность пробоя воздуха E = 30 кВ/см
при этом 10 1/см

(1)

(2)

(3)