ТВН лаб.ур.. Практикум по дисциплине Техника высоких напряжений
 Скачать 4.03 Mb.
|
7.5. Содержание отчета1. Краткое описание цели и сущности работы. 2. Схема ГИН-750 кВ с указанием основных параметров элементов ГИНа. 3. Схема управления измерительными шарами диаметром 50 см. 4. Основные рассчитанные параметры ГИНа и результаты измерений амплитуды импульса. 5. Результаты регистрации формы импульса, полученные с помощью импульсного электронного осциллографа. 6.Результаты исследования формы импульса, полученные на компьютере. 7.6. Контрольные вопросы1.Назначение и принцип работы ГИН. 2.Основные элементы ГИН и их влияние на форму и параметры импульса. 3.Способы регулирования режима работы ГИН для измерения амплитуды импульсов и частоты их следования. 4.Методы измерения импульсных напряжений: амплитуды апериодического импульса, длины фронта и длины импульса. 5.Блок-схема осциллографа для регистрации однократных кратковременных импульсов высокого напряжения. Литература: [1] с. 196-214; [5] с. 238-252. Лабораторная работа № 8ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗОН ЗАЩИТЫ СТЕРЖНЕВЫХ И ТРОСОВЫХ МОЛНИЕОТВОДОВ Цель работы: а) изучить расчетные методы определения зон защиты стержневых и тросовых молниеотводов; б) ознакомится с экспериментальными методами исследования защитных зон молниеотводов с использованием ГИН; в) определить экспериментально и сравнить с расчетными зоны защиты стержневых и тросовых молниеотводов; г) провести визуальное исследование зон защиты стержневых и тросовых молниеотводов по компьютерной программе. 8.1. Задание на подготовку 1. Изучить защитные характеристики стержневых молниеотводов, методы расчета зон защиты одиночных и комбинированных молниеотводов. 2. Ознакомиться с компьютерной программой 8.2. Краткие теоретические сведения Стержневые и тросовые молниеотводы являются основным средством защиты энергетических и промышленных сооружений и установок от прямых ударов молнии (ПУМ). Реальный молниеотвод состоит из молниеприемника в виде стержня или троса, возвышающегося над объектом защиты, токоведущих спусков и заземлителя. Молниеотводы воспринимают на себя удары молнии и образуют вокруг себя пространство, защищенное от ПУМ с большой степенью вероятности. Это пространство называется зоной защиты молниеотвода. Защитное действие молниеотвода связано с тем, что развивающийся от облака лидерный разряд ориентируется в направлении максимального градиента (напряженности) электрического поля. Начиная с некоторой высоты  , где h является высотою защищаемого объекта на ориентацию лидерного разряда начинает влиять наиболее возвышающийся проводящий заземленный предмет (молниеотвод высотой h), в направлении которого поле резко усиливается.При формировании лидерного канала над молниеотводом или с некоторым смещением (не более 3,5h) молния или поразит молниеотвод или ударит на значительном расстоянии в землю. Если вблизи молниеотвода или под ним располагаются сооружения или оборудование, то при определенном возвышении молниеотвода над объектами защиты вероятность их поражения ПУМ может быть доведена до очень малых значений. Однако следует помнить, что статистический характер процесса пробоя длинных воздушных промежутков (молнии) при любых условиях оставляет некоторую вероятность поражения молнией объекта защиты. Поэтому зоны защиты молниеотводов ограничиваются расстояниями (кривыми), определенными с заданной степенью вероятности защиты, например с  .Принятые нормы и рекомендации по расчету зон защиты молниеотводов получены на основании лабораторных исследований и подтверждаются полевыми наблюдениями за поражаемостью ПУМ реальных объектов и молниеотводов. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода (рис. 8.1) вследствие осевой симметрии имеет вид тела вращения с образующей, удовлетворяющей уравнению:  , (8.1)где  при  и  при  .Для двух, трех и более стержневых молниеотводов при оптимальном их расположении общая зона защиты заметно превышает сумму зон отдельно стоящих двух, трех и более молниеотводов, так как общая вероятность прорыва молнии к объекту в сфере действия нескольких молниеотводов уменьшается. На рис. 8.2 представлены зоны защиты двух, трех и четырех молниеотводов. Для двух молниеотводов внешняя огибающая в разрезе проводится также, как и для одиночного молниеотвода. Прогиб огибающей между вершинами определяется по окружности, проведенной через точки 1, 2 (рис. 8.2, а). Наименьшая ширина  на уровне  в плане находится по кривым или по выражению . (8.2)Построение внешней границы зоны защиты трех или четырех стержневых молниеотводов производится попарно по расчетным соотношениям для каждых двух соседних молниеотводов. Условие защиты всей площади между молниеотводами на уровне определяется соотношением  , где D является диаметром окружности, проведенным через точки 1, 2, 3 или большая диагональ четырехугольника 1, 2, 3, 4 (рис. 8.2 б, в). Рис . 8.1. Зона одиночного стержневого молниеотвода  Рис. 8.2, а - Зона защиты двухстержневого молниеотвода Для оценки эффективности тросовой защиты проводов ВЛ чаще всего используется понятие угла защиты  (рис. 8.3).Лабораторные исследования и полевые наблюдения показывают, что эффективность тросовой защиты может быть определена по выражению  ,где  - вероятность прорыва молнии через тросовую защиту; - высота опоры в метрах; - угол защиты, градусы.При лабораторных исследованиях канал молнии моделируется обычно металлическим стержнем, на который подаются импульсы напряжения от ГИН. Стержень располагается на «высоте ориентации» молнии  ,где  - высота модели молниеотвода.Стержень перемещается в горизонтальной плоскости на расстоянии до 4  и более от оси молниеотвода (или наоборот молниеотвод перемещается относительно неподвижного стержня). Максимальная высота  при этом ограничена расстоянием, которое может быть перекрыто с помощью ГИН при положительном импульсе. По величине можно найти размеры моделей молниеотводов и объектов защиты.8.3. Схема испытательной установки и техника безопасности при выполнении работы Испытательная установка (рис. 8.4) состоит из ГИН-750 кВ (см. лаб. работу № 7); стержня, имитирующего канал разряда молнии; заземленной плоскости; моделей стержневых молниеотводов; моделей объектов защиты и модели воздушной линии с защитными тросами. Модели можно произвольно располагать на плоскости, а стержень перемещать по вертикали. Амплитудное значение импульса ГИН-750  кВ. Это напряжение при положительной полярности стержня позволяет перекрыть расстояние 1-1,2 метра. Поэтому для моделей стержневых молниеотводов приняты =10 и 15 см, объектов защиты  =5 и 7 см.Кроме строгого соблюдения правил ТБ при работе на испытательных установках высокого напряжения при выполнении данной работы необходимо иметь в виду следующее: 1.Подготовка моделей к испытанию и их перемещение по ходу работы при снятом напряжении и заземленной установке, а также включение ГИН-750 в работу и его отключение выполняется только преподавателем или лаборантом. 2. При работе ГИН-750 кВ студенты должны находиться на расстоянии не менее 0,5 метра от сетчатого ограждения.  Рис. 8.3. Зоны защиты: а - тросовая защита проводов ВЛ; б – трехстержневого молниеотвода; в – четырехстержневого молниеотвода.  |