Technologia Wysokich Napięć w Elektroenergetyce

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson

Questions and Answers

Wymień przynajmniej 3 rodzaje układów izolacyjnych stosowanych w urządzeniach wysokiego napięcia.

Układy izolacyjne stosowane w urządzeniach wysokiego napięcia to np. linie napowietrzne, linie kablowe, transformatory, wyłączniki.

Jakie są główne rodzaje przepięć występujących w systemach elektroenergetycznych?

Główne rodzaje przepięć to przepięcia atmosferyczne i przepięcia łączeniowe.

Opisz, czym są transformatory probiercze napięcia przemiennego AC.

Transformatory probiercze napięcia przemiennego AC służą do generowania wysokich napięć przemiennych w laboratoriach wysokiego napięcia.

Jakie urządzenia należą do aparaty pomiarowej stosowanej w technikach wysokonapięciowych?

Aparatura pomiarowa stosowana w technikach wysokonapięciowych obejmuje m.in. dzielniki napięcia, boczniki prądowe i aparaturę diagnostyczną. Signup and view all the answers

Podaj przykłady urządzeń stanowiących wyposażenie laboratoriów badawczych i diagnostycznych wysokiego napięcia.

Przykłady takich urządzeń to: transformator AC, generator DC, generator udarów prądowych, wielkoprądowy transformator prądu przemiennego, zestaw dzielników AC, DC i SI. Signup and view all the answers

Wymień 3 czynniki, od których zależy wytrzymałość elektryczna dielektryków gazowych, ciekłych i stałych w układach izolacyjnych urządzeń wysokiego napięcia.

Trzy kluczowe czynniki to: rodzaj dielektryka (stały, ciekły, gazowy), grubość dielektryka i kształt elektrod. Signup and view all the answers

Dlaczego temperatura może wpływać na wytrzymałość elektryczną dielektryków?

Wzrost temperatury może osłabić wytrzymałość dielektryków, prowadząc do szybszego starzenia się izolacji i zwiększonego ryzyka przebicia. Signup and view all the answers

Jaki wpływ ma ciśnienie na wytrzymałość elektryczną dielektryków gazowych w układach izolacyjnych?

Wzrost ciśnienia gazu w izolacji zwiększa jej wytrzymałość elektryczną. Signup and view all the answers

Jakie rodzaje mechanizmów przebicia elektrycznego cieczy elektroizolacyjnych są wyróżniane?

Wyróżnia się mechanizm elektronowy, jonowy, gazowy i mostkowy. Signup and view all the answers

Omów mechanizm jonowy przebicia elektrycznego cieczy elektroizolacyjnych.

Mechanizm ten polega na rozpadzie zanieczyszczeń w cieczy na jony pod wpływem pola elektrycznego. Wzrasta wówczas prąd jonowy, a także obserwuje się emisję elektronów z katody. Jest to typowy mechanizm dla olejów transformatorowych. Signup and view all the answers

Jakie rodzaje mechanizmów przebicia dielektryków stałych są wyróżniane?

Wyróżnia się mechanizm czysto elektryczny, cieplny i jonizacyjno-starzeniowy. Signup and view all the answers

Opisz zasadę działania mechanizmu czysto elektrycznego przebicia dielektryków stałych.

W mechanizmie czysto elektrycznym przebicie następuje w wyniku osiągnięcia przez pole elektryczne wartości krytycznej, która powoduje jonizację atomów i cząsteczek dielektryka. Naprężenie przebicia w tym przypadku jest w dużej mierze zależne od grubości dielektryka. Signup and view all the answers

Wymień przykłady materiałów przewodzących używanych w konstrukcji urządzeń elektroenergetycznych wysokiego napięcia.

Materiały przewodzące używane w wysokonapięciowych urządzeniach elektroenergetycznych to m.in. aluminium, miedź, stal, ołów, cynk, cyna, srebro, złoto, niob, tlenek miedzi, itr, rtęć, bor, wapń. Signup and view all the answers

Jaka jest rola miedzi w konstrukcji urządzeń elektroenergetycznych wysokiego napięcia?

Miedź jest stosowana głównie do tworzenia uzwojeń w transformatorach energetycznych ze względu na jej dobre przewodnictwo elektryczne. Signup and view all the answers

Wymień dwa zastosowania aluminium w konstrukcji urządzeń elektroenergetycznych wysokiego napięcia.

Aluminium jest stosowane jako materiał do produkcji okładzin kondensatorów oraz przewodów. Signup and view all the answers

Jakie zastosowanie ma cyna w konstrukcji urządzeń elektroenergetycznych wysokiego napięcia?

Cyna jest wykorzystywana do łączenia przewodów i do pokrywania powierzchni przewodów, aby zapobiec korozji. Signup and view all the answers

Opisz krótko mechanizm kanałowy strimerowy, wyjaśniając, jak wpływa on na przeskok elektryczny w gazie.

W mechanizmie kanałowym strimerowym, powstająca między elektrodami lawina elektronowa prowadzi do rozdziału ładunku, tworząc obszar o silnym polu elektrycznym. To pole przyspiesza kolejne elektrony, tworząc nowe lawiny w pobliżu pierwotnej. Rozpoczynające się zjawisko fotojonizacji wzmacnia lawinę, prowadząc do powstania kanału o wysokiej przewodności elektrycznej, przez który przepływa wyładowanie. Signup and view all the answers

Wymień trzy etapy przeskoku elektrycznego w powietrzu w układzie o polu silnie niejednorodnym.

Trzy etapy przeskoku elektrycznego w powietrzu to świetlenie, snopienie i przeskok właściwy (w postaci iskry lub łuku elektrycznego). Signup and view all the answers

Jaka jest różnica między mechanizmem Townsenda a mechanizmem kanałowym strimerowym?

Mechanizm Townsenda opisuje początkowy etap wyładowania w gazie, gdzie kluczowe są zderzenia elektronów z cząstkami gazu, prowadzące do tworzenia nowych elektronów. Mechanizm kanałowy strimerowy jest bardziej złożony, uwzględniając rozdział ładunku, efekt fotojonizacji oraz powstanie kanału o wysokiej przewodności. Signup and view all the answers

Podaj przykład czynnika, który wpływa na wytrzymałość elektryczną powietrza.

Jednym z czynników wpływających na wytrzymałość elektryczną powietrza jest gęstość gazu, która jest zależna od ciśnienia i temperatury. Signup and view all the answers

Jaki jest związek między wykresem Paschena a mechanizmami wyładowań elektrycznych w powietrzu?

Wykres Paschena przedstawia zależność napięcia przebicia od iloczynu ciśnienia gazu i odległości między elektrodami. Z wykresu możemy odczytać, że dla różnych wartości tego iloczynu dominują różne mechanizmy wyładowań, np. mechanizm Townsenda przy niskich wartościach, a mechanizm kanałowy strimerowy przy wysokich wartościach. Signup and view all the answers

W jaki sposób obecność ciał obcych wpływa na wytrzymałość elektryczną powietrza?

Obecność ciał obcych w pobliżu badanego obiektu, zwłaszcza jeśli są uziemione lub pod wysokim potencjałem, może zakrzywiać pole elektryczne i zmniejszać wytrzymałość elektryczną powietrza. Signup and view all the answers

Co to jest „snopienie” w kontekście przeskoku elektrycznego w powietrzu?

Snopienie to etap wyładowania niezupełnego, gdzie elektrony poruszają się w cienkim skupisku, tworząc jasny, promienisty strumień światła. Signup and view all the answers

Dlaczego mechanizm kanałowy strimerowy jest ważny dla zrozumienia przeskoku elektrycznego w powietrzu?

Mechanizm kanałowy strimerowy opisuje szybkie rozprzestrzenianie się wyładowań elektrycznych w formie kanału o wysokiej przewodności, co ma miejsce w przypadku silnych pól elektrycznych. To wyjaśnia, jak w rzeczywistości przebiega przeskok elektryczny w powietrzu. Signup and view all the answers

Opisz, jak mechanizm kanałowy strimerowo-liderowy tłumaczy przeskok elektryczny w powietrzu (gazie).

W procesie strimerowo-liderowym, przy dużych odstępach międzyelektrodowych i braku zwarcia, wzrost liczby i prędkości ładunków powoduje przekroczenie temperatury jonizacji termicznej. To prowadzi do przekształcenia się kanału strimerowego w tzw. lidera. Przed czołem lidera zachodzą dalsze procesy lawinowo-strimerowe, a kanał lidera rozwija się skokowo. Strimer ostatniego skoku przekształca się bezpośrednio w wyładowanie główne. Signup and view all the answers

Jakie warunki muszą być spełnione, by przeskok elektryczny mógł rozwinąć się w atmosferze przy użyciu mechanizmu strimerowo-liderowego?

Aby przeskok mógł rozwinąć się w atmosferze, odstęp elektrod musi być wystarczająco duży, aby umożliwił utworzenie lidera i poprzedzających go strimerów. Signup and view all the answers

Wymień trzy mechanizmy przeskoku elektrycznego w próżni i krótko opisz jeden z nich.

Mechanizmy przeskoku elektrycznego w próżni to: emisja polowa elektronów, bombardowanie makrocząsteczkowe elektrod i międzyelektrodowa wymiana cząstek. Międzyelektrodowa wymiana cząstek polega na tym, że elektron przyspieszony w polu elektrycznym uderza w anodę (+). Uderzenie powoduje emisję jonów dodatnich i ujemnych, które zderzają się z katodą (-) i wywołują emisję wtórną cząstek. Kumulatywny charakter tego zjawiska określa kryterium przeskoku. Signup and view all the answers

Jakie funkcje pełnią ciecze elektroizolacyjne w urządzeniach wysokiego napięcia?

Ciecze elektroizolacyjne pełnią następujące funkcje: impregnowanie izolacji stałej, chłodzenie, gaszenie łuku elektrycznego w wyłącznikach olejowych oraz zwiększanie ciśnienia w układach ciśnieniowych, co podnosi wytrzymałość elektryczną. Signup and view all the answers

Podaj przykłady rodzajów cieczy elektroizolacyjnych stosowanych w urządzeniach wysokiego napięcia.

Rodzaje cieczy elektroizolacyjnych to: oleje elektroizolacyjne (mineralne, syntetyczne, naturalne), estry naturalne i syntetyczne, woda zdejonizowana (destylowana) oraz ciecze stosowane w urządzeniach kriogenicznych. Signup and view all the answers

Jaka jest różnica pomiędzy strimerem a liderem w kontekście przeskoku elektrycznego?

Strimer to początkowy etap wyładowania, charakteryzujący się wzrostem liczby ładunków i prędkości przechodzenia prądu. Lider powstaje po tym, jak strimer osiągnie temperaturę jonizacji termicznej. Lider rozwija się skokowo i poprzedza wyładowanie główne. Signup and view all the answers

Dlaczego w atmosferze potrzebny jest wystarczająco duży odstęp między elektrodami, by przeskok elektryczny mógł rozwinąć się za pomocą mechanizmu strimerowo-liderowego?

W atmosferze potrzebny jest wystarczająco duży odstęp między elektrodami, aby umożliwić rozwoj procesu lawinowo-strimerowego przed powstaniem lidera. Długi odstęp pozwala na wystarczające rozprzestrzenienie się strimerów, co prowadzi do przekształcenia się ich w lidera. Signup and view all the answers

O czym świadczy nierówność $α𝑝γ𝑐 + η𝑛η𝑝 ≥ 1$ w kontekście mechanizmu międzyelektrodowej wymiany cząstek w próżni?

Nierówność $α𝑝γ𝑐 + η𝑛η𝑝 ≥ 1$ określa kryterium przeskoku w mechanizmie międzyelektrodowej wymiany cząstek. Świadczy ona o tym, że przeskok nastąpi w próżni tylko wtedy, gdy suma produktu współczynnika emisyjności katody ($α$), ciśnienia ($p$), współczynnika jonizacji ($γ$), prędkości elektronów ($c$) i produktu współczynnika emisyjności wtórnej ($η$) liczby ładunków ($n$) ciśnienia ($p$) będzie nie mniejsza od 1. Signup and view all the answers

Flashcards

Technika wysokich napięć

Wykorzystanie wysokich napięć w elektroenergetyce do izolacji, pomiarów i ochrony.

Układy izolacyjne

Systemy chroniące urządzenia przed przepięciami w liniach napowietrznych i kablowych.