Technologia Wysokich Napięć w Elektroenergetyce

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

Główne rodzaje przepięć to przepięcia atmosferyczne i przepięcia łączeniowe.

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

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

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

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

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

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

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

<p>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.</p> Signup and view all the answers

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

<p>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.</p> Signup and view all the answers

<p>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.</p> Signup and view all the answers

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

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

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

<p>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.</p> Signup and view all the answers

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

<p>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.</p> Signup and view all the answers

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

<p>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.</p> Signup and view all the answers

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

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

<p>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.</p> Signup and view all the answers

<p>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.</p> Signup and view all the answers

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

<p>Mechanizmy przeskoku elektrycznego w próżni to: emisja polowa elektronów, bombardowanie makrocząsteczkowe elektrod i międzyelektrodowa wymiana cząstek.</p> <p>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.</p> Signup and view all the answers

<p>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.</p> Signup and view all the answers

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

<p>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.</p> Signup and view all the answers

<p>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.</p> Signup and view all the answers

<p>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.</p> Signup and view all the answers