книги / Техника высоких напряжений
..pdfП.В. БОРИСОГЛЕБСКИЙ, Л. Ф. ДМОХОВСЙДД
в. а ЛАРИОНОВ, Ю. С. ПИНТАЛЬ, д . в . РАЗЕВИГ,
Е.я. РЯБКОВА
ТЕХНИКА
высоких
н а п р я ж е н и й
Под общей редакцией проф. Д. В. РАЗЕВИГА
Допущено Министерством высшего и среднего специального образования РСФСР в качестве учебника для студентов
энергетических и электротехнических факультетов и вузов
ИЗДАТЕЛЬСТВО « Э Н Е Р Г ИЯ »
М О С К В А |
1 9 6 4 |
ЛЕНИНГРАД |
ЭЭ-5-2
УДК 621.3.027.3(07)
Б 82
Книга состоит |
из |
двух |
разделов: первый — посвящен изоля |
||
ции электрических |
систем, |
а второй — перенапряжениям |
и защи |
||
те от перенапряжений. |
подробно изложены основные |
вопросы |
|||
В |
первом разделе |
||||
теории |
газового разряда |
при высоких давлениях и результаты |
экспериментального определения электрической прочности газо вого промёжутка. В последующих главах рассматриваются наи более важные изоляционные конструкции, применяемые в элек трических системах, и их основные характеристики.
Второй раздел посвящен разбору основных методов зазем ления нейтрали электрических систем и их влияния на величину перенапряжений. Рассматриваются грозовые и различные виды внутренних перенапряжений, в том числе и перенапряжений в дальних передачах, и основные методы ограничения перена пряжений.
Книга является учебником для электроэнергетических фа культетов вузов и может быть полезна инженерно-техническим работникам энергосистем, проектных и научно-исследовательских организаций.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Учебные |
планы |
электроэнерге |
которая бы достаточно полно изла |
|||||||||||||
тических |
и электротехнических |
фа |
гала |
современное состояние |
техни |
|||||||||||
культетов вузов за последние годы |
ки высоких напряжений в объеме |
|||||||||||||||
претерпели |
существенные |
измене |
общего курса программы вузов, по |
|||||||||||||
ния, связанные с бурным развити |
ка |
еще |
|
отсутствует. |
Настоящий |
|||||||||||
ем энергетики и появлением в ней |
учебник написан с целью воспол |
|||||||||||||||
ряда новых важных разделов. По |
нить этот пробел. |
|
|
уче |
||||||||||||
явилась тенденция к более узкой |
Авторы |
учебника являются |
||||||||||||||
специализации инженеров-электри- |
никами |
|
Леонида Ивановича |
Сиро |
||||||||||||
ков, которые готовятся для работы |
тинского и в меру своих сил про |
|||||||||||||||
в электрических системах, благода |
должали |
|
традиции |
его |
школы, |
|||||||||||
ря чему разница в содержании об |
стремясь, несмотря на относительно |
|||||||||||||||
щих и специальных |
курсов |
по |
ря |
малый объем учебника, дать доста |
||||||||||||
ду дисциплин сильно увеличилась. |
точно строгое изложение основ тех |
|||||||||||||||
Это обстоятельство |
крайне |
затруд |
ники высоких напряжений с учетом |
|||||||||||||
няет в настоящее время использо |
последних достижений в этой об |
|||||||||||||||
вание |
имеющихся |
учебников |
по |
ласти. В силу обилия материала, |
||||||||||||
технике |
|
высоких |
напряжений |
для |
задача эта оказалась весьма труд |
|||||||||||
чтения лекций по общему курсу. |
ной, и при определении содержания |
|||||||||||||||
Наиболее |
широкую известность |
отдельных разделов книги не могли |
||||||||||||||
в Советском |
Союзе и за его преде |
не сказаться научные интересы их |
||||||||||||||
лами имеет |
многотомный |
учебник, |
авторов. При |
использовании |
книги |
|||||||||||
написанный |
основателем одной из |
в качестве учебника, возможно, вы |
||||||||||||||
самых крупных научных школ по |
явится |
|
ряд |
недостатков. |
Авторы |
|||||||||||
технике высоких напряжений проф. |
будут |
весьма |
признательны, |
если |
||||||||||||
Л. И. Сиротинским и его ученика |
имеющиеся замечания будут им со |
|||||||||||||||
ми. Этот труд, первый том которого |
общены. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
вышел |
в |
1952 г., |
и |
до настоящего |
Учебник не снабжен библиогра |
|||||||||||
времени |
является |
настольной |
кни |
фическим |
указателем. |
Литература |
||||||||||
гой инженеров и научных работни |
по |
технике |
высоких |
напряжений |
||||||||||||
ков, занимающихся |
вопросами |
тех |
весьма |
быстро растет |
и не |
менее |
ники высоких напряжений. Она быстро стареет. Систематический
используется также студентами |
при |
указатель |
оказался бы |
чрезмерно |
||||||
прохождении специальных курсов, |
громоздким |
для |
учебника и |
вместе |
||||||
во время курсового и дипломного |
с тем неполным уже непосредствен |
|||||||||
проектирования. |
Для |
общего |
же |
но после появления книги. Однако |
||||||
курса объем книги чрезмерно ве |
можно |
указать |
несколько |
капи |
||||||
лик. Кроме того, за последние 10 |
тальных |
трудов, |
которые |
позволят |
||||||
лет по технике высоких напряжений |
заинтересовавшимся |
отдельными |
||||||||
получено много |
новых |
результатов, |
разделами |
читателям |
значительно |
|||||
не нашедших отражения в учебнике |
расширить свои знания по сравне |
|||||||||
проф. Л. И. Сиротинского. Эти но |
нию с теми сведениями, которые |
|||||||||
вые результаты изложены в ряде |
изложены |
в учебнике. |
К |
таким |
||||||
статей и монографий, однако книга, |
книгам |
относятся: М ик |
и |
Крэгс, |
Электрический |
пробой |
газов; |
Авторы |
|
глубоко |
признательны |
|||||||||||||
Л. Леб, Основные процессы элек |
своему учителю Л. И. Сиротинско- |
||||||||||||||||||
трических разрядов в газах; А. И. |
му за те ценные замечания, кото |
||||||||||||||||||
Д о л г и н о в , Перенапряжения |
в |
рые он дал после чтения рукописи, |
|||||||||||||||||
электрических системах; А. И . Д ол |
и советы, |
|
которыми |
пользовались |
|||||||||||||||
гинов, |
Резонас |
в |
электрических |
авторы в процессе работы над учеб |
|||||||||||||||
системах; |
В. П. Фотин, |
Повыше |
ником. Авторы считают своим дол |
||||||||||||||||
ния напряжения в длинных линиях |
гом |
отметить, что |
в |
настоящем |
|||||||||||||||
при несимметричных |
коротких |
за |
учебнике |
использован |
|
ряд |
ценных |
||||||||||||
мыканиях на |
землю; Д. В. Разе - |
материалов |
|
из |
учебника |
|
проф. |
||||||||||||
в и г, Атмосферные перенапряжения |
Л. И. Сиротинского. Авторы выра |
||||||||||||||||||
на линиях |
электропередачи. |
ав |
жают |
благодарность |
|
сотрудникам |
|||||||||||||
Работа |
между |
отдельными |
Всесоюзного |
электротехнического |
|||||||||||||||
торами |
настоящего |
учебника рас |
института |
|
имени |
В. |
|
И. |
Ленина |
||||||||||
пределялась |
следующим |
образом: |
В. |
К. |
Кожухову, |
А. |
|
В. |
Панову, |
||||||||||
П. В. Борисоглебский — гл. 16—18, |
В. В. Шматовичу за любезно предо |
||||||||||||||||||
20—29; |
Л. Ф. Дмоховская — гл. 35, |
||||||||||||||||||
ставленную |
|
возможность |
ознако |
||||||||||||||||
38, 42; |
В. П. Ларионов — гл. 9, |
10, |
|
||||||||||||||||
13—15, 31, 33 и § 12-1; Ю. С. Пин- |
миться |
с результатами |
их |
послед |
|||||||||||||||
них |
исследований |
и |
многократные |
||||||||||||||||
таль— гл. 11, 19 и § 12-2; Д. В. Ра- |
|||||||||||||||||||
консультации. Авторы |
|
весьма |
бла |
||||||||||||||||
зевиг — введение |
и гл. 1—8, 29, |
30, |
|
||||||||||||||||
годарны |
рецензентам |
|
книги |
А. И. |
|||||||||||||||
32, 34, 36, 37, 39, |
40; |
Е. Я. Рябко- |
|
||||||||||||||||
Долгинову |
и |
С. М. Фертику, |
учет |
||||||||||||||||
ва — гл. |
32. |
Все |
разделы |
учебника |
отредактированы |
заведующим |
ка |
замечаний которых способствовал |
федрой техники |
высоких напряже |
существенному улучшению рукопи |
|
ний МЭИ проф. Д. В. Разевигом и |
си учебника, |
||
обсуждались на |
заседаниях |
ка |
Авторы |
федры. |
|
|
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие
Введение
Ч А С Т Ь П Е Р В А Я
ИЗОЛЯЦИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
СИСТЕМАХ
Раздел первый
РАЗРЯДЫ В ГАЗАХ
Г л а в а п е р в а я . Общая характе ристика газовой изоляции
Г л а в/а в т о р а я . Основные процес
сы ионизации в газе |
|
|
|
|||||
2-1. Общие сведения . |
|
|
|
|||||
2-2. |
Виды |
ионизации ................ |
||||||
2-3. Коэффициент ударной |
иониза |
|||||||
2- |
ции электронами . |
|
|
|
||||
4. Лавина электронов |
|
|||||||
Г л а в а |
т р е т ь я . |
Разряд |
в |
одно |
||||
родном |
поле . |
|
|
|
|
|
||
3- |
1. Формирование разряда. |
Усло |
||||||
3- |
вие самостоятельности . . . |
|||||||
2. Разрядное |
напряжение. Закон |
|||||||
|
Пашена |
|
|
. . |
|
|
|
|
Г л а в а |
ч е т в е р т а я . |
Разряд в не |
||||||
однородном |
поле |
|
|
|
||||
4- |
1. Слабонеоднородные |
|
и |
резко |
||||
|
неоднородные |
поля . . . |
|
|||||
4-2. Условие |
|
самостоятельности |
||||||
|
разряда |
в слабонеоднородном |
||||||
|
поле. |
Закон подобия |
разря |
|||||
|
дов ................................................. |
|||||||
4-3. Разряды |
в резконеоднородном |
|||||||
4-4. |
поле. Влияние полярности . . |
|||||||
Барьеры в резконеоднородном |
||||||||
4- |
п о л е ................ |
. . . |
|
|||||
5. Экспериментальное |
исследова |
|||||||
|
ние |
разряда |
в длинных |
воз |
||||
|
душных промежутках. Молния |
|||||||
Г л а в а |
п я т а я . Время разряда |
|||||||
54. |
Структура времени разряда . |
|||||||
5- |
2. Статистическое время |
запаз |
||||||
|
дывания . . . |
|
|
разряда |
||||
5-3. Время формирования |
|
|||||||
5- |
4. Вольт-секундные |
характери |
||||||
|
стики |
|
|
|
|
|
|
|
Г л а в а ш е с т а я . |
Разрядные |
на |
||||||
пряжения в газах по опытным |
||||||||
данным . |
|
|
|
|
|
|
||
6- |
1. Однородное |
поле |
|
|
|
3 |
6-2. Промежуток между двумя ша |
58 |
||||||||||
9 |
|
рами |
......................................... |
|
|
стержень—пло |
||||||
|
6-3. Промежутки |
66 |
||||||||||
|
6-4. |
скость |
и стержень—стержень |
|||||||||
|
Разрядное |
напряжение при вы |
71 |
|||||||||
|
|
сокой ч астоте.................................. |
|
|
|
|
|
|||||
|
6- 5. Влияние влажности воздуха на |
73 |
||||||||||
|
|
разрядное |
напряжение . |
|
|
|||||||
|
Г л а в а |
с е д ь м а я . |
Разряд |
в |
газе |
|
||||||
|
вдоль |
поверхности |
твердого |
74 |
||||||||
|
диэлектрика |
|
|
|
|
. |
|
|
||||
|
7- |
1. Общие сведения.................. |
|
|
|
|
74 |
|||||
9 |
7-2. |
Поверхностный |
разряд в одно |
74 |
||||||||
|
7-3. |
родном поле................ |
|
разряд |
|
. |
||||||
17 |
Поверхностный |
в рез |
|
|||||||||
|
конеоднородном |
поле с преоб |
|
|||||||||
17 |
|
|
||||||||||
|
ладающей |
тангенциальной |
со |
|
||||||||
18 |
|
77 |
||||||||||
|
ставляющей |
|
напряженности |
|||||||||
21 |
7-4. Поверхностный разряд в рез |
|
||||||||||
|
конеоднородном поле |
с преоб |
|
|||||||||
24 |
|
ладающей нормальной |
состав |
79 |
||||||||
26 |
7- |
ляющей напряженности |
. . |
|||||||||
5. Разряд вдоль увлажненной по |
83 |
|||||||||||
26 Г л а в а |
верхности диэлектрика . |
|
|
|||||||||
в о с ь м а я . Коронный |
раз |
|
||||||||||
31 |
ряд на проводах |
линий |
|
элек |
£4 |
|||||||
тропередачи |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
35 |
8- |
1. Корона» как вид самостоятель |
84 |
|||||||||
8-2. |
ного |
разряда........................ |
|
|
|
|
|
|
||||
|
Корона на проводах при по |
|
||||||||||
35 |
|
стоянном напряжении . . . |
|
86 |
||||||||
|
8-3. Корона |
на |
проводах при пере |
89 |
||||||||
|
|
менном |
напряжении . . . . |
|
||||||||
|
8-4. Потери на |
корону |
при |
пере |
|
|||||||
37 |
|
менном напряжении . . . |
. 9 2 |
|||||||||
|
8-5. Методы уменьшения потерь на |
|
||||||||||
38 |
|
корону |
при |
переменном |
на |
97 |
||||||
|
|
пряжении |
..................................... |
|
|
|
|
|
|
|||
43 |
8-6. Практические |
способы расчета |
|
|||||||||
|
|
потерь на корону при пере |
101 |
|||||||||
45 |
|
менном напряжении . |
|
|
. |
|||||||
|
|
Раздел второй |
|
|
|
|
||||||
49 |
|
|
|
|
|
|
||||||
ЛИНЕЙНАЯ И |
ПОДСТАНЦИОННАЯ |
|
||||||||||
49 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
ИЗОЛЯЦИЯ |
|
|
|
|
|
50Г л а в а д е в я т а я . Электрические
51и механические характеристи
54 |
ки изоляторов |
. |
106 |
|
9-1. |
Электрические |
характери |
|
|
|
106 |
|||
|
9-2. |
стики ............................ |
. |
|
57 |
Механические характеристики |
108 |
||
9-3. |
Материалы для |
изготовления |
109 |
|
57 |
|
изоляторов |
|
Г л а в а |
д е с я т а я . |
Линейные |
изо |
112 |
17-5. Переходные |
процессы |
в об |
184 |
||||||||||||
ляторы |
|
|
|
|
|
|
|
|
мотках электрических машин |
|||||||||||
10-1. Штыревые |
изоляторы. |
|
112 |
17-6. Заводские испытания |
|
изоля |
186 |
|||||||||||||
10- 2. Подвесные изоляторы |
|
114 |
|
ции вращающихся |
|
машин |
||||||||||||||
|
Г л а в а |
в о с е м н а д ц а т а я . |
Изоля |
|
||||||||||||||||
Г л а в а |
о д и н н а д ц а т а я . |
Изоля |
|
|
||||||||||||||||
ция воздушных линий электро |
119 |
ция силовых кабелей высокого |
189 |
|||||||||||||||||
передачи |
|
|
|
|
|
|
напряжения |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
11- |
1. Общие сведения . . |
. |
119 |
18-1. Общие сведения.....................189 |
|
|||||||||||||||
18-2. Кабели |
с вязкой |
|
пропиткой |
190 |
||||||||||||||||
11-2. Гирлянды из подвесных |
изо |
|
|
|||||||||||||||||
|
ляторов |
|
........................................ 121 |
18-3. |
Маслонаполненные |
кабели . . |
195 |
|||||||||||||
11-3. Выбор |
числа |
изоляторов |
|
18-4. Другие типы кабелей |
|
на |
вы |
|
||||||||||||
|
|
сокие напряжения . . . |
198 |
|||||||||||||||||
|
в гирляндах |
и минимальных |
126 |
18-5. |
||||||||||||||||
11- |
изоляционных расстояний . . |
Кабели |
на |
напряжение |
6— |
|
||||||||||||||
4. Использование изоляционных |
130 |
|
20 кв |
с |
изоляцией |
из поли |
|
|||||||||||||
|
свойств |
древесины |
|
|
18- |
меров |
|
............................................ 200 |
||||||||||||
Г л а в а |
д в е н а д ц а т а я . Станцион |
|
6. Заводские |
испытания |
изоля |
|
||||||||||||||
|
|
ции кабелей |
|
|
|
. |
|
200 |
||||||||||||
но-аппаратные изоляторы . |
131 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Г л а в а |
д е в я т н а д ц а т а я . |
Изоля |
|
|||||||||||||||||
12- |
1. Опорные изоляторы . |
|
131 |
|
||||||||||||||||
|
ция силовых |
конденсаторов |
202 |
|||||||||||||||||
12- |
2. Проходные изоляторы |
|
137 |
|||||||||||||||||
|
19- |
1. Общие сведения . . |
|
. |
202 |
|||||||||||||||
Г л а в а |
т р и н а д ц а т а я . Изоляция |
|
|
|||||||||||||||||
|
19-2. |
Бумажно-пропитанная |
|
|
кон |
|
||||||||||||||
распределительных |
устройств |
148 |
|
|
|
|||||||||||||||
|
денсаторная изоляция . |
|
206 |
|||||||||||||||||
13- |
1. Испытательные |
напряжения |
|
|
|
|||||||||||||||
148 |
|
Раздел четвертый |
|
|
|
|||||||||||||||
|
электрооборудования . . . . |
|
|
|
|
|||||||||||||||
13-2. Изоляционные расстояния по |
|
ПРОФИЛАКТИКА ИЗОЛЯЦИИ |
|
|||||||||||||||||
|
воздуху |
|
в |
распределитель |
|
Г л а в а |
д в а д ц а т а я . Задачи и ме |
|
||||||||||||
|
ных устройствах . . |
|
|
152 |
|
|||||||||||||||
|
|
|
тоды профилактики |
|
изоляции |
212 |
||||||||||||||
Г л а в а |
ч е т ы р н а д ц а т а я . |
Специ |
|
|
||||||||||||||||
|
Г л а в а |
д в а д ц а т ь |
п е р в а я . |
Про |
|
|||||||||||||||
альные |
изоляторы |
для |
райо |
|
|
|||||||||||||||
|
цессы в многослойном диэлек |
|
||||||||||||||||||
нов |
с |
загрязненной |
атмосфе |
|
|
|||||||||||||||
|
трике ................................................. |
213 |
||||||||||||||||||
рой |
|
. |
|
|
|
|
|
|
153 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Г л а в а |
д в а д ц а т ь |
в т о р а я . |
Из |
|
|||||||||
Г л а в а |
п я т н а д ц а т а я . |
Электри |
|
мерение tgfi и емкости как ме |
216 |
|||||||||||||||
ческие характеристики |
изоля |
|
тод |
профилактики |
изоляции |
|||||||||||||||
торов |
при постоянном |
напря |
156 |
22-1. Физическое |
содержание |
ме |
|
|||||||||||||
жении . |
|
|
|
|
|
|
|
тода |
............................................. 216 |
|||||||||||
|
|
Раздел третий |
|
|
|
22-2. Аппаратура |
для |
в |
измерения |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
t g î |
и |
емкости |
условиях |
|
||||||||||
ИЗОЛЯЦИЯ |
ТРАНСФОРМАТОРОВ, |
|
эксплуатации |
|
. |
|
|
. |
218 |
|||||||||||
ГЕНЕРАТОРОВ, КАБЕЛЕЙ |
|
Г л а в а |
д в а д ц а т ь |
т р е т ь я . |
Ча |
|
||||||||||||||
|
И КОНДЕНСАТОРОВ |
|
|
стичные |
разряды в |
|
изоляции |
222 |
||||||||||||
Г л а в а |
ш е с т н а д ц а т а я . |
Изоля |
|
и методы их обнаружения . . |
||||||||||||||||
|
23-1. Физические |
основы |
|
метода |
222 |
|||||||||||||||
ция |
силовых |
|
трансформато |
158 |
23-2. Методы обнаружения частич |
224 |
||||||||||||||
ров . . |
|
|
|
|
. |
|
|
|
ных разрядов . |
|
|
|
|
|
16-1. Общие св е д ен и я |
............ |
|
158 |
||
16-2. Конструкция изоляции сило |
161 |
||||
вых трансформаторов |
в |
. . |
|||
16-3. Переходные процессы |
об |
164 |
|||
мотках трансформаторов |
* |
||||
16-4. Внутренняя защита трансфор |
173 |
||||
маторов |
................................. |
характери |
|||
16-5. Электрические |
|
||||
стики и испытания изоляции |
174 |
||||
трансформаторов |
|
|
|
||
Г л а в а с е м н а д ц а т а я . |
Изоляция |
|
|||
вращающихся машин высокого |
176 |
||||
напряжения |
|
|
|
|
|
17- 1. Требования к изоляции |
и ее |
176 |
|||
типовая конструкция . |
. |
||||
17-2. Новые виды изоляции генера |
178 |
||||
торов . . |
|
|
|
||
17-3. Пробивные напряжения изо |
180 |
||||
ляции |
вращающихся |
машин |
|||
17-4. Меры |
устранения |
короны |
|
||
в изоляции вращающихся ма |
182 |
||||
шин |
................................. |
|
|
|
Г л а в а д в а д ц а т ь ч е т в е р т а я . |
|
||
Другие методы профилактиче |
226 |
||
ских испытаний |
сопротивления............................ |
||
24-1. Измерение |
226 |
||
|
(тока) утечки . . . . |
|
|
24-2. Метод просвечивания . . |
. . |
227 |
|
24-3. Измерение распределения на |
228 |
||
24- |
пряжения |
|
|
4. Метод повышенного напряже |
|||
|
ния . |
. |
229 |
Г л а в а |
д в а д ц а т ь |
Про |
|
филактика подвесных, опорных |
229 |
||
и проходных изоляторов |
. |
||
25- 1. Линейная . . . .изоляция |
(вво |
229 |
|
25-2. |
Проходные |
232 |
|
|
ды) ......................................... |
. |
|
25- 3. Опорные изоляторы. |
232 |
||
Г л а в а |
д в а д ц а т ь |
Про |
|
филактика изоляции трансфор |
233 |
||
маторов ..................................... |
|
||
26- |
1. Главная изоляция . |
|
233 |
26-2. Ватковая изоляция |
|
236 |
Г л а в а д в а д ц а т ь |
с е д ь м а я . |
|
||
Профилактика изоляции вра |
237 |
|||
щающихся машин |
|
|||
27-1. |
Главная |
изоляция . |
237 |
|
27-2. |
Витковая изоляция . |
240 |
||
Гл а в а д в а д ц а т ь |
в о с ь м а я . |
|
||
Профилактические |
испытания |
241 |
||
кабелей с |
вязкой |
пропиткой |
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ И ЗАЩИТА
ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ
Раздел пятый
ГРОЗОВЫЕ (АТМОСФЕРНЫЕ)
32-3. Основные электрические ха |
|
|||
рактеристики |
грунта . . . . |
286 |
||
32-4. Стационарные сопротивления |
|
|||
простейших заземлителей . . 289 |
||||
32-5. Рабочие |
и защитные |
зазем |
|
|
ления станций и подстанций |
291 |
|||
32-6. Импульсное |
сопротивление |
|
||
сосредоточенных заземлите |
|
|||
лей ................................................. |
|
|
|
292 |
32-7. Импульсное |
сопротивление |
|
||
протяженных |
заземлителей 295 |
|||
32-8. Выбор и расчет сложных за |
|
|||
землителей |
................................ |
|
298 |
|
32-9. Заземление |
молниеотводов |
|
||
подстанций |
|
|
301 |
|
Г л а в а т р и д ц а т ь |
т р е т ь я . |
Гро |
|
|
зозащитные |
разрядники . |
|
302 |
|
ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ |
|
|
33- 1. Общие сведения . |
|
302 |
|||||||||||
Г л а в а |
д в а д ц а т ь |
д е в я т а я . |
Раз |
|
33-2. Трубчатые разрядники |
|
303 |
||||||||||
|
33-3. Вентильные |
разрядники . |
309 |
||||||||||||||
ряд молнии как источник гро |
^44 |
Г л а в а т р и д ц а т ь |
ч е т в е р т а я . |
|
|||||||||||||
зовых перенапряжений |
|
|
|
||||||||||||||
29-1. Общие св ед ен и я |
......................... |
молнии |
244 |
Грозозащита |
линий |
электро |
318 |
||||||||||
29-2. Параметры |
разряда |
246 |
передачи |
|
|
|
|
|
|||||||||
29-3. Расчетная форма волны тока |
249 |
34-1. Общая |
характеристика |
атмо |
|||||||||||||
29-4. |
молнии |
............................................ |
|
|
поле |
ка |
сферных перенапряжений на |
318 |
|||||||||
Электромагнитное |
250 |
линиях электропередачи . . |
|||||||||||||||
29- |
нала |
молнии |
|
............................. |
|
|
|
34-2. Индуктированные перенапря |
|||||||||
5. Интенсивность |
грозовой дея |
жения |
на |
линиях электро |
|||||||||||||
|
тельности . |
|
. |
. |
|
|
252 |
передачи |
.................................... |
|
|
|
320 |
||||
Г л а в а т р и д ц а т а я . |
|
Волновые |
|
34-3. Прямой удар молнии в линию |
|||||||||||||
процессы |
в |
линиях |
электропе |
|
без тросов . |
. . . |
323 |
||||||||||
редачи |
|
|
|
|
|
|
. |
254 |
344. Прямой удар молнии в линию |
||||||||
30- |
1. Общие сведения |
|
. . . |
254 |
с тросами . . |
. . |
326 |
||||||||||
30-2. Распространение волн в мно |
255 |
34-5. Рекомендуемые способы гро- |
|
||||||||||||||
|
гопроводной системе . . . . |
зозащиты |
линий |
различного |
333 |
||||||||||||
30-3. Многократные |
|
отражения |
257 |
номинального напряжения . |
|||||||||||||
|
в о л н ................................................ |
|
|
|
|
|
|
Г л а в а т р и д ц а т ь |
п я т а я . |
Гро |
|
||||||
30-4. Воздействие волн на колеба |
262 |
334 |
|||||||||||||||
|
тельный .....................контур |
|
произволь |
зозащ ита подстанций |
|
||||||||||||
30-5. Воздействие волн |
|
35-1. Общие св ед ен и я |
|
334 |
|||||||||||||
|
ной |
формы |
на |
|
простейшие |
|
|
||||||||||
|
|
|
35-2. Параметры волн, набегающих |
|
|||||||||||||
|
схемы. |
Метод |
подкасатель |
|
|
||||||||||||
|
|
на подстанцию. |
Показатель |
|
|||||||||||||
|
ной |
|
|
|
|
|
|
|
264 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
грузоупорности |
подстанций |
337 |
|||||||
30-6. Влияние импульсной |
короны |
|
|||||||||||||||
265 |
35-3. Напряжение на изоляции под |
||||||||||||||||
30- |
на волновые процессы . • . |
||||||||||||||||
7. Собственные |
колебания уча |
станций |
|
в |
простейших |
схе |
|||||||||||
|
стка |
линии |
|
|
|
|
. . |
269 |
мах . |
|
|
. |
|
|
339 |
Г л а в а т р и д ц а т ь п е р в а я . За |
|
|||
щита от прямых |
ударов |
мол |
|
|
нии |
с помощью |
молниеотво |
271 |
|
дов . . |
|
|
||
31- |
1. Общие св ед ен и я ............. |
271 |
||
ЗГ-2. Зоны защиты |
молниеотводов |
272 |
||
31-3. Допустимые |
расстояния |
|
||
|
между молниеотводом |
и за |
280 |
|
|
щищаемым объектом . . . . |
|||
31-4. Особенности конструктивного |
281 |
|||
|
выполнения |
молниеотводов |
35-4. Напряжение |
на |
изоляции |
||
в простейшей схеме, |
содер |
|||
жащей длинный кабель . . . 344 |
||||
35-5. Допустимые |
напряжения |
на |
||
изоляции |
. |
|
|
346 |
35- 6. Исследование |
грозозащиты |
|||
реальных подстанций . . |
347 |
|||
Г л а в а т р и д ц а т ь |
ш е с т а я . |
Гро |
||
зозащ ита вращающихся |
|
ма |
||
шин . |
|
|
|
359 |
Г л а в а |
т р и д ц а т ь |
в т о р а я . За |
|
36- |
1. Общие св ед ен и я ............ |
359 |
|||
земления |
в |
электрических |
|
36-2. Грозозащита |
генераторов, ра |
|
|||
установках |
высокого |
напря |
282 |
|
ботающих на воздушные ли |
359 |
|||
жения |
|
|
|
|
нии через трансформаторы. |
||||
32-1. |
Общие св ед ен и я ................ |
сопро |
282 |
36-3. |
Грозозащита |
генераторов, со |
|
||
32-2. |
Допустимая величина |
285' |
|
единенных |
непосредственно |
362 |
|||
|
тивления заземления |
• |
|
с воздушными линиями |
Раздел шестой |
|
41-4. |
Перенапряжения |
при |
несим |
414 |
ВНУТРЕННИЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ |
|
|
метричном отключении |
фаз |
||
|
41-5. Субгармонический |
резонанс |
419 |
|||
|
|
|||||
Г л а в а т р и д ц а т ь с е д ь м а я . За |
|
Г л а в а |
с о р о к в т о р а я . |
Внутрен |
|
|
земление нейтрали электриче |
365 |
ние перенапряжения в даль |
425 |
|||
ских систем |
них |
электропередачах. |
|
Г л а в а т р и д ц а т ь |
в о с ь м а я . |
Пе |
|
|||||
ренапряжения при однофазном |
|
|||||||
замыкании на землю |
в систе |
|
||||||
мах |
с |
незаземленной |
|
нейт |
373 |
|||
ралью |
|
|
|
|
|
|
||
38-1. |
Переходные |
процессы |
в |
мо |
373 |
|||
38-2. |
мент замыкания на землю . •. |
|||||||
Повышение напряжения |
при |
376 |
||||||
|
повторных |
зажиганиях |
|
дуги |
||||
38-3. Гашение емкостного тока за |
|
|||||||
|
мыкания на землю с помощью |
380 |
||||||
38-4. |
дугогасящих аппаратов . . . |
|||||||
Смещение нейтрали |
в |
сетях |
385 |
|||||
38-5. |
с |
дугогасящими |
аппаратами |
|||||
Конструкция |
дугогасящих |
|
||||||
|
аппаратов |
и выбор их мощ |
388 |
|||||
|
ности . |
|
|
|
|
|
||
Г л а в а |
т р и д ц а т ь |
д е в я т а я . |
Пе |
|
||||
ренапряжения при отключении |
|
|||||||
холостых линий и батарей кон |
393 |
|||||||
денсаторов . |
|
|
|
|
|
|||
Г л а в а |
с о р о к о в а я . |
Перенапря |
|
|||||
жения при отключении индук |
401 |
|||||||
тивностей |
|
|
|
|
|
|||
Г л а в а |
с о р о к п е р в а я . Резонанс |
409 |
||||||
ные перенапряжения |
|
|
|
|||||
41-1. |
Общие с в е д е н и я .................... |
409 |
||||||
41-2. Резонансные перенапряжения |
410 |
|||||||
41-3. |
в линейных цепях . . . . |
|
||||||
Гармонический |
резонанс |
|
412 |
42-1. Общие сведения |
........................ |
425 |
||
42-2. Схемы |
дальних |
электропе |
||
редач |
и |
режимы, приводя |
||
щие к перенапряжениям . . 427 |
||||
42-3. Основные |
параметры |
длин |
||
ных линий.................................... |
|
430 |
||
424. Модель длинной линии для |
||||
исследования |
внутренних |
|||
перенапряжений................ |
432 |
|||
42-5. Повышения напряжения уста |
||||
новившегося режима |
в про |
|||
стейших |
схемах |
без |
учета |
|
магнитного шунта |
транс |
|||
форматора .................................... |
|
434 |
||
42-6. Влияние |
намагничивающего |
*тока трансформатора (маг
|
нитного |
шунта) |
на |
перена |
|||
|
пряжения |
в простейшей |
|||||
|
с х е м е .................................... |
|
|
|
|
438 |
|
42-7. Влияние |
реакторов попереч |
||||||
|
ной |
компенсации |
на |
пере |
|||
|
напряжения установившегося |
||||||
42-8. |
р еж и м а |
........................................ |
|
|
|
446 |
|
Перенапряжения |
в дальних |
||||||
|
передачах |
при наличии |
про |
||||
|
дольной емкостной |
компен |
|||||
|
сации ............................................ |
|
|
|
|
447 |
|
42-9. Перенапряжения |
в дальних |
||||||
|
передачах при несимметрич |
||||||
42-10. |
ных |
коротких |
замыканиях 452 |
||||
Перенапряжения |
|
в |
пере |
||||
42-11. |
ходном р е ж и м е ........................ |
|
454 |
||||
Ограничение |
внутренних |
||||||
|
перенапряжений |
|
. . |
460 |
|||
Алфавитный указатель . |
|
|
468 |
ВВЕДЕНИЕ
Развитие энергетики |
Советско |
минальное — так |
называемые |
пере |
|||||||||||||||||||
го Союза тесно связано с примене |
напряжения, |
|
которые |
могут |
быть |
||||||||||||||||||
нием высоких напряжений для пе |
разделены на две большие группы: |
||||||||||||||||||||||
редачи электрической энергии. В на |
а) грозовые |
|
перенапряжения, |
||||||||||||||||||||
стоящее время уже работают ли |
связанные с разрядами молнии в то |
||||||||||||||||||||||
нии |
электропередачи |
переменного |
коведущие |
части |
установки |
|
или |
||||||||||||||||
тока при напряжении 500 кв. В свя |
вблизи нее в землю; |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
зи с |
созданием |
крупных |
энергети |
б) внутренние перенапряжения, |
|||||||||||||||||||
ческих |
систем, |
которые объединят |
|||||||||||||||||||||
возникающие |
|
при |
различных |
нор |
|||||||||||||||||||
ся в Единую |
высоковольтную энер |
|
|||||||||||||||||||||
мальных |
или |
аварийных |
коммута |
||||||||||||||||||||
гетическую систему Советского Союза, |
|||||||||||||||||||||||
циях |
в электрической |
системе, |
или |
||||||||||||||||||||
ожидается |
применение |
переменного |
|||||||||||||||||||||
при |
резком |
|
изменении режима |
ее |
|||||||||||||||||||
напряжения |
750 кв и выше, а также |
|
|||||||||||||||||||||
работы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
постоянного |
|
напряжения |
|
порядка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
Разряд молнии в провод, идеаль |
|||||||||||||||||||||
1000 кв. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Использование высоких |
напря |
но |
изолированный |
относительно |
|||||||||||||||||||
земли, может |
привести |
к |
появле |
||||||||||||||||||||
жений |
в энергетических |
системах |
|||||||||||||||||||||
нию на нем напряжений, достигаю |
|||||||||||||||||||||||
требует |
решения |
сложных |
научно- |
||||||||||||||||||||
щих |
многих |
|
миллионов |
вольт. Та |
|||||||||||||||||||
технических проблем, среди которых |
|
||||||||||||||||||||||
кое |
напряжение |
не может |
выдер |
||||||||||||||||||||
может |
быть выделен |
комплекс во |
|||||||||||||||||||||
жать ни одна из применяемых в на |
|||||||||||||||||||||||
просов, |
касающихся электрической |
||||||||||||||||||||||
стоящее |
время |
в электрических |
си |
||||||||||||||||||||
изоляции. Объединенный |
единством |
||||||||||||||||||||||
стемах изоляционных |
конструкций. |
||||||||||||||||||||||
цели—обеспечить |
безаварийную ра |
||||||||||||||||||||||
Поэтому для |
обеспечения нормаль |
||||||||||||||||||||||
боту изоляции всех элементов элек |
|||||||||||||||||||||||
ной |
работы |
|
электрических |
систем |
|||||||||||||||||||
трической системы — этот |
комплекс |
|
|||||||||||||||||||||
необходимо |
|
применять |
определен |
||||||||||||||||||||
вопросов связан с изучением весьма |
|
||||||||||||||||||||||
ные средства |
грозозащиты, |
предот |
|||||||||||||||||||||
разнородных |
физических |
процессов |
|||||||||||||||||||||
вращающие |
повреждения изоляции |
||||||||||||||||||||||
и носит название «Техника высоких |
|||||||||||||||||||||||
при разрядах молнии. Хорошо из |
|||||||||||||||||||||||
напряжений». |
|
основных |
вопросов, |
||||||||||||||||||||
Одним |
из |
|
вестным |
средством |
грозозащиты |
||||||||||||||||||
возникающих |
при |
проектировании |
являются |
|
молниеотводы — надеж |
||||||||||||||||||
изоляции, является определение так |
но |
заземленные |
металлические |
||||||||||||||||||||
называемого |
«уровня |
изоляции», |
стержни |
или |
провода, |
расположен |
|||||||||||||||||
т. е. напряжения, которое она мо |
ные |
вблизи |
|
защищаемого |
объекта |
||||||||||||||||||
жет |
выдержать, |
не |
повреждаясь. |
таким образом, |
что |
все |
разряды |
||||||||||||||||
Конечно, уровень изоляции в пер |
молнии попадают |
в |
молниеотвод, |
||||||||||||||||||||
вую |
очередь |
определяется |
номи |
минуя объект, и ток молнии без |
|||||||||||||||||||
нальным напряжением установки, в |
опасно для объекта отводится в зем |
||||||||||||||||||||||
которой изоляция |
будет |
работать. |
лю. В частности, на линиях очень |
||||||||||||||||||||
Но во время эксплуатации изоля |
высокого |
напряжения |
в |
качестве |
|||||||||||||||||||
ции |
вследствие различных внутрен |
молниеотводов |
|
применяют |
зазем |
||||||||||||||||||
них и внешних причин к изоляции |
ленные провода |
(тросы), подвеши |
|||||||||||||||||||||
могут |
прикладываться |
напряже |
ваемые на опорах выше фазовых |
||||||||||||||||||||
ния, значительно превышающие но |
проводов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/
Как будет показано в дальней шем, применение тросов целесооб разно только на линиях очень высо кого напряжения (110 кв и выше), причем защита тросами хотя и рез ко уменьшает вероятность появле ния на изоляции недопустимо вы соких напряжений, но полностью ее не устраняет. Поэтому, помимо мол ниеотводов в целях грозозащиты применяют специальные защитные аппараты — разрядники. В простей шем виде разрядник представляет собой искровой промежуток между двумя электродами, находящимися в воздушной среде. Если такой про межуток установлен параллельно изоляции и пробивное напряжение промежутка меньше, чем напряже ние пробоя изоляции, то во время перенапряжений будет всегда про биваться искровой промежуток, по сле чего напряжение снижается до нуля и изоляция оказывается защи щенной. Существенным недостат ком простейшего искрового проме жутка является то обстоятельство, что пробой между электродами означает короткое замыкание в си стеме, что особенно нежелательно, если искровой промежуток установ лен на шинах крупной подстанции. Для того чтобы устранить этот не достаток, в современных разрядни ках применяются различные устрой ства для гашения дуги в искровом промежутке, благодаря чему корот кое замыкание ликвидируется са мим разрядником и для электриче ской системы проходит бесследно.
Таким образом, на изоляцию электрической системы воздейству ют грозовые перенапряжения, сни женные системой применяемых гро зозащитных мероприятий, так что величина этих перенапряжений за висит не только от характеристик самого разряда молнии, но и от свойств применяемых защитных ап паратов. Длительность грозовых пе ренапряжений определяется дли тельностью разряда молнии и мо жет составлять от долей микросе кунды до нескольких десятков ми кросекунд.
Источником внутренних перена пряжений являются электродвижу щие силы самой системы, величину этих перенапряжений принято ха рактеризовать кратностью по от ношению к номинальному фазовому напряжению системы. Поэтому, на пример, говорят о внутренних пе ренапряжениях в 2,5 3,0 t/ф и т. д. Кратность внутренних пере напряжений полностью опреде ляется параметрами схемы электри ческой системы и характеристиками отдельных ее аппаратов. Закон из менения во времени внутренних пе ренапряжений может быть самым разнообразным, а длительность раз личных видов перенапряжений из меняется от сотых долей секунды до нескольких секунд и более.
Электрическая прочность изоля ции, как правило, уменьшается при увеличении длительности воздейст вия напряжения, причем характер этой зависимости определяется кон струкцией изоляции и свойствами входящих в ее состав диэлектриков. В связи с этим, одинаковые по ам плитуде грозовые и внутренние пе ренапряжения представляют неоди наковую опасность для изоляции из-за их различной длительности. Поэтому уровень изоляции нельзя характеризовать одной величиной выдерживаемого напряжения. Таких величин должно быть по крайней мере две, одна из которых характе ризует прочность изоляции при грозовых, а другая — при внутрен них перенапряжениях.
Из сказанного ясно, что выбор необходимого уровня изоляции не возможен без тщательного анализа возникающих в электрических си*, стемах перенапряжений и, наобо рот, оценка опасности данного пере напряжения и необходимая степень его ограничения с помощью защит ных мероприятий не могут быть вы яснены без знания основных элек трических характеристик изоляции. Эти два вопроса органически свя заны друг с другом и входят в еди ную науку — «технику высоких на*, пряжений».