Общие сведения. С учетом (2.2) уравнение (2.8) примет вид

КОРОНА НА ПРОВОДАХ ЛЭП

С учетом (2.2) уравнение (2.8) примет вид

. (2.9)

В начальный момент времени (t = 0) емкостный ток равен среднему значению (i _С = i _ср)_, поэтому

, . (2.10)

Подставив в уравнение (2.6) t = 0 и U = U _ср, получим

. (2.11)

Преобразуем выражение (2.5):

, , , . (2.12)

Подставим в уравнение (2.6) выражение (2.12):

(2.13)

Применим формулу Эйлера:

или (2.14)

Подставив в (2.14) выражения (2.10) и (2.11), получим

(2.15)

Преобразуем множитель в формуле (2.15) с учетом (2.12):

,

где – сопротивление контура.

Тогда выражение (2.15) примет вид

. (2.16)

Найдем максимальное значение этой величины, для этого приравняем производную выражения (2.16) к нулю:

, ,

, (2.17)

Напряжение U_С будет максимальным при .

Выразим sin wt и cos wt через tg wt:

, (2.18)

. (2.19)

Тогда, подставив (2.18) и (2.19) в (2.16), получим:

,

. (2.20)

Из формулы (2.20) видно, что чем больше индуктивность и меньше емкость, тем больше величена перенапряжения.

Коронный разряд представляет собой один из видов самостоятельного разряда в газе достаточно высокой плотности. Обязательным условием существования короны является резко неоднородное электрическое поле. В однородном поле корона возникнуть не может, так как стримеры не затухают и перекрывают все пространство между электродами, т.е. происходит пробой. В резко неоднородных полях стримеры образуются в области повышенной напряженности электрического поля; двигаясь в сторону меньших градиентов, стримеры затухают. Область вокруг электрода, где выполняется условие самостоятельности разряда, называется чехлом короны (рис. 3.1). Светящемуся ореолу вблизи поверхности коронирующего электрода и обязан рассматриваемый вид газового разряда своим названием.

Рис. 3.1. Чехол короны

В чехле короны происходит ионизация атомов и рекомбинация ионов. Эти процессы сопровождаются радиоизлучением в широком диапазоне частот (1–100 МГц), т. е. корона создает радиопомехи. В короне протекают химические реакции, в частности образуются озон и окислы азота. Корона сопровождается акустическим шумом и механическими вибрациями. Кроме того, в ней выделяется энергия, что ухудшает экономические показатели ЛЭП.

Рис. 3.2. ИмпульсыТричеля

На тонких проводах при отрицательной полярности возникает относительно однородный чехол, не вызывающий сколько-нибудь заметных высокочастотных колебаний. Однако с течением времени чехол распадается на ряд очагов по длине провода, похожих на бусы. При этом возникают сильные помехи, а в цепи можно зафиксировать ток короны, который имеет форму коротких (10^-2–10^-3 мкс), регулярно повторяющихся импульсов с амплитудой 6–8 мкА. Эти импульсы называют импульсами Тричеля (рис. 3.2). Амплитуда этих импульсов мало зависит от напряжения, однако чем выше напряжение, тем чаще повторяются импульсы. На тонком проводе с положительной полярностью возникает так называемая ультракорона, т.е. очень однородный светящийся чехол. В токе такой короны отсутствуют заметные высокочастотные колебания. На толстых проводах с положительной полярностью от провода развиваются стримеры, возникает так называемая стримерная корона – она имеет мощные радиоизлучения в широком диапазоне частот. Уровень радиоизлучения превышает уровень помех от отрицательной короны. Импульсы тока короны развиваются хаотически и часто накладываются друг на друга.

Корона возникает при некоторой критической напряженности Е _к, величина эта относительно постоянная, так как если повышается напряжение, то увеличивается объемный заряд короны, который уменьшает напряженность на поверхности провода. Критическую напряженность на поверхности провода E _к, при которой корона приобретает форму самостоятельного разряда, можно определить по эмпирической формуле Пика:

, кВ/см, (3.1)

где m – коэффициент негладкости провода; если число проволок верхнего повива n стремится к бесконечности, то m стремится к 0,717; – относительная плотность воздуха (см. измерение высоких напряжений с помощью шарового разрядника); r ₀ – радиус провода, см.

Зная критическую напряженность, можно определить критическое напряжение образования короны:

, (3.2)

где R – расстояние от провода до земли.

Для уменьшения потерь на корону применяют расщепленные провода (см. рис. В.2). Наибольшие напряженности в этом случае (у поверхности расщепленного провода, обращенной наружу) оказываются ниже наибольшей напряженности у поверхности одинарного провода.

Дата добавления: 2014-12-16