Техника высоких напряжений (стр. 1 из 6)

Контрольная работа

Техника высоких напряжений

Задача 1

Условие:

Рассчитать число электронов в лавине, развивающейся в воздухе при различных атмосферных условиях (таблица 3.1) под действием однородного электрического поля с напряжённостью Е, после прохождения лавиной пути х (таблица 3.2).

Дано:

, , кВ/см, см.

Найти: n=?

· Допустим, что в лавине, прошедшей расстояние х, содержится n электронов. На пути

каждый из них произведёт ионизаций, поэтому увеличение числа электронов в лавине на пути .

если электрическое поле однородное и напряжённость его всюду одинакова, то коэффициент свойства

не зависит от координаты х, поэтому получаем

Где:

эффективный коэффициент ионизации;

х – путь, пройденный лавиной.

Коэффициент

представляет собой разность между коэффициентом ударной ионизации и коэффициентом прилипания электронов , равным числу актов захвата на пути в 1см, т.е.

· Величина

для воздуха рассчитывается по эмпирической формуле

,

- относительная плотность воздуха

Е – напряжённость электрического поля, кВ/см.

· Относительная плотность воздуха рассчитывается:

,

Где

и давление и температура при нормальных атмосферных условиях: ;

и давление и температура воздуха в расчётных условиях.

Решение:

· Рассчитываем величину

· Рассчитываем коэффициент

при напряжённости поля кВ/см

· Находим число электронов в лавине при

см

Задача 2

Условие:

Определить пробивное напряжение воздушного промежутка между электродами различной конфигурации при подаче на промежуток постоянного, переменного (промышленной частоты) и импульсного (стандартного) напряжений обеих полярностей.

Расстояние между электродами указано в таблице 3.3. Вид прикладываемого напряжения, форма электродов и атмосферные условия приведены в таблице 3.4.

Примечание. Разрядные напряжение, определённое по формулам, таблицам и графикам, следует привести к реальным атмосферным условиям (указанным в таблице 3.4).

Дано:

, вид прикладываемого напряжения – переменное ,

Стержень-стержень,

ГПа, .

Найти:

Промежутки стержень-стержень, являются классическим примером симметричного резконеоднородного поля. Электрическая прочность промежутка между двумя проводами очень близка к прочности промежутка стержень-стержень.

Зависимость разрядного напряжения для промежутков с резконеоднородным полем от давления имеет своеобразный характер: с ростом давления разрядные напряжения увеличиваются, в случае положительного стержня происходит снижение разрядного напряжения. Это явление можно объяснить следующим образом. При увеличении давления газа уменьшается коэффициент диффузии электронов и ионов, и положительный объёмный заряд, созданный лавиной, располагается в меньшем объёме. Поэтому напряжённость

, обусловленная этим зарядом, возрастает и условие образования стримера . Соответственно снижается и разрядное напряжение.

Очевидно, что в газе под давлением следует всячески избегать использование промежутков с резконеоднородным полем.

· Из рис.1 определяем

амплитуда разрядного напряжения воздушного промежутка стержень-стержень, равного 50 см при переменном напряжении промышленной частоты и нормальных атмосферных условиях.

· Определяем разрядные напряжения для реальных условий.

- относительная плотность воздуха.

где

- реальные давление и температура

где

- давление и температура при нормальных атмосферных условиях ,

- разрядное напряжение, приведённое к реальным атмосферным условиям.

Задача 3

Условие:

Дать общую характеристику короны как одного из видов самостоятельного разряда. Объяснить природу потерь энергии на корону при переменном напряжении, существования радиопомех и акустических шумов.

Рассчитать удельные потери энергии на корону и напряжение появление короны для линии электропередачи переменного напряжения, характеризуемой следующими параметрами: номинальное напряжение линии

; расщеплённые фазы расположены горизонтально и расстояние между фазами равно а.

Каждая фаза имеет n проводов радиусом

и шагом расщепления . Средняя высота подвеса проводов (таблица 3.5). Трасса ЛЭП проходит в регионе, метеорологические условия которого характеризуются продолжительностью (в часах) хорошей погоды , сухого снега , изморози , дождя и мокрого снега , относительной плотностью воздуха (таблица 3.6)