Корона на проводах і захист від неї - студопедія
Коронний розряд - один з видів самостійного розряду в повітрі. Цей розряд виникає в умовах різко неоднорідного електричного поля в обмеженому обсязі повітря, що прилягає до проводу, де напруженість електричного поля En достатня для ударної іонізації. У всьому іншому обсязі повітря Е значно нижче, ніж в активній зоні, тому ударна іонізація тут неможлива. Глибина активної зони у проводів близько 1 см.
Початкова напруженість коронного розряду визначається для проводів радіусом r за формулою [6]:
де - щільність повітря, m - коефіцієнт гладкості дроти.
На лініях електропередач застосовуються дроти, звиті з великого числа дротів. Для проводів різних марок коефіцієнт гладкості дорівнює m = 0,82-0,94.
Корона буває місцевої та загальної. Місцева корона виникає на нерівностях дроти ЛЕП, вона допустима. А ось загальна корона, яка виникає по всьому периметру дроти, неприпустима з наступних причин:
1. Вона призводить до великих втрат.
2. Викликає радіоперешкоди та акустичний шум.
3. Приводить до корозії дроту.
Корона на дроті виникає, якщо радіус проводу менше мінімально допустимого. Напруженість на дроті залежить від радіуса дроти
де Со. U -ємність і напруга проводу по відношенню до землі;
# 949; про - діелектрична проникність вакууму.
Для ЛЕП-110 кВ мінімальним перетином є АС-70, при меншому перерізі починається корона. А для ЛЕП-220 кВ мінімальним перетином є АС-260.
Для напруги 330 кВ і вище за умовою виникнення корони необхідні дроти дуже великого діаметру, що значно перевищує діаметр проводу, обраний з умови передачі по лінії заданої потужності. Для цих напруг можна застосовувати розширені дроти. Вони мають дуже великий діаметр, при якому забезпечується необхідне зниження напруженості поля на їх поверхні (нижче напруженості коронування), а для скорочення площі поперечного перерізу їх роблять порожнистими або зі склопластикової серцевиною.
Інше рішення, що отримало в даний час широке поширення, було запропоновано ще в 1910 році академіком В.Ф. Міткевич [6] і складається в застосуванні розщеплених проводів фаз. У цьому випадку кожна фаза лінії полягає замість одного дроти великого діаметру з декількох паралельних проводів щодо малого діаметра, розташованих на рівних відстані по колу (рис.3.1).
Рис.3.1. Розщеплення дроти (а) і підвіска дроти ЛЕП-500 кВ (б)
Існує оптимальне число фаз розщеплення: на 330 кВ - 2 складових; на 500 кВ - 3 (ріс.3.1б); на 750 кВ - 4; на 1150 кВ - 8.
Але найбільший вплив на максимальну напруженість електричного поля дроти надає діаметр розщеплення (рис.3.2).
Мал. 3.2. Залежність максимальної напруженості електричного поля дроти від діаметра розщеплення
На 500 кВ Dопт »30 см, а на 1150 кВ Dопт» 80 см. Зменшення діаметра менш Dопт призводить до різкого зростання Е і коронування. А невелике збільшення понад Dопт істотно не збільшує максимальної напруженості, але зменшує індуктивність проводу. Тому на 500 кВ зазвичай приймають D »40 см, а на 1150 кВ D» 100 см.
При виборі проводів для ліній електропередачі 500-1150 кВ змінного струму великої протяжності повинні враховуватися й інші негативні прояви корони, яка може справити значний вплив на навколишнє середовище.
Це: по-перше, характерне шипіння і гул, що створюють зростаючі з ростом числа складових акустичні шуми, неприємно сприймаються населенням, що живе поблизу лінії, особливо при слабкому дощі, мокрому снігу і конденсованої вологи, коли утворюється загальна корона на численних краплях, які осіли на проводах. Цей гул не повинен перевершувати нормованого рівня на краю регламентованої смуги від крайніх проводів.
По-друге, виникають на позитивному напівперіоді напруги численні стримерного розряду довжиною кілька сантиметрів в місцях концентрації напруженості електричного поля на дроті, породжують короткі імпульси струму (з фронтом 10-100 нс і хвостом хвилі близько 100 нс), які, в свою чергу, збуджують синусоїдальні високочастотні струми в проводі. В силу цього повітряні лінії електропередачі є джерелом перешкод радіотрансляції. Чим вище напруженість Ео на поверхні проводу, тим більше на ньому джерел стримерного розрядів і тим вище рівень радіоперешкод. Частотний спектр радіоперешкод в важливому для радиоприема діапазоні (100 кГц-10 МГц) виявляє монотонне зниження рівня радіоперешкод зі збільшенням частоти. На одній і тій же частоті рівень радіоперешкод швидко знижується в міру віддалення від крайніх проводів лінії. Величина Еo на поверхні проводів повітряних ліній 500 і 750 кВ повинна бути обрана так, щоб за межами нормованої зони від крайніх проводів був би можливий стійкий радиоприем в переважну частину року. Для зменшення радіоперешкод потрібно ретельно сконструйована і перевірена лінійна арматура, що виключає загальну корону на її вузлах.