POLITECHNIKA LUBELSKA
WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI
KATEDRA URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH I TWN
LABORATORIUM TECHNIKI WYSOKICH NAPIEĆ
Ćw. nr 13
Rozkład napięcia na łańcuchu izolatorów wiszących
Grupa dziekańska: Data wykonania ćwiczenia:
Grupa laboratoryjna:
1. Warunki atmosferyczne:
- temperatura otoczenia t = 22,1 °C
- ciśnienie atmosferyczne b = 995 hPa
- wilgotność względna powietrza φ = 34%
2. Pomiar napięcia na łańcuchu izolatora wiszącego:
Rys. 1. Układ do pomiaru napięcia na izolatorze wiszącym
Tabela 1. Wyniki pomiaru napięcia na łańcuchu izolatora wiszącego
U=70kV |
łańcuch zdrowy bez pierścienia |
łańcuch uszkodzony bez pierścienia |
łańcuch zdrowy z pierścieniem |
||||||||||
Lp |
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
kV |
kV |
% |
% |
kV |
kV |
% |
% |
kV |
kV |
% |
% |
1 |
7 |
5,5 |
5,5 |
7,86 |
7,86 |
6 |
6 |
8,57 |
8,57 |
7,2 |
7,2 |
10,3 |
10,3 |
2 |
6 |
3,5 |
9 |
5 |
12,86 |
4,7 |
10,7 |
6,71 |
15,3 |
5,2 |
12,4 |
7,43 |
17,7 |
3 |
5 |
3,7 |
12,7 |
5,28 |
18,14 |
5,3 |
16 |
7,57 |
22,9 |
5 |
17,4 |
7,14 |
24,9 |
4 |
4 |
4,7 |
17,4 |
6,71 |
24,86 |
0 |
16 |
0 |
22,9 |
6,1 |
23,5 |
8,71 |
33,6 |
5 |
3 |
7,1 |
24,5 |
10,1 |
35 |
8,2 |
24,2 |
11,7 |
34,6 |
9,3 |
32,8 |
13,3 |
46,9 |
6 |
2 |
13,5 |
38 |
19,3 |
54,29 |
12,8 |
37 |
18,3 |
52,9 |
12,2 |
45 |
17,4 |
64,3 |
7 |
1 |
32 |
70 |
45,7 |
100 |
33 |
70 |
47,1 |
100 |
25 |
70 |
35,7 |
100 |
Przykładowe obliczenia:
Δ U2=Ux2 - Ux1
Δ U2= 9-5,5= 3,5 kV
= 
= 5%
= 
= 12,86%
Rys. 2. Zależność 
= f(k) dla 3 różnych przypadków
Rys. 3. Zależność 
= f(k) dla 3 różnych przypadków
3. Pomiar napięcia na pojemnościowym modelu łańcucha izolatora wiszącego:
Rys. 4. Schemat modelu łańcucha izolatorów wiszących: a) widok płyty czołowej modelu
b) pojemnościowy schemat łańcucha izolatora.
Tabela 2. Wyniki pomiaru napięcia na pojemnościowym modelu łańcucha izolatora wiszącego
U=230V |
1 |
2 |
3 |
||||||||||
Lp |
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
V |
% |
% |
V |
V |
% |
% |
V |
V |
% |
% |
1 |
14 |
16 |
16 |
6,96 |
6,96 |
0,259 |
0,259 |
0,112 |
0,113 |
16,8 |
16,8 |
7,3 |
7,3 |
2 |
13 |
16 |
32 |
6,96 |
13,9 |
0,251 |
0,51 |
0,109 |
0,222 |
9,2 |
26 |
4 |
11,3 |
3 |
12 |
16 |
48 |
6,96 |
20,9 |
0,27 |
0,78 |
0,117 |
0,339 |
5,1 |
31,1 |
2,22 |
13,5 |
4 |
11 |
16,3 |
64,3 |
7,09 |
27,9 |
0,42 |
1,2 |
0,183 |
0,522 |
2,7 |
33,8 |
1,17 |
14,7 |
5 |
10 |
15,8 |
80,1 |
6,87 |
34,8 |
0,72 |
1,92 |
0,313 |
0,835 |
2,5 |
36,3 |
1,09 |
15,8 |
6 |
9 |
16,4 |
96,5 |
7,13 |
41,9 |
1,26 |
3,18 |
0,548 |
1,383 |
1,8 |
38,1 |
0,78 |
16,6 |
7 |
8 |
16,5 |
113 |
7,17 |
49,1 |
2,12 |
5,3 |
0,922 |
2,304 |
1,8 |
39,9 |
0,78 |
17,4 |
8 |
7 |
15,5 |
128,5 |
6,74 |
55,9 |
3,42 |
8,72 |
1,487 |
3,791 |
2,6 |
42,5 |
1,13 |
18,5 |
9 |
6 |
15,8 |
144,3 |
6,87 |
62,7 |
6,11 |
14,83 |
2,657 |
6,448 |
4,4 |
46,9 |
1,91 |
20,4 |
10 |
5 |
15,9 |
160,2 |
6,91 |
69,7 |
10,07 |
24,9 |
4,378 |
10,83 |
7,6 |
54,5 |
3,3 |
23,7 |
11 |
4 |
16,8 |
177 |
7,3 |
76,9 |
18,6 |
43,5 |
8,087 |
18,91 |
14,3 |
68,8 |
6,22 |
29,9 |
12 |
3 |
16,5 |
193,5 |
7,17 |
84,1 |
32 |
75,5 |
13,91 |
32,83 |
25,7 |
94,5 |
11,2 |
41,1 |
13 |
2 |
15,5 |
209 |
6,74 |
90,9 |
55,8 |
131,3 |
24,26 |
57,09 |
46,9 |
141,4 |
20,4 |
61,5 |
14 |
1 |
19 |
228 |
8,26 |
99,1 |
93,7 |
225 |
40,74 |
97,83 |
84,6 |
226 |
36,8 |
98,3 |
Tabela 3. Wyniki pomiaru napięcia na pojemnościowym modelu łańcucha izolatora wiszącego
U=230V |
4 |
5 |
6 |
||||||||||
Lp |
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
V |
% |
% |
V |
V |
% |
% |
V |
V |
% |
% |
1 |
14 |
17,13 |
17,13 |
7,45 |
7,45 |
60,2 |
60,2 |
26,2 |
26,2 |
11,84 |
11,84 |
5,15 |
5,15 |
2 |
13 |
9,17 |
26,3 |
3,99 |
11,4 |
29 |
89,2 |
12,6 |
38,8 |
12,66 |
24,5 |
5,5 |
10,7 |
3 |
12 |
5,2 |
31,5 |
2,26 |
13,7 |
13,3 |
102,5 |
5,78 |
44,6 |
12,9 |
37,4 |
5,61 |
16,3 |
4 |
11 |
3,4 |
34,9 |
1,48 |
15,2 |
5,9 |
108,4 |
2,57 |
47,1 |
13,4 |
50,8 |
5,83 |
22,1 |
5 |
10 |
3 |
37,9 |
1,3 |
16,5 |
3 |
111,4 |
1,3 |
48,4 |
13,9 |
64,7 |
6,04 |
28,1 |
6 |
9 |
2,5 |
40,4 |
1,09 |
17,6 |
1,8 |
113,2 |
0,78 |
49,2 |
14,7 |
79,4 |
6,39 |
34,5 |
7 |
8 |
3,9 |
44,3 |
1,69 |
19,3 |
1,1 |
114,3 |
0,48 |
49,7 |
15,3 |
94,7 |
6,65 |
41,2 |
8 |
7 |
5,9 |
50,2 |
2,57 |
21,8 |
0,8 |
115,1 |
0,35 |
50 |
15,9 |
110,6 |
6,91 |
48,1 |
9 |
6 |
6,5 |
56,7 |
2,83 |
24,7 |
1,4 |
116,5 |
0,61 |
50,7 |
16,9 |
127,5 |
7,35 |
55,4 |
10 |
5 |
9 |
65,7 |
3,91 |
28,6 |
2,3 |
118,8 |
1 |
51,7 |
17,5 |
145 |
7,61 |
63 |
11 |
4 |
14,9 |
80,6 |
6,48 |
35,1 |
6 |
124,8 |
2,61 |
54,3 |
19 |
164 |
8,26 |
71,3 |
12 |
3 |
25,4 |
106 |
11,04 |
46,1 |
13,5 |
138,3 |
5,87 |
60,1 |
19,8 |
183,8 |
8,61 |
79,9 |
13 |
2 |
43,8 |
149,8 |
19,04 |
65,1 |
28,2 |
166,5 |
12,3 |
72,4 |
18,2 |
202 |
7,91 |
87,8 |
14 |
1 |
76,2 |
226 |
33,1 |
98,3 |
60,5 |
227 |
26,3 |
98,7 |
24 |
226 |
10,4 |
98,3 |
Tabela 4. Stany pracy
Nr |
Stan pracy |
1 |
C>0 Cp= Cz =0 |
2 |
C>0 Cp=0 Cz>0 |
3 |
C>0 Cp>0 Cz>0 Cz> Cp |
4 |
C>0 Cp>0 Cz>0 Cz> Cp Ca>0 |
5 |
C>0 Cp>0 Cz>0 Cz = Cp |
6 |
C>0 Cp>0 Cz>0 Cz> Cp R1>0 |
Przykładowe obliczenia:
Δ U2=Ux2 - Ux1
Δ U2= 32-16= 16 V
= 
= 6,96%
= 
= 13,9%
Rys. 5. Zależność 
= f(k) dla 6 różnych przypadków
Rys. 6. Zależność 
= f(k) dla 6 różnych przypadków
5. Wnioski:
Izolatorem nazywamy układ konstrukcyjny, który elektrycznie izoluje, a równocześnie mechanicznie łączy części urządzenia elektrycznego znajdujące się względem siebie pod napięciem.
W ćwiczeniu przeprowadziliśmy szereg pomiarów w celu wyznaczenia rozkładu napięcia na łańcuchu izolacyjnym, określenia wpływu pojemności dodatkowych na rozkład napięcia na ogniwach łańcucha oraz zapoznania się z metodą wykrywania uszkodzonego ogniwa w łańcuchu izolatorów.
Pomiar napięcia na łańcuchu izolatora wiszącego przeprowadzaliśmy na izolatorze kołpakowym dla wszystkich 7 kołpaków w 3 różnych przypadkach (łańcuch zdrowy bez pierścienia, łańcuch uszkodzony bez pierścienia, łańcuch zdrowy z pierścieniem). Na ich podstawie można zauważyć, że przy zmniejszaniu liczby kołpaków rosło napięcie mierzone a także rosły spadki napięcia. Przy pomiarze dla łańcucha uszkodzonego napięcia zmierzone na kołpaku zwartym było identyczne jak na kołpaku kolejnym. Przeprowadzając taki pomiar można zatem wykryć uszkodzone ogniwo.
Pomiar napięcia na pojemnościowym modelu łańcucha izolatora wiszącego przeprowadzaliśmy na modelu wykonanym z kondensatorów niskonapięciowych o dużo wyższych pojemnościach niż ma to miejsce w układach rzeczywistych. Na jego podstawie można stwierdzić, że pojemności dodatkowe powodują nierównomierność rozkładu napięcia wzdłuż łańcucha. Charakterystyki otrzymane w tym punkcie są bardzo zbliżone do charakterystyk teoretycznych.
Wyszukiwarka