Потери энергии на корону и радиопомехи.

Потери энергии на корону и уровень радиопомех зависят от рабочей напряженности электрического поля на поверхности провода. Поэтому исключить коронирование проводов в хорошую погоду можно надлежащим выбором их диаметра. Начальное напряжение короны на проводах не должно быть ниже наибольшего рабочего напряжения линии относительно земли. Для линий электропередачи напряжением 110 и 220 кВ наименьшие расчетные диаметры проводов, при которых исключается корона в хорошую погоду, составляют соответственно 1 и 2 см (при нормальном атмосферном давлении).

При номинальных напряжениях 330 кВ и выше необходимы провода еще большего диаметра, во многих случаях превышающего диаметр, выбранный из условия передачи по линии заданной мощности. В таких случаях целесообразно иметь провода, площадь поперечно го сечения которых по проводящему материалу и диаметр независимы; это так называемые расширенные провода. Они имеют диаметр, при котором обеспечивается необходимое снижение напряженности поля на их поверхности, а для сокращения площади поперечного сечения делаются полыми или со стеклопластиковой сердцевиной.

Другое решение, получившее широкое распространение, состоит в применении расщепленных проводов. В этом случае каждая фаза линии состоит не из одного провода большого диаметра, а из нескольких параллельных проводов относительно малого диаметра. В такой конструкции фазы удается при требуемом суммарном сечении проводов, существенно уменьшить максимальную напряженность поля на их поверхности. Решающим является то, что заряд каждого провода q1 составляет только часть общего заряда расщепленной фазы qф:

где n — число проводов в фазе; Ср,ф — емкость единицы длины расщепленной фазы; Uф— фазное напряжение.

Если провода располагаются на равных расстояниях по окружности радиусом rр, называемым радиусом расщепления, то в трехфазной системе емкость расщепленной фазы определяется как

где S — среднегеометрическое расстояние между фазами, а - эквивалентный радиус одиночного провода, имеющего ту же емкость, что и расщепленная фаза.

Средняя напряженность электрического поля на поверхности проводов расщепленной фазы с учетом и определяется как

а максимальная как

где - коэффициент, учитывающий усиление напряженности поля вследствие влияния зарядов на соседних проводах расщепленной фазы.

Наиболее существенное влияние на максимальную напряженность электрического поля оказывает радиус расщепления. При увеличении гр, с одной стороны, уменьшается влияние за­рядов соседних проводов, а с другой стороны, увеличивается емкость фазы и соответственно ее заряд.

Поэтому существует оптимальный радиус расщепления, при котором Emaxимеет наименьшее значение.

Увеличением диаметра проводов и снижением напряженности поля на их поверхности нельзя исключить коронного разряда при неблагоприятных атмосферных условиях. Более того, даже при хорошей погоде не может быть исключена корона, например, в местах повреждения поверхности провода и арматуры гирлянд, на элементах крепления, т.е. в точках местного усиления поля. Такую корону называют местной в отличие от общей короны, существующей на всей поверхности проводов при Е>Ен.

Поскольку годовые потери энергии на корону составляют заметную величину и могут достигать 40% потерь на нагрев проводов, они оказывают влияние на технико-экономические характеристики линии электропередачи.

Оценка потерь энергии на корону производится по экспериментально полученным данным. В одном из способов используются обобщенные характеристики потерь для разных погодных условий. Для трассы линии электропередачи определяется по метеорологическим данным годовая продолжительность отдельных видов погоды в часах: хорошей погоды hх,п, дождя hд, снега hc и изморози hи. Затем по отношению Emaх /En из кривых по рис. 4.3 находят мощность потерь для разных погодных условий. Годовые потери энергии на корону Ак, кВт∙ч/км, определяются как

где N— общее число проводов в трех фазах линии.

Среднегодовая мощность потерь на корону Рcr, кВт/км,

Для одиночных проводов фаз рабочая напряжен­ность электрического поля определяется при n=1 и rэк=r.

Коронный разряд на линиях электропередачи создает помехи радиоприему, особенно сильные при плохой погоде. Допустимая напряженность электрического поля помех нормируется при частоте 1 МГц и должна составлять в хорошую погоду не более 50 мкВ/м на расстоянии 50 м от линии электропередачи для линий 330—750 кВ. Снижение интенсивности радиопомех может быть достигнуто уменьшением рабочей напряженности поля на проводах линии электропередачи.

Рекомендуемая литература

1. Техника высоких напряжений. Под ред. М.В. Костенко. Учебное пособие для вузов. М., «Высшая школа», 1973.

2. Техника высоких напряжений. Под ред. В.П. Ларионова-М.: Энергоиздат, 1982.

3. Баженов С.А., Воскресенский В.Ф. Профилактические испытания изоляции оборудования высокого напряжения.-М.: Энергия, 1977.

Контрольные задания для СРС (тема 2) [1,2,3]

1 Разряды в равномерных и не равномерных электрических полях.

2 Пробой жидких диэлектриков.

3 Пробой твёрдых диэлектриков.

4 Тепловой пробой диэлектриков.