Παραμετρική μελέτη διηλεκτρικής αντοχής μονωτικών ελαίων

• Main Author: Κουγιούλη, Αλεξάνδρα
• Other Authors: Πυργιώτη, Ελευθερία
• Language: gr
• Published: 2012
• Subjects: Έλαια; Κρουστικός παλμός; 620.195 042; Oils; Impulse
• Online Access: http://hdl.handle.net/10889/5543

Για τη διατήρηση της διαφοράς δυναμικού μεταξύ των υπό υψηλή τάση αγώγιμων μερών επιβάλλεται η μόνωση του εξοπλισμού και των εγκαταστάσεων υψηλής τάσης. Μία ευρέως χρησιμοποιούμενη κατηγορία μονωτικών υλικών είναι τα μονωτικά υγρά. Τα πιο δημοφιλή εξ’ αυτών είναι τα ορυκτά έλαια, δηλαδή έλαια προερχόμενα από πετρέλαιο εξαιτίας της εύκολης διάθεσης τους και του σχετικά χαμηλού κόστους τους. Χρήση των μονωτικών ελαίων έχουμε σε μετασχηματιστές, ελαιοδιακόπτες, πυκνωτές, καλώδια, μονωτήρες διέλευσης και μετασχηματιστές οργάνων. Στο θεωρητικό κομμάτι της εργασίας περιγράφεται αναλυτικά η χρήση των ελαίων σε κάθε μία από τις παραπάνω συσκευές καθώς και οι φυσικές, χημικές και ηλεκτρικές ιδιότητές τους. Ακόμη αναλύονται οι τρόποι διάσπασης των μονωτικών ελαίων και συγκεκριμένα η ηλεκτρονική διάσπαση, ο μηχανισμός αιωρούμενων σωματιδίων, η διάσπαση κοιλότητας και τέλος η ηλεκτρομεταφορά και ηλεκτροϋδροδυναμικό πρότυπο διηλεκτρικής διάσπασης Υπό την επίδραση καταπονήσεων η μόνωση μπορεί να υποστεί μεταβολές (μόνιμες ή παροδικές) διαφόρων ιδιοτήτων της. Η ορθή σχεδίαση της μονώσεως προϋποθέτει τη γνώση των υπερτάσεων που αναμένεται να αναπτυχθούν σ' αυτή. Η μορφή της υπέρτασης που εξετάζεται στην παρούσα εργασία είναι η κεραυνική κρουστική τάση. Για τις ατμοσφαιρικές υπερτάσεις (κεραυνού) έχει οριστεί ως τάση δοκιμής η κρούση 1.2/50 μs γιατί η μέση τιμή πολλών καταγραφέντων ρευμάτων κεραυνού κατέληξε σε αυτή περίπου τη μορφή. Η παραγωγή των συγκεκριμένων τάσεων πραγματοποιήθηκε από τη διβάθμια κρουστική γεννήτρια του εργαστηρίου Υψηλών Τάσεων, η λειτουργία της οποίας αναλύεται στο δεύτερο κεφάλαιο. Μία επιπλέον παράμετρος που εξετάζεται στα πλαίσια της μελέτης της διηλεκτρικής αντοχής των μονωτικών ελαίων είναι ο χρόνος που παρέρχεται μεταξύ της εφαρμογής μίας τάσης σε ένα διάκενο, αρκετής να προκαλέσει διάσπαση, και της διάσπασης και ο οποίος καλείται χρονική υστέρηση. Για τη διεξαγωγή του πειράματος χρησιμοποιήθηκε η προαναφερθείσα γεννήτρια, παλμογράφος, κυψέλη από υλικό Plexιglass και ηλεκτρόδια Rogowski καθώς και ακίδας-πλάκας. Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν υπό κεραυνικές κρουστικές τάσεις θετικής πολικότητας 1.2/50 μs σε έλαιο πετρελαϊκής απόσταξης Shell Diala Oil με στόχο τη διερεύνηση της συμπεριφοράς του, καθώς μεταβάλουμε τους διάφορους παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται. Συγκεντρώσαμε μετρήσεις με στόχο την παρατήρηση της επίδρασης που ασκεί στην τάση διάσπασης, το μέγεθος του διακένου, η καταπόνηση του ελαίου, ο χρόνος ηρεμίας του καθώς και οι ατμοσφαιρικές συνθήκες. Για την επεξεργασία των μετρήσεων χρησιμοποιήθηκε πρόγραμμα γραμμένο σε γλώσσα προγραμματισμού Fortran 98, το οποίο υλοποιεί τη μέθοδο μέγιστης πιθανοφάνειας. Με βάση αυτή τη μέθοδο, εξάγουμε ακριβείς τιμές για την τάση που αντιστοιχεί σε πιθανότητα διάσπασης 50% (V50), την τυπική απόκλιση (σ) των τιμών της τάσης διάσπασης για κάθε κύκλο μετρήσεων καθώς και τη διασπορά και τα όρια αξιοπιστίας των V50 και σ. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε πίνακες και σε διαγράμματα κανονικής κατανομής. Ένας επιπλέον παράγοντας που εξετάζεται είναι η χρονική υστέρηση για συγκεκριμένα μήκη διακένου, τόσο για ομοιόμορφο πεδίο όσο και για μη ομοιόμορφο πεδίο. === Insulation of high voltage equipment and facilities is necessary in order to retain the potential difference between under high voltage conductible particles. A widely used group of insulating materials are insulating liquids. Most popular among them are fossil oils, which are made of oil, because of their easy provision and relatively low cost. Insulating oils are used in transformers, oil disruptors, condensers, cables, transit insulators and tool transformers. The theoretical part of the essay analytically describes the use of oils in each of the above appliances as well as their natural, chemical and electrical attributes. Moreover, it explicates the ways of resolution of insulating oils, especially electronic resolution, process of pendulous particles, cavity resolution and, finally, electro transfer and electro hydro-dynamic practice of dielectric resolution. Under the influence of strain, insulation may alter (permanently or impermanently) in several of its attributes. Proper design of insulation requires knowledge of hyper voltages that may occur. The form of hyper voltage that is examined in this essay is lightning impact voltage. As to the atmospheric hyper voltages (lightning), it has been set as test voltage the shock 1.20/50 ms, because that was more or less the form in which the average rate of many recorded currents has concluded. The production of specific voltages took place at the double stage impact generator of the High Voltage laboratory, whose function is described in Chapter 2. An extra parameter that is examined during the study of dielectric persistence of insulating oils is the time that passes between the application of high enough to cause resolution in interspace voltage and resolution, which (time) is called time lag. In order to conduct the experiment, the above generator, oscillograph, hive of Plexiglass and Rogowski as well as poker planch electrodes were used. The tests took place under lightning impact voltages of positive polarity1.2/50 ms in Shell Diala Oil in order to study its behavior, as several factors on which it depends are altered. Counts were gathered in order to observe the impact of the size of interspace, oil strain, calmness time as well as atmospheric conditions on resolution voltage. As to the elaboration of counts, a program written on C programming language that effects the maximum probability method was used. Based on this method, we can draw precise rates on the voltage that corresponds with resolution possibility 50%, on typical deflection (σ) of the rates of resolution voltage for every set of counts as well as on the dispersion of V50 and σ. The results are presented on tables and diagrams of regular distribution. An extra factor examined is time lag for specific interspace lags regarding uniform as well as non uniform field.