ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC DẠNG ĐIỆN ÁP ĐẾN HIỆN TƯỢNG PHÓNG ĐIỆN TRÊN BỀ MẶT VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN. (13/01/2017)
 

Điện năng là năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong các lĩnh vực hoạt động kinh tế và đời sống xã hội con người. Sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng là quá trình đồng bộ, có tổ chức và trải rộng trên phạm vi trong và ngoài lãnh thổ Việt Nam. Sản phẩm của quá trình đó là dòng điện được cung cấp đến nơi tiêu thụ với đòi hỏi chất lượng ngày càng cao. Trên thực tế để truyền tải điện năng tới nơi tiêu thụ, trong quá trình truyền tải các đường dây còn chịu ảnh hưởng của các dạng điện áp(điện áp sét, quá điện áp nội bộ).

hụ với đòi hỏi chất lượng ngày càng cao. Trên thực tế để truyền tải điện năng tới nơi tiêu thụ, trong quá trình truyền tải các đường dây còn chịu ảnh hưởng của các dạng điện áp(điện áp sét, quá điện áp nội bộ).

1.     Điện áp xoay chiều

Ảnh hưởng điện áp xoay chiều đến hiện tượng phóng điện trên bề mặt vật liệu cách điện chủ yếu trên: Đường dây tải điện, Máy biến áp, Máy cắt, TI, TU…

Phóng điện qua chuỗi cách điện có nguyên nhân chủ yếu từ gió lốc, sương mù, sương muối và độ ẩm không khí làm cho hệ thống cách điện bị nhiễm bẩn. Đặc biệt khi có sương mù đậm đặc thì rất dễ xảy ra hiện tượng phóng điện dọc chuỗi sứ. Ngoài ra tình trạng suy giảm, hư hỏng bề mặt cách điện do luôn phải vận hành trong tình trạng nhiễm bẩn, chất lượng bề mặt cách điện kém hoặc do có tác nhân bên ngoài như dung sung bắn vào chuỗi cách điện cũng gây phóng điện. Bên cạnh đó trước đây cách điện được thiết kế với độ nhiễm bẩn chỉ từ bình thường đến nhiễm bẩn nhẹ(từ 16-20 mm/kV), trong khi thực tế tình trạng nhiễm bẩn lên đến 25-31mm/kV. Vì vậy khả năng cách điện không hiệu quả.

Khắc phục tình trạng này cần tăng cường kiểm tra định kì theo đặc thù vùng, vệ sinh sứ kết hợp kiểm tra định kỹ thuật và thay thế kịp thời các chuỗi sứ bị phóng điện, thay thế bằng loại sứ thủy tinh dòng rò cao hoặc sứ Composite trong thiết kế sửa chữa lớn hàng năm, kịp thời bổ xung bát sứ cách điện tại một số vùng ô nhiễm nặng. “Ví dụ trong 80 sự cố giai đoạn 2009-2012 trên đường dây truyền tải khu vực Công ty truyền tải điện 3(PTC3) quản lý có 19 sự cố do phóng điện qua chuỗi sứ chiếm 23,8%”

2.   QUÁ ĐIỆN ÁP

      a. Quá điện áp khí quyển

Trong thực tế điện áp tác dụng còn có thể ở dạng điện áp xung gây nên bởi phóng điện sét vào đường dây trên không hoặc khi sét đánh vào khu vực gần đường dây, đánh vào thiết bị của trạm biến áp ngoài trời…

Loại điện áp này có dạng sóng xung kích: điện áp tăng nhanh từ không đến trị số cực đại (đầu sóng) và sau đó giảm chậm đến trị số không(đuôi sóng). Do phần đầu sóng tăng chậm và không có ý nghĩa quan trọng đến quá trình phóng điện, nên nó được thay thế băng đoạn thẳng xiên góc qua các điểm có tung độ 0,3Umax và 0,9Umax giao điểm của đường xiên này với trục hoành và đường nằm ngang qua Umax cho độ dài đầu sóng τds. Độ dài sóng τs tính tới khi điện áp giảm xuống chỉ còn một nửa trị số biên độ Umax . Quy định này xuất phát từ kết quả thực nghiệm, khi điện áp đã giảm tới mức 50% trị số biên độ sẽ không còn khả năng gây nên phóng điện do đó có thể không cần chú ý đến phần sau của sóng. Theo quy ước quốc tế dạng sóng tiêu chuẩn có độ dài đầu sóng: τds = 1,2/ µs±30% và độ dài sóng τs =50/µs±20%. Kí hiệu sóng xung τ= 1,2/50.

Phóng điện xung kích: Sau khi xét về thời gian phóng điện thấy rằng trị số điện áp phóng điện xung kích phụ thuộc vào thời gian tác dụng của điện áp, thời gian càng ngắn thì yêu cầu trị số điện áp càng cao. Do đó đối với phóng điện xung kích không thể biểu thị điện áp phóng điện bằng trị số cố định mà biểu thị bởi đặc tính von-giây là quan hệ giữa biên độ điện áp tác dụng với thời gian phóng điện. Đặc tính này xác định bằng thực nghiệm. Trong phóng điện xung kích không những chỉ có thời gian phóng điện mà cả khả năng phóng điện cũng mang tính chất tản mạn. Đặc điểm này được biểu thị bằng xác suất về số lần phóng điện, nó phụ thuộc rất nhiều vào biên độ điện áp tác dụng, biên độ càng lớn thì xác suất phóng điện càng cao. Trong thực tế, thường dùng các trị số điện áp phóng điện theo xác suất phóng điện sau đây để biểu thị mức cách điện xung kích:

- Trị số điện áp phóng điện xung kích 50% còn gọi là điện áp phóng điện bé nhất( kí hiệu U50%)  là biên độ sóng xung kích khi cho tác dụng nhiều lần sẽ có 50% số lần xảy ra phóng điện. trị số này ứng với đoạn nằm ngang của đường đặc tính vôn-giây và có thời gian phóng điện khoảng 6÷10 µs.

- Cường độ xung kích  đảm bảo là giới hạn an toàn của cách điện với xác suất phóng điện bằng không. Trị số này thường bé hơn điện áp thí nghiệm xung kích khoảng 10÷30%. Đường đặc tính vôn-giây còn phụ thuộc vào cực tính dương hay âm của sóng xung điện áp.

Đường đặc tính vôn-giây có ý nghĩa rất quan trọng trong việc phối hợp cách điện giữa thiết bị điện và thiết bị bảo vệ cho nó. Để bảo đảm an toàn cho cách điện thiết bị không bị phóng điện, thiết bị bảo vệ cần phải có đường đặc tính vôn-giây hoàn toàn nằm dưới đường đặc tính vôn-giây của cách điện và có dạng phẳng ngang không giao chéo ở khoảng thời gian bé.

b.    Quá điện áp thao tác (nội bộ)

Quá điện áp nội bộ xảy ra khi có sự thay đổi chế độ làm việc trong hệ thống điện. Sự chuyển từ một chế độ làm việc này sang chế độ làm việc khác gắn liền với sự phân bố lại năng lượng điện trường và từ trường tích lũy trong các điện dung và điện cảm của mạch, kèm theo quá trình dao động quá độ và gây nên quá điện áp.

(Xem tiếp tại đây)



Tin mới
Đăng ký môn học trực tuyến