Παραμετρική μελέτη διηλεκτρικής αντοχής μονωτικών ελαίων

• Κύριος συγγραφέας: Κουγιούλη, Αλεξάνδρα
• Άλλοι συγγραφείς: Πυργιώτη, Ελευθερία
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2012
• Θέματα: Έλαια; Κρουστικός παλμός; Oils; Impulse; 620.195 042

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.