| Περίληψη: | Η εκτεταμένη χρήση του ηλεκτρισμού και η συνεχής ανάπτυξη των μεγεθών μεταφοράς και διανομής της ενέργειας μέσω της υψηλής τάσης αναγκάζει τον επιστημονικό κόσμο να επενδύσει στην κατανόηση της συμπεριφοράς των ατμοσφαιρικών υπερτάσεων δηλαδή των κρουστικών τάσεων κεραυνών, των εσωτερικών υπερτάσεων όπως των κρουστικών τάσεων χειρισμών καθώς και της συμπεριφοράς του εξοπλισμού των υψηλών τάσεων. Είναι αναγκαία επίσης η κατανόηση της αλληλεπίδρασης των πιο πάνω για σκοπούς βελτίωσης της ασφάλειας και της αξιοπιστίας του εξοπλισμού των υψηλών τάσεων.
Οι μονωτήρες Υ.Τ. αποτελούν βασικά δομικά στοιχεία ενός Συστήματος Μεταφοράς και Διανομής Ηλεκτρικής Ενέργειας. Πρόκειται για εξοπλισμό σχετικά χαμηλού κόστους, που όμως επηρεάζει σημαντικά την αξιοπιστία του συστήματος. Αξίζει να σημειωθεί ότι μία ενδεχόμενη αστοχία σε ένα και μόνο μονωτήρα αρκεί για να θέσει εκτός λειτουργίας μια γραμμή μεταφοράς. Κατά συνέπεια η αξιόπιστη συμπεριφορά των μονωτήρων αποτελεί βασική προϋπόθεση για τη λειτουργία των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας.
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση του κατά πόσον οι χρονικοί παράμετροι καθώς και η πολικότητα των κρουστικών τάσεων, μπορούν να επιδράσουν στην τάση υπερπήδησης των μονωτήρων υψηλής τάσης και γενικότερα στην συμπεριφορά τους κατά τη διάσπαση . Αναζητείται λοιπόν η τάση υπερπήδησης του μονωτήρα τόσο ποσοτικά (μεταβολή στο μέγεθος) όσο και ποιοτικά (μεταβολή των στατιστικών χαρακτηριστικών).
Τόσο θετικοί όσο και αρνητικοί κρουστικοί παλμοί εφαρμόστηκαν σε ένα μονωτήρα υψηλής τάσης για διαφορετικούς χρόνους μετώπου και ουράς. Οι πειραματικές μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν σε δύο διαφορετικές διατάξεις προς εξέταση. Η πρώτη απαρτιζόταν αποκλειστικά και μόνο από το μονωτήρα ο οποίος κρεμόταν από μια ξύλινη εγκατάσταση εντός του εργαστηρίου Υψηλών Τάσεων. Οι διασπάσεις γίνονταν πάνω στο μονωτήρα είτε για θετική είτε για αρνητική κρουστική τάση κατά μήκος του μήκους ερπυσμού. Eν συνεχεία, για ρεαλιστικότερη αναπαράσταση της γεωμετρίας μιας γραμμής μεταφοράς, τοποθετήθηκε αγωγός διαμέτρου 18mm και μήκους 2.065m (ACSR) κάθετα στον πείρο του μονωτήρα. Στην τελευταία διάταξη παρατηρήθηκε ότι η υπερπήδηση συμβαίνει είτε από το μονωτήρα στον αγωγό, είτε ακολουθεί την επιφάνεια του μονωτήρα. Παρατηρήθηκε επίσης ότι η κριτική τάση υπερπήδησης (τάση V50) θα διαφέρει μεταξύ των θετικών και αρνητικών παλμών που εφαρμόζονται. Για τον ακριβή υπολογισμό της τάσης V50 χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος μέγιστης πιθανοφάνειας και για την αξιοπιστία των δεδομένων έγινε έλεγχος ετερογένειας.
Στο παρόν δοκίμιο, αρχικά παρατίθεται μία θεωρητική ανάλυση των μονωτήρων υψηλής τάσης, βασιζόμενη σε ελληνική και ξένη βιβλιογραφία. Έπειτα γίνεται μία ανασκόπηση που αφορά τα κυκλώματα παραγωγής κρουστικών τάσεων στο εργαστήριο. Για τη διεξαγωγή της πειραματικής διαδικασίας χρησιμοποιήθηκε η γεννήτρια κρουστικών τάσεων, η οποία αποτελεί κομμάτι του εξοπλισμού του εργαστηρίου Υψηλών Τάσεων του Πανεπιστημίου Πατρών. Με αυτήν την γεννήτρια παρήχθησαν κρουστικές τάσεις τάξης μεγέθους 100kV-200kV. Μέσω κατάλληλου κρουστικού βολτομέτρου και αμπερομέτρου μετρήθηκαν οι τιμές των τάσεων και ρευμάτων. Παράλληλα, με ψηφιακό παλμογράφο πραγματοποιήθηκε η αποτύπωση των κυματομορφών τους.
Το αποτέλεσμα αυτής της εργασίας ήταν η διαπίστωση ότι το μέτωπο και η πολικότητα της κρουστικής τάσης παίζουν μεγάλο ρόλο στον καθορισμό της τάσης υπερπήδησης. Επίσης παρατηρείται, ότι στη δεύτερη διάταξη η πολικότητα της εφαρμοζόμενης τάσης επηρεάζει την πορεία της υπερπήδησης κάτι το οποίο δεν παρατηρείται ωστόσο στην πρώτη. Επομένως, διαφαίνεται ότι η γεωμετρία της συνολικής διάταξης, επιδρά σημαντικά στη συμπεριφορά του μονωτήρα κατά τη διάσπαση και ότι περαιτέρω δοκιμές θα πρέπει να πραγματοποιηθούν προς αυτήν την κατεύθυνση.
|
|---|
