phóng điện vầng quang trên đường dây tải

1

LOGO

Nhóm 2:• Hà Văn Dũng• Phạm Thanh Dũng• Đỗ Lưu Dương

Khoa Điện ĐTVT - ĐH Giao Thông Vận Tải TP.HCM

Kỹ Thuật Cao Áp

Phóng điện vầng quang trên đường dây tải điện

2

PHÓNG ĐIỆN VẦNG QUANG TRÊN ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN

• Tóm tắt nội dung



1.Khái niệm về phóng điện vầng quang

2. Vầng Quang Trên Đường Dây Dẫn Điện Một chiều

3.Vầng Quang Trên Đường Dây Dẫn Điện Xoay Chiều

3Khoa Điện ĐTVT - ĐH Giao Thông Vận Tải TP.HCM



4



5


6


Vầng quang là một dạng phóng điện tự duy trì đặc trưng cho sự phóng điện trong từ không đồng nhất. Tuy nhiên phóng điện chỉ tự duy trì trong phạm vi nhỏ ở gần điện cực có bán kính cong bé.


1. Khái niệm



I- KHÁI NIỆM VẦNG QUANG


• Trong qúa trình ion hóa, các phân tử bị kích thích làm phát sinh ra nhiền phô tôn làm vùng hẹp tỏa sáng (gọi là vầng sáng ) và do tác dụng của điện trường, các vầng quang dịch chuyển ra ngoài hình thành dòng điện vầng quang

1. Khái niệm


8



• Nội dung vật lý của vầng quang thường nghiên cứu trong khe hở mũi nhọn – cực bản,trong đó mũi nhọn thay thế cho dây dẫn có đường kính bé.

• Kết quả đo lường cho thấy , khi mũi nhọn cực tính âm dòng điện vầng quang có dạng các xung được lặp lại đều đặn ( hình b ). Điện áp tăng thì thì biên độ giữ nguyên và khoảng cách thời gian giữa các xung rút ngắn do đó dòng điện trung bình tăng.

1. Khái niệm


9



• Khi mũi nhọn có cực tính dương dòng điện vầng quang cũng có dạng xung nhưng chúng rất hỗn loạn và xếp chồng lên nhau (hình c)

C.)

1. Khái niệm


10



*. Ứng Dụng Trong Thực Tế

• Phóng điện vầng quang có ý nghĩa quan trọng trong nhiều lĩnh vực kĩ thuật điện cao áp.

• Ở một số nhà máy luyện kim và nhiệt điện đã dùng vầng quang âm để lọc bụi khói. Thân ống khói bằng kim loại làm cực dương , cực âm là dây dẫn nhỏ đặt dọc theo trục ống và là nơi phát sinh vầng quang âm. Điện tử sinh ra bởi quá trình ion hóa trong vầng quang sẽ dịch chuyển về phía cực dương, trong quá trình đó sẽ bám vào bụi khói và kéo theo về phía thân ống.

• Trong hệ thống vầng quang có các tác dụng khác nhau. Bình thường khồng nên để xảy ra vầng quang vì sự dịch chuyển của các ion dưới tác dụng của trường sẽ tạo nên một lạo dòng điện rò gây tổn hao năng lượng.


11



11

2.Vầng Quang Trên Đường Dây Dẫn Điện Một chiều


-Ở đường dây một chiều thì vầng quang có tính chất ổn định

-Trong trường hợp dây dẫn mang cực tính dương thì điện tử xuất hiện trong khu vự ion hóa chạy về dây dẫn còn ion dương tạo thành điện tích không gian, dịch chuyển dẫn về cực đối diện.

-Còn khi dây dẫn mang cực tính âm thì điện tử rời khỏi khu vực ion hóa đi vào khu vực điện trường yếu, tốc độ giảm, bám vào các phân tử oxy và hơi nước tạo thành các ion âm và dịch chuyển chậm về điện cực đối diện, còn ion dương thì chạy về dây dẫn.

1212



12



a. Vầng quang đơn cực

-Vầng quang đơn cực là trương hợp vầng quang chỉ xuất hiện ở một cực, còn ở cực kia do cường độ điện trường bé nên không xảy ra ion hóa không khí.

Vầng quang đơn cực

1313



13



b. Vầng quang lưỡng cực

Vầng quang lưỡng cực

-Vầng quang lưỡng cực là trường hợp vầng quang đồng thời xuất hiện ở cả hai cực khác dấu.

-Trong trường hợp này ở ngoài khu vực quầng sáng các ion trái dấu dịch chuyển ngược chiều nhau.

1414



14


c. Công xác định.


•Thực nghiệm cho thấy, cường độ phát sinh vâng quang Evq ít phụ thuộc vào cực tính.

• Trong tụ điện hình trụ:r0 bán kính dây dẫn dọc theo trục R bán kính hình trụ > r0

-Điện áp trong trường hợp này là:

-Các điện tích có khối mật độ ρ và chuyển dịch với tốc độ v sẽ tạo nên dòng điện vầng quang . Ứng với đơn vị dài của dây dẫn dòng điện vầng quang là :

151515



15




•Với 2 dây dẫn bán kính r0 đặt cách nhau s>>r0 hay dây dẫn đặt cách mặt phẳng h=s/2 thì cũng cps công thức tương tự

• Trong tụ điện hình trụ:

16161616



16




-So sánh Evq trong tụ hình trụ và với 2 dây đặt cạnh nhau ta thấy chúng không chỉ có kết cấu giống mà các hệ số cũng có giá trị gần bằng nhau. Điều này giải thích được sự phân bố trường xung quanh dây dẫn – khu vực có ý nghĩa quyết định đối với phóng điện vầng quang – trong cả 2 trường hợp đều giống nhau và cũng từ đó để xuất khả năng nghiên cứu vầng quang của dây dẫn một chiều trên mô hình tụ hình trụ. Sự dịch chuyển của điện tích từ dây có vầng quang đến cực đối diện tạo nên dòng điện vầng quang. Dòng này có tính chất rò và gây tổn hao năng lượng gọi là tổn hao vầng quang:

17



17


c. Dòng điện và tổn hao vầng quang.


-Trường hợp vầng quang lưỡng cực xung quanh mỗi dây dẫn cón có những ion hóa khác dấu với dây dẫn, chúng làm tăng ít nhiều cường độ điện trường trên bề mặt dây dẫn, do đó tằng cường ion hóa ở gần dây dẫn và làm tằng dòng Ivq, đồng thời gần dây dẫn cũng xảy ra liên tục sự kết hợp lại của các ion trái dấu nhau.

-Chính vì vậy mà ở vầng quang lưỡng cực trong thực tế: dòng điện vầng quang (2) và tổn thất vầng quang lớn hơn rất nhiều so với tổng dòng điện (3) và tổn hao vầng quang đơn cực (1).

-Tổn hao vầng quang trong trường hợp này :

P> P- + P+

18



18




3

2

1

u

s

ukv24 26 28 30 0

100

200

μA/kmivq -u +u

Dòng điện vầng quang phụ thuộc vào điện áp

- Ivq đơn cực được tạo thành bởi dịch chuyển của chỉ 1 loại điện tích cùng dấu với dây dẫn phát vầng quang (dây- đất)

-Tổn hao trong trường hợp này bằng tổn hao trên mỗi dây : P = P+ + P-

1919



19




Kw/km

0 100 200 300

ukv

12

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0 pHình:3.1

Tổng hao vầng quang ở đường dây tải điện 1 chiều, đường dây dẫn 25 mm.

1- thời tiết tốt ; 2- mưa phùn

-Trong thực tế thì tổn hao của vầng quang phụ thuộc rất nhiều vào thời tiết, và tăng nhiều khi bề mặt dây đọng những giọt sương hoặc nước, làm cho cường độ điện trường ở những nơi đó tăng cao cục bộ, làm xuất hiện vâng quang cục bộ

20





* sự di chuyển của điện tích trong không gian

• Trên đường dây tải điệ xoay chiều cực tính của dây dẫn thay đổi trong từng nửachu kỳ. Trong nửa chu kỳ này khi xuất hiện phóng điện vầng quang thì số điện tích ko gian cùng dấu với cực tính của dây dẫn bị đẩy ra xa.

r

E0 E

21

• Nếu thừa nhận mật độ điện tích không gian ρ khi vầng quang ổn định là không đổi thì E.r=E0.R0=const (với R là khoảng cách một điểm tới trục dây dẫn)

• Nửa chu kỳ sau thì cực tính của dây dẫn thay đổi và số điện tích không gian bị kéo về phía dây dẫn.

• Qua đó cho ta thấy cường độ điện trường trên bề mặt dây dẫn trong quá trình phóng điện ở mỗi nửa chu kỳ là ko đổi Evq=E0


* sự di chuyển của điện tích trong không gian

r

E0 E




22



22



* Quá trình phóng điện vầng quang trên mỗi pha

Sự biến thiên điện áp tác dụng Upha và cường độ điện trường trên bề mặt dây dẫn trong quá trình phóng

điện vâng quang theo thời gian

2323



23



* Quá trình phóng điện vầng quang trên mỗi pha

Dòng điện điện dung (ic) và dòng điện vầng quang ( ivq) biến thiên theo thời gian

24



24



•Tổn hao vầng quang:

•Các điện tích không gian được tao ra do phóng điện vầng quang ở nửa chu kỳ này bị đẩy ra xa dây dẫn nhưng lại không đến được tới dây dẫn ở pha kia.•Trong nửa chu kỳ sau, điện tích không gian bi hút về phía dây dẫn đã tạo ra nó, nhưng cũng không về được phía dây dẫn mà bị trung hoà bởi điện tích không gian ngược dấu do vầng quang ở nửa chu kỳ kế tiếp tạo nen.

•Ngoài ra tổn hao còn tăng nhiều do điều kiện thời tiết như mưa ,mưa phùn, sương…..

25



25


*Biện pháp giảm tổn thất vầng quang

• Edd > 30 KV/Cm

• Biện pháp chủ yếu để giảm tổn thất vầng quang là giảm Edd <28 KV/Cm thì không phát sinh vầng quang

• Cho một đường dây bán kính r0 đặt cách đất một đoạn là h thì cường độ điện trường


26



26




• tổn hao vầng quang phụ thuộc vào cường độ điện trường cực đại trên bề mặt dây dẩn, mà cường độ điện trường cực đại đó phự thuộc vào bán kính dây dẫn

•Nên giải pháp hợp lý về kinh tế và kỹ thuật là tạo nên loại dây dẫn có đường kính lớn nhưng tiết diện nhỏ

- Dây dẫn rỗng.- dây dẫn có tiết diện tăng cường.

27



27


• Uđm=110 kv : F≥70mm2

• Uđm=220 Kv : F≥240mm2

• Tăng r0 Dùng dây dẫn rỗng ( nhưng có độ bền kém )Dùng dây lõi thép AC



Dây nhôm

Dây thép

28

TÀI LIỆU THAM KHẢO

• Kỹ thuật điện cao áp ( tập 1- Hoàng Việt )

• Website: http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/ky-thuat-cao-ap-phong-dien-vang-quang-tren-duong-day.705001.html

• Và một số hình ảnh tìm kiếm trên trang Google.com.vn



29

THE END



phóng điện vầng quang trên đường dây tải

Documents