Kỹ thuật cao áp - Chương 5 ppt

Tuy vậy vầng quang lại có tác dụng tích cực trong bảo vệ hệ thống điện chống quá điện áp khí quyển , khi có sét đánh trên đường dây, vầng quang sẽ tiêu hao năng lượng của các sóng quá đi

Chương V

Phóng điện vầng quang trên đường dây

Đ5-1 Vầng quang-một dạng Phóng Điện tự duy trì

Vầng quang là một dạng phóng điện tự duy trì đặc trưng cho sự phóng điện trong trường không đồng nhất Phóng điện tuy đạt được điều kiện tự duy trì nhưng dòng không thể kéo dài trên

toàn bộ khoảng cực mà chỉ giới hạn trong phạm vi nhỏ ở gần điện cực có bán kính cong bé Các quá trình ion hoá, kết hợp hoặc trở về trạng thái bình thường của các phân tử

bị kích thích phát sinh rất nhiều phô tông khiến cho vùng

hẹp này toả sảng (do đó mà có tên gọi là vầng quang) Các

ion được tạo nên trong quầng của vầng quang dưới tác dụng của điện trường sẽ chuyển dịch ra phía ngoài và hình thành dòng điện vầng quang Điện áp tăng cao thì số ion tăng và dòng điện vầng quang tăng Quan hệ của dòng điện vầng quang với điện áp là một trong các đặc tính năng lượng cơ bản của phóng điện vầng quang

Nội dung vật lý của vầng quang thường được 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 5-1b) Điện áp tăng thì biên độ của xung giữ không đổi nhưng khoảng cách thời gian giữa các xung rút ngắn do đó dòng điện trung bình tăng lên Khi mũi ngọn

có cực tính dương dòng điện vầng quang cũng có dạng xung nhưng chúng rất hỗn loạn và xếp chống lên nhau (hình 5-1d)

Đặc tính vôn - ampe của vầng quang khi mũi nhọn có cực tính dương cho trên hình 5-2 Trong khu vực A có sự phóng điện không tự duy trì gọi là phóng điện tối, dòng điện có trị số khoảng : 10-14 đến 10-8 Khu vực B dòng địen khoản 10-8 đến 10-6 A và phát sáng yếu nhưng cũng

là phóng điện không tự duy trì và chỉ tồn tại khi có các nhân tố ion hoá bên ngoài

T

a.)

b.)

Hình 5-1

Dòng điện vầng quang trong

khe hở mũi nhọn - cực bản

a) Khác độ thời gian T = 125 μs

b) Vầng quang âm I tr.b = 0,7μA

c) Vầng quang âm I tr.b = 2 μA

d) Vầng quang dương I tr.b = 0,5 μA

I (A) I (A) 3.10 -7 7,5.10 -5

2 5,0

1 2,5

A B C U C

Uct 4,6 4,7 4,8 4,3 Kv 0 5 10 15 20 kV

Hình 5-2

Đặc tính vôn - ampe của vầng quang khi mũi nhọn có cực tính dương

Khu vực C là giai đoạn phóng điện tự duy trì, dòng điện có trị số 10-5 A và lớn hơn Dòng

điện A này tăng theo điện áp cho đến khi khe hở phóng điện hoàn toàn (ứng với trị số điện áp Uct)

Điện áp bắt đầu có phóng điện tự duy trì gọi là điện áp phát sinh vầng quang (ứng với trị số

Uvq)

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

ở một số cơ sở luyện kim và nhà máy nhiệt điện đẫ dùng vầng quang âm để lọc bụi trong 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 hoá trong quầng vầng quang sẽ chuyển dịch về phía cực dương, trong quá trình đó nó sẽ bám vào bụi khói và kéo theo về phía thân ống

Trong hệ thống điện vầng quang có các tác dụng khác nhau Bình thường không nên để xảy

ra vầng quang vì sự chuyển dịch của ion dưới tác dụng của trường sẽ tạo nên một loại dòng điện rò gây tổn hao năng lượng Ngoài ra vầng quang còn gây nhiễu loạn đối với thông tin hữu tuyến và vô tuyến, ăn mòn vật liệu

Tuy vậy vầng quang lại có tác dụng tích cực trong bảo vệ hệ thống điện chống quá điện áp khí quyển , khi có sét đánh trên đường dây, vầng quang sẽ tiêu hao năng lượng của các sóng quá

điện áp, làm giảm biên dộ và độ dốc song do đó tăng an toàn cho cách điện của trạm biến áp và máy điện

Đ5-2 Vầng quang trên đường dây dẫn điện một chiều

Đặc điểm của phóng điện vầng quang " dây dẫn - cực bản" khi dây dẫn ngắn cũng giống như của khe hở " mũi nhọn - cực bản" Kết quả quan sát thấy khi dây dẫn có cực tính âm dòng

điện vầng quang cũng có tác dụng xung lặp lại đều đặn như trên hình 7-1b và c còn khi cực tính dương thì các xung dòng điện cũng rất hỗn loạn Nhưng cần cáu ý là ngay cả khi dây dẫn được

đánh bóng rất kỹ trên bề mặt cũng có chỗ bị nhám và ở dó vầng quang xuất hiện sớm

Khi dây dẫn dài, vầng quang có thể phát triển đồng thời tịa nhiều điểm vì vậy các xung dòng điện hợp lại thành dòng điện liên tục Nếu tăng điện áp thì vầng quang sẽ phát triển trên toàn

bộ bề mặt dây dẫn và dòng điện mất hẳn tính chất không liên tục của nó

Thực nghiệm cho thấy, cường độ trường phát sinh vầng quang Evq ít phụ thuộc vào cực tính Trong tụ điện hình trụ - dây dẫn bán kính r0 dọc theo trục của hình trụ bán kính R > r0 cường độ trường phát sinh vàng quang được xác định bằng công thức kinh nghiệm:

⎟

⎟

⎠

⎞

⎜

⎜

⎝

⎛ +

=

δ

δ

0

308 , 0 1 31

r

và điện áp phát sinh vầng quang:

r

vq = v q 0

0

Với hai dây dẫn bán kính r0 đặt cách nhau s >> r0 hay là dây dẫn đặt cách mặt phẳng

⎟

⎟

⎠

⎞

⎜

⎜

⎝

⎛ +

=

δ

δ

0

304 , 0 1 8 , 29

r

U E r s

r

vq = vq 0

0

So sánh (5-1) và (5-3) thấy chúng không chỉ có kết cấu giống nhau mà các hệ số cũng có giá trị gần bằng nhau Điều này được giải thích bằng sự phân bố trường xung quanh dây dẫn - khu vực có ý nghĩa quyết định đối với phóng điện vầng quang - trong cả hai trường hợp đều gần giống nhau và cũng từ đó đề xuất khả năng nghiên cứu vầng quang của đường dây dẫn một chiều trên mô hình tụ điện hình trụ Sự chuyển dịch của điện tích từ dây dẫn có vầng quang đến điện cực đối diện tạo nên dòng điện vầng quang Dòng điện này có tính chất như một dòng điện rò và gây tổn hao năng lượng gọi là tổn hao vầng quang ứng với đơn vị dài của đường dây tổn hao này được xác định theo công thức:

( )

Iư dòng điện vầng quang

( )

I = f U ưđặc tính vôn - ampe của vầng quang

Việc xác định biểu thức giải tích của đặc tính vôn - ampe của vầng quang rất phức tạp và cho đến nay vẫn chưa được giải quyết thích đáng do chưa xác định được chính xác sự phân bố điện tích khối trong quầng của vầng quang cũng như trong khu vực ngoài

Trong tụ điện hình trụ có thể xác định gần dùng đặc tính Vôn - ampe bằng cách giải phương trình Poisson trong toạ độ trụ"

( )

dr

E

d Er dr

= + = 1 = ρ

kèm theo một số giả thiết sau đây:

- Khi có vầng quang xung quanh dây dẫn hình thành điện cực khối cùng dấu với điện tích của dây dẫn (xem mục Đ 3-3 về phóng điện vầng quang).Các điện tích khối này làm giảm, cường

độ trường trên mặt dây dẫn, hạn chế quá trình ion hoá phát triển Kết quả là số ion mới sinh ra cân bằng với số ion chuyển dịch về điện cực đối diện; dòng điện vầng quang (ứng với đơn vị dài) cũng

đạt trị số ổn định và cường độ trường trên mặt dây dẫn giữ mức cố định và có trị số E vq

- Nếu dòng điện vầng quang không lớn có nghĩa là mật độ điện tích khối cũng không lớn thì tính toán về trường sẽ đưa về trường hợp như là khi không xét đến ảnh hưởng của điện tích khối Cường độ trường tại điểm bất kì cách trục của tụ điện hình trụ khoảng cách r có trị số bằng:

r

= ln 0 Trong đó U- Điện áp tác dụng lên tụ điện hình trụ

Có thể viết biểu thức trên ở dạng tổng quát:

- Các điện tích khối có 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 được tính theo biểu thức:

I = 2 π ρ r v = 2 π ρ r k E (5-8)

E

= ưđộ dịch chuyển của ion

Do tính chất liên tục nên dòng điện không phụ thuộc vào toạ độ r và kết hợp với giả thiết Er

= const có thể suy luận được mật độ điện tích trong toàn bộ khe hở có trị số không đổi Với điều

kiện ấy có thể giải phương trình Poisson và từ đó tính được một cách gần đúng về cường độ trường:

( )

r

r

E

Er

vq r

= ∫

0 0

.

Sau khi phân tích được:

Er E rư vq0 = r2ưr

0 2 2

ρ

Điện áp tác dụng giữa các điện cực được tính theo:

r

r dr

r

R

vq r

R

r

R

⎝

⎠

⎟

2

ρ

Lấy được tích phân và chú ý là r 0 < R, có được:

vq

0

2

4

ρ ε hay là Uư U =

4 R vq

2

ρ

vì điện áp vầng quang có trị số U E r R

r

vq = vq ln

0

Để tính dòng điện vầng quang, có thể dùng biểu thức (7-8) viết ở mặt trụ ngoài l = 2π

RkρE R và nếu thay trị số E U

r

R = ln 0

sẽ được

r

2

0

πε ln

(5-10)

Mặc dù dựa vào các giả thiết thiếu chính xác nhưng công thức (5-10) phản ánh được gần

đúng sự phụ thuộc của dòng điện vầng quang với điện áp Vì thế các công thức tính tổn hao vầng quang của đường dây dẫn một chiều đều có dạng:

Trong đó A là hệ số phụthuộc vào kích thước của khe hở

Khi tính toán về tổn hao vầng quang cần phân biệt các trường hợp vầng quang đơn và vầng

quang kép (hình 5-3a và b) ở trường hợp thứ nhất hai dây dẫn có điện thế +U

2 và ưU

2 đặt cách nhau bởi bản kim loại được nối đất Do đó quá trình ion hoá phát triển độc lập trên mỗi nửa khe hở và các điện tích khối do các quá trình ấy tạo nên không ảnh hưởng lẫn nhau Đó là vầng quang đơn vì trong phần khe hở hình thành bởi "dây dẫn - cực bản " chỉ có một cực phát sinh vầng quang Tổn hao vầng quang trong trường hợp này bằng tổn hao trên mỗi dây P = P++ P - Trong khe hở thứ hai ( hình 5-3b) không có bản kim loại ngăn ở giữa Nếu các ion khác dấu khi gặp nhau ở mặt trung tính kết hợp với nhau hoàn toàn thì trường hợp này không khác gì so với trường hợp trên Nhưng thực

tế trên mặt phẳng trung tính chỉ có một số ion khác dấu kết hợp với nhau, số còn lại sẽ đi vào khoảng không gian của các điện tích khối khác dấu Các ion

đóphá huỷ trạng thái cân bằng đã có sẵn và làm tăng cường độ trường ở xung quanh dây dẫn Để khôi phục lại trạng thái cân bằng phải tiếp tục ion hoá ở gần dây dẫn, do đó dòng điện vầng quang tăng và tổn hao vầng quang tăng Trường hợp này gọi là vầng quang kép vì trên cả hai điện cực đều có vầng quang, chúng phát sinh ảnh hưởng lẫn nhau làm cho tổn hao vầng quang P > P++ P -

Trên đường dây dẫn điện một chiều vầng quang đơn xảy ra khi dây dẫn chỉ có một cực tính còn vầng quang kép là khi các dây dẫn đặt trên cột có cực tính khác nhau

Đ5-2 Vầng quang trên đường dây dẫn điện xoay chiều

Khi nghiên cứu về phóng điện vầng quang trên đường dây dẫn điện xoay chiều ba pha, trước hết cần phải xem xét điện tích khối của các pha có ảnh hưởng lần nhau không Vì cực tính của các dây dẫn biến đổi trong cùng chu kì nên điện tích khối của mỗi pha chỉ bị đẩy xa khỏi dây dẫn một đoạn đường nào đó còn trong nửa chu kỳ sau lại bị kéo về phía dây dẫn Để xác định đoạn

đường trên giả thiết cường độ trường trên mặt dây dẫn trong toàn bộ thời gian của nửa chu kỳ là

không đối và bằng trị số tới hạn của vầng quang (E vq) còn ở khoảng không gian ngoài, thí dụ ở

điểm cách xa trục dây dẫn một đoạn r thì cường độ trường (E) được xác định theo điều kiện:

E r const = (5-12)

r

vq

= . 0

(5-13)

r0ưbán ính dây dẫn

Tốc độ chuyển dịch của ion tỷ lệ với điện trường và được xác định theo:

2

U

ư

2 U +

a)

b)

Hình 7-3

Vầng quang đơn và quang kép

v dr

dt kE kE

r r vq

kE rvq

= .

. 0

ΔUmax

ΔUmax

Evq

ΔUmax

Uvq Evq

U0

t0 t1 t2 t3

t4 t5 t6

t7 t8

t0 t1 t5 t7

ic

ivq

-Q

2 5

2 1

5 6

7

8

8

7

+Q

+U -U

Q=Chh

Hình 5-4 Vầng quang trên đường dây dẫn điện xoay chiều

a.Biến thiên theo thời gian của điện áp U, cường độ trường trên mặt dây dẫn F dd và điện tích tổng Q.

b.Dòng điện điện dung ic và dòng điện vầng quang ivq

c Đậc tính Vôn - Culông

Đường I : Đặc tính Vôn-Culông xây dựng từ hình 7-4a

Đường II : Đặc tuyến Vôn -Culông khi U max > 2U vư

Lấy tích phân trong phạm vi nửa chu kỳ sẽ được:

kEvq r

2 2

0 0

= max ư

.

Như vậy đoạn đường chuyển dịch của điện tích khối được tính gần đúng:

0

( bỏ qua r02

vì r0 << r2

max )

Ví dụ bằng số : Với r0 = 1,25 cm; Evq = 36 kV/cm; T = 0,02 s; k cm s

V cm

= 1 8, /

/

Tính được đoạn đường đi xa nhất của điện tích khối rmax = 4 cm, như vậy bé hơn rất nhiều

so với khoảng cách giữa các dây dẫn và có thể xem điện tích khối của mỗi pha là độc lập với nhau hoặc nói cách khác quá trình phóng điện vầng quang trên một pha nào đó không chịu ảnh hưởng của các pha bên cạnh

Bây giờ xét cụ thể quá trình phóng điện trên một dây dẫn xoay chiều Giả thiết dây dẫn

được nối với nguồn đúng vào lúc điện áp bằng không Trên hình 7-4a cho đường biểu diễn của

điện áp nguồn U(t), cường độ trường trên mặt dây dẫn Edd (t) và điện tích dây dẫn Qdd biến thiên trong phạm vi một chu kỳ

ư = ữt t2 t1- thời gian này chưa xuất hiện vầng quang nên điện tích của dây dẫn được tính theo công thức:

C hhưĐiện dung của dây dẫn đối với đất khi chưa có vầng quang

Có thể biểu thị bằng đại lượng U, E, Q cùng trên một đường cong chỉ cần chon theo các tỷ

lệ thích ứng

ư = ữt t1 t2 - Điện áp và cường độ trường trên mặt dây dẫn đạt trị số tới hạn Uvq, Evq để phát sinh vầng quang Lúc này có xuất hiện các dòng Plasma, một số ion theo dòng đi từ dây dẫn ra khoảng không gian xung quanh sẽ tạo nên điện tích khối dương (hình 5-5a) Khi điện áp tăng từ trị

số Uvq tới trị số biên độ U m ax thì dòng kéo dài và số điện tích chuyển dịch ra ngoài cũng nhiều khiến cho dòng có điện dẫn cao và trường trong nội bộ dòng bé hơn nhiều so với trị số Evq Trong khi đó cường độ trường trên mặt dây dẫn giữ không đổi và bằng Evq vì nó chỉ cần đảm bảo có quá

trình ion hoá chung quanh dây dẫn, điện áp tăng sẽ làm cho dòng dài thêm nhưng trường thì không tăng thêm Do đó điện tích trên mặt dây dẫn cũng giữ không đổi và có trị số:

Điện tích này tạo nên phần điện áp trên dây dẫn

C

dd dd hh

Như vậy phần điện áp còn lại trên dây dẫn , U = U - U dd ( biểu thị bởi phần có gạch theo chiều thẳng đứng trên hình 5-4a) là do điện tích khối ΔQ tạo nên Trên hình vẽ, đường chấm biểu thị trị số điện tích tổng mà nguồn phải cung cấp do có thêm quá trình hình thành điện tích khối

ΔQ, điện tích này có trị số:

Q=Q dd + ΔQ

Khi điện áp đạt tới số U max thì cũng đạt được các trị số ΔU m ax , ΔQ max , Q max

ư = +t t2 t3 khi t > t2, điện áp nguồn bắt đầu giảm và kéo theo sự giảm của điện tích tổng Q Những

điện tích trên mặt dây dẫn sẽ chạy về nguồn trước nghĩa là

Q dd bị giảm do đó làm giảm cường độ trường trên mặt dây dẫn và quá trình ion hoá bị chấm dứt Các dòng Plasma mất dần và tiến tới mất hẳn tính chất dẫn điện, để lại trong khoảng không gian quanh dây dẫn số lượng điện tích khối ΔQ max (hình 5-4b)

- Tại thời điểm t = t3 toàn bộ phần điện tích trên dây dẫn đã trả về nguồn, cường độ trường trên mặt dây dẫn cũng như thành phần điện áp U dd' giảm tới số không Điện áp U(t) còn có trị số dương là do ảnh hưởng của điện tích khối (đường biểu diễn của E Q dd, dd và U dd'

trong khoảng thời gian này được xác định bằng cách lấy tung độ của

đường U(t) trừ đi một đoạn ΔU max còn đường Q(t) thì xác định bằng cách cộng thêm vào tung độ

đường Q dd đại lượng ΔQ max )

- Khi t = t4, trên dây dẫn xuất hiện diện tích

âm đủ để tạo nên phần điện áp có trị số bằng

ΔU max (hình 5-4a) triệt tiêu phần điện áp do điện tích khối gây nên và làm cho điện áp tổng giảm tới

số không

- Tại thời điểm t5 trường trên dây dẫn đã đạt

đợc trị số tới hạn để phát sinh vầng quang âm Chung quanh dây dẫn bắt đầu hình thành điện tích khối âm, chúng sẽ bù các điện tích khối dương còn lại từ nửa chu kỳ trước (hình 5-5d) và đến khi

t = t6 thì điện tích khối dương được bù hoàn toàn và điện tích tổng Q lúc này có trị số bằng không Các thành phần Q E dd dd và U dd'

sẽ giữ không đổi trong suốt giai đoạn có xẩy ra quá trình ion hoá (

t5 ữ t7)

a) d)

b) e)

c)

Hình 7-5

Điện tích khối chung quanh dây

dẫn tại các thời điểm khác nhu

Từ hình vẽ có thể thấy được khi t = t5 điện áp nguồn chỉ cần đạt tới mức U0 < Uvq đã có thể bắt đầu có vầng quang âm Trị số U0 được xác định theo biểu thức:

U0 = Uvq ư Δ Umax

Thay thế trị số : Δ U m a x = Um a x ư U v q s ẽ được

Do đó nếu biên độ điện áp nguồn càng lớn thì vầng quang âm xuất hiện càng sớm thậm chí

có thể phát sinh ngay trong nửa chu kỳ dương của điện áp (khi Umax > 2U vq thì U0 < 0)

ư = ữt t5 t7, quá trình được lặp lại như ở đoạn thời gian t = ữt1 t2điện áp nguồn tăng tới trị

số biên độ và điện tích khối âm đạt trị số cực đại ΔQ max (hình 5-5e) Các quá trình về sau tăng được lặp lại tương tự

Hình 5-4b cho quan hệ về dòng điện khi có vầng quang Trên thành phần dòng điện điện dung hình sin ic xác định bởi điện áp nguồn và điện dung hình học của đường dây ( ic Chh dU)

dt

=

có xếp chồng thành phần dòng điện do sự chuyển dịch ion của quá trình ion hoá Thành phần này chỉ tồn tại trong giai đoạn có vầng quang ( khoảng thời gian t1 : t2 , t5 : t7 )

Hình 5-4c cho đặc tuyến vôn - cu lông của đường dây có vầng quang, đó là quan hệ giữa

điện tích tổng do nguồn cung cấp với điện áp nguồn Đoạn thẳng 01 ứng với khoảng thời gian khi chưa xuất hiện vầng quang, độ nghiêng của nó xác định bởi điện dung hình học của đường dây; các phần đường đặc tuyến được xây dựng từ các số liệu trên hình 5-4a

Đ5-3 Tổn hao Vầng quang trên đường dây dẫn điện xoay chiều

Tổn hao vầng quang của đường dây dẫn điện xoay chiều có dạng khác hẳn so với của dây dẫn điện một chiều vì điện tích khối về căn bản không đi đến điện cực đối diện Khi đường dây không tải và không có vầng quang thì sẽ không có tổn hao (bỏ qua tổn hao gây nên bởi điện trở tác dụng của dây dẫn và dòng điện rò trên bề mặt cách điện) và năng lượng mà nguồn phải cung cấp

để tạo điện trường sẽ được hoàn lại trong thời gian của nửa chu lỳ sau Nếu có vầng quang và khi

điện áp nguồn bắt đầu giảm ( t > t2) thì chỉ có phần năng lượng của số điện tích trên dây dẫn là

được trả về nguồn còn năng lượng có liên quan đến số điện tích khối ( tính theo Δ ΔU Q

2 ) vẫn được giữ lại dưới dạng trường dư, tới nửa chu kỳ sau số điện tích khối này tuy được bù hoàn toàn nhưng không phải là trở về dây dẫn và phần năng lượng của chúng cũng không được trả về nguồn mà trở thành một dạng tổn hao năng lượng Nguyên nhân làm cho số điện tích khối không trở về dây dẫn

là do sự cản trở của các phần tử không khí, do đó tổn hao vầng quang thể hiện chủ yếu ở chỗ làm nóng môi trường không khí quanh dây dẫn

Để tính tổn hao vầng quang của đường dây dẫn điện xoay chiều có thể dực vào đường đặc tính bôn - culông (hình 5-4c), tổn hao trong một chu kỳ được tính theo:

∫ =∫

=T uldt udQ P

δ

nó tỷ lệ với diện tích của đường đặc tính vôn - culông Tổn hao trong đơn vị thời gian nghĩa

là công suất tổn hao vầng quang có trị số bằng:

=

ΔP f udQ

f ưtần số điện áp xoay chiều

Tính tổn hao vầng quang theo phương pháp này được thể hiện trong công thức Mairơ ( công thức 5-3b) Tuy nhiên trong công thức này cũng chưa thể hiện được cách chứng minh giải tích chính xác và hoàn chỉnh, vì các hệ số đều phải xác định bằng thực nghiệm Vì vậy phương hướng để xác định tổn hao vầng quang trên đường dây dẫn điện xoay chiều vẫn là tổng quát hoá các số liệu thực nghiệm

Một trong các công thức kinh nghiệm đã được quen biết nhiều là công thức của Pích:

( )

s

0

2 5 10

trong đó: δ ưmật độ tương đối của không khí

r0ưbán kính dây dẫn, m

sư khoảng cách trung bình hình học giữa các dây dẫn, cm

f ư tần số

Uư trị số hiệu dụng của điện áp pha, kV

U0ư Trị số điện áp tính toán, gần bằng điện áp vầng quang Trị số này được tính theo công thức:

0 2 1 0

0 21 , 2 ln

r

s m

m r

Trong công thức, m1 được gọi là hệ số phản đặc trưng cho trạng thái bề mặt của dây dẫn Nếu mặt ngoài dây dẫn nhẵn bóng hệ số này gần bằng đơn vị

Hệ số m2 được gọi là hệ số khí hậu Biểu thị mối liên quan giữa tổn hao vầng quang với

điều kiện khí hậu Tổn hao vầng quang tăng nhiều khi trời bắt đầu mưa hoặc có sương

Tuy nhiện nay công thức tính tổn hao vầng quang của Pich ít được dùng vì độ chính xác so với thực nghiệm không cao

Ví dụ: lấy m1 = 0,8, độ ẩm tương dối của không khí δ =1 và đối với đường dây cao áp thường lấy Ln

r

S

0

=6,5 từ công thức tính toán trên ta có thể suy ra đường kính tối thiểu của dây dẫn là:

Uph =

3

d

U

<< 21,2.0,8.1.6,5.r0 Vì điện áp trong vận hành có thể lớn hơn định mức 10% nên có thẻ viết:

1 1 3

,U dm

<< 21,2.0,8.1.6,5.r0

Và tính được đường kính tối thiểu:

dm in ≈ 1 15 10, ư 2U dm

(5-21)

Trong công thức trên d min tính theo cm, U dm thình theo kV

Nhưng đối với đường dây siêu cao áp để giảm tổn hao và tăng khả năng chuyên tải năng lượng cần phải có đường kính lớn, điều này gây rất nhiều khó khăn trong sản xuất cũng như trong