khí quyển gây nên bởi các phóng điện sét và có dạng sóng đại (phần đầu sóng) sau đó giảm dần đến trị số không (phần. vấn đề khó khăn gì khi mô phỏng[r]
Trang 1CH PHÓNG Đ
2.1 Máy phát điện áp xung kích 2.2 Thiết bị tạo điện áp xung 2.3 Máy phát xung
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP
2.3 Máy phát xung 2.4 Thời gian phóng 2.4 Phóng điện xung kích
CHƯƠNG 2 : ĐIỆN XUNG KÍCH
iện áp xung kích iện áp xung Máy phát xung điện áp
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP
Máy phát xung điện áp Thời gian phóng điện
iện xung kích
Trang 22.1 MÁY PHÁT ĐIỆN ÁP XUNG KÍCH (MÁY
Nếu chúng ta đặt lên một mẫu vật liệu cách điện chịu tác dụng được một điện áp tăng mãi Bắt đầu việc hình thành một kênh dẫn xuyên suốt khối điện
áp phóng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đ
Điện áp tác dụng trong cách điện có thể chia thành
điện áp
quá đ
quá đ
Loại điện áp này xuất hiện do quá điện áp khí xung kích : điện áp tăng nhanh đến giá trị cực đ đuôi sóng).
Đối với điện áp tần số công nghiệp không có biến áp thí nghiệm tăng áp hoặc một số máy biến
Quá điện áp xung kích khó mô phóng hơn vì thể chỉ ra rằng sóng quá điện áp khí quyển đạt giá giây đến hàng trăm mili giây.
Để thí nghiệm các cách điện bằng điện áp xung
(MÁY PHÁT XUNG)
iện một điện áp tăng dần, chẳng có loại vật liệu nào có thể
ầu từ một giá trị điện áp nào đó, cách điện bị phá huỷ với iện môi Cơ chế phóng điện điện môi rất là phức tạp, điện
đó có dạng điện áp, thới gian đặt điện áp.
thành
áp xoay chiều tần số công nghiệp điện áp thao tác
điện áp khí quyển khí quyển gây nên bởi các phóng điện sét và có dạng sóng đại (phần đầu sóng) sau đó giảm dần đến trị số không (phần
vấn đề khó khăn gì khi mô phỏng Người ta dùng các máy biến áp nối cấp (cascade).
khó có thể xác định được một dạng sóng mẫu, mà chỉ có giá trị biên độ trong khoảng thời gian từ hàng chục microco
xung kích, người ta sử dụng các máy phát xung điện áp cho
Trang 3Điện áp xung chuẩn
Trong các phòng thí nghiệm cao áp, quá điện áp
bởi các xung điện áp dưới dạng hai hàm mũ
Do phần đầu của sóng tăng rất chậm và không
được thay thế bằng đầu sóng nghiêng đẳng trị bởi
f q
f cr q
cr
t t
T
e e
Ucr t
) (
• (Ucrbiên độ của sóng quá điện áp đạt tới ở cuối thời gian Tcr
• q hằng số thời gian đuôi sóng ; f thời gian đầu sóng).
được thay thế bằng đầu sóng nghiêng đẳng trị bởi
và 0,9Umax Giao điểm của đường xiên này với
đầu sóng và ký hiệu bằng tđs Độ dài sóng ts tính tới
định này xuất phát từ kết quả thực nghiệm là khi
không còn khả năng phóng điện do đó không cần
Sóng sét thường rất khác nhau về biên độ và hình
Trị số điện áp phóng điện xung kích còn phụ thuộc
để thí nghiệm cách điện cần tiến hành theo một dạng
áp được mô tả
có ý nghĩa quan trọng đến quá trình phóng điện nên nó bởi một đường xiên góc qua các điểm có tung độ 0,3Umax
t
u(t)
Ucr
0.5Ucr
Tcr T2
T90
T30 Tcr
bởi một đường xiên góc qua các điểm có tung độ 0,3Umax với trục hoành và đường nằm ngang qua đỉnh cho độ dài tới khi điện áp giảm xuống còn 50% trị số biên độ Quy khi biên độ điện áp giảm chỉ còn một nửa trị số biên độ sẽ chú ý đến
hình dạng
thuộc vào dạng sóng cho nên khi dùng điện áp xung kích dạng sóng thống nhất
Trang 4Xung sét (lightning impulse)
Sóng xung kích tiêu chuẩn có độ dài phần đầu
sóng (khi điện áp giảm còn một nửa trị số biên độ)
Dạng sóng này được quy ước viết như sau 1,2 /50
Thời gian đấu sóng (thời gian tăng đến giá trị Thời gian của đuôi (thời gian giảm đến giá trị nửa biên
ầu sóng [CEI Publication 60] T1=1,2ms ±30% và độ dài ộ) T2=50ms±20%
sau 1,2 /50 s
Trang 50,3 0,5
0,9 1
U(t)
c
c
e
c)
– e) 1,67(a-b)
Trang 6Xung quá điện áp thao tác (switching impulse)
Xung quá điện áp thao tác 250/2500 Thời gian đấu sóng (thời gian t
Thời gian của đuôi (thời gian giẩm
Về quá điện áp thao tác, chúng có thể được thể
xung chuẩn hoá 250/2500s [CEI Publication 60]
Trong thực tế khi sóng sét lan truyền trên đư đường dây nên dạng xung điện áp còn có thể là
u(t) 1 0.9
0.5 0.3 0.7
0.1
A
B
C
D
impulse)
t
u(t) U cr
0.5U cr
T
h
thể hiện bởi ]
đường dây, có thể gây phóng điện trên cách điện của
là các xung cắt
u(t) 1 0.9
B
C
D 0.1 0.7
Trang 7Nguyên lý hoạt động của thiết bị tạo nguồn
Nguyên lý làm việc của thiết bị tạo điện áp xung
điện áp xung -GIN)
các tụ điện cao áp được tích điện song song
cho tụ điện phóng điện nối tiếp
2.2 Thiết bị tạo điện áp xung
cho tụ điện phóng điện nối tiếp
mạch giao động cộng hưởng L-C
mạch trễ gồm các module L, C tập trung nối
nguồn điện áp xung
xung trong các phòng thí nghiệm cao áp (Máy phát
song (nguồn cấp là MBA nối với lưới điện)
nối hình hoặc T bằng các sợi cáp
Trang 8R C
C
C
U
U
t U
t U
?
Trang 9Tồn tại một số sơ đồ máy phát xung khác nhau
để tạo điện áp xung có độ dốc ban đầu
để tạo điện áp lớn có dạng sóng tiêu chuẩn
ứng dụng của thiết bị tạo nguồn điện áp xung
Các thiết bị tạo xung được sử dụng trong các
thí nghiệm cách điện bằng đ
đánh lửa mỏ đốt dùng khí hoặc
các ống phóng điện (flash có
hàn xung
ăn mòn do điện
laser phóng điện
máy phát plasma
Các thiết bị tạo xung được sử dụng trong các
nhau
ầu rất lớn người ta chỉ sử dụng một cấp điện áp chuẩn thường sử dụng sơ đồ nhiều cấp
xung
các lĩnh vực sau :
điện áp xung kích
hoặc than nghiền
có công suất lớn) các lĩnh vực sau :
Trang 10Máy phát điện áp xung
Máy phát xung nhiều cấp Marx, mang tên động theo nguyên lý của một hệ thống các tụ điện lại nối tiếp
Máy phát xung điện áp một tầng điện dung
Redresseur R r R s1
Sơ đồ máy phát xung một tầng gồm một máy
2.3 MÁY PHÁT XUNG ĐIỆN ÁP
trong khoảng thời gian đầu tiên (t<0 khi
nguồn máy biến áp cung cấp, chỉnh lưu phát xung bé (năng lượng vài J) đến vài vài kJ)
Máy phát xung này hoạt động như sau
Giai đoạn thứ hai (t0) khoá công tắc
tên người phát minh ra nó Erwin Marx (1893-1980), hoạt
tụ điện cao áp khi nạp điện song song nhưng khi phóng
- điện trở
R s2
máy biến áp, bộ chỉnh lưu cao áp, các tụ điện và điện trở
Cg là tụ xung,
C c U c
Cg là tụ xung,
Rp là điện trở song song, Rs1 là các điện trở nối tiếp đầu nguồn, Rs2 là điện trở nối tiếp cuối nguồn,
Cc là điện dung của đối tượng thí nghiệm.
khi mà khoá công tắc mở), tụ điện Cg ở chế độ nạp bằng
u Giai đoạn này có thể kéo dài vài giây đối với các máy vài phút đối với các máy phát xung lứon hơn (năng lượng
đóng, tụ điện Cg phóng điện trong mạch gồm các phần