Przedstawiono analizę wyników prób zwarciowych kompozytowych izolatorów liniowych 110 kv. Omówiono wpływ łuku zwarcia na podstawowe parametry elektryczne i mechaniczne badanych izolatorów. Podano wyniki prób wytrzymałości elektrycznej przed i po działaniu łuku elektrycznego. Podano wyniki prób termomechanicznej i mechanicznej dla izolatorów poddanych próbie zwarciowej.
EN
Results of power arc tests carried out on composite insulators for 110 kV overhead lines are analyzed. The effect of arcing on the basic electrical and mechanical parameters of the tested insulators is examined. Results of pre- and post-arc electric strength tests as well as those of thermo mechanical and mechanical tests carried out on insulators subjected to the power arc test are presented.
W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu na wytrzymałość elektryczną SF6 przy napięciu stałym: rodzaju materiału elektrod, temperatury, gęstości gazu oraz odstępu elektrod. Badane układy miały obydwie elektrody płaskie bądź jedną elektrodę płaską, a drugą (katodę) w kształcie pręta o średnicy 3 lub 30 mm, zakończonego półkulą. Elektrody były wykonane ze stali nierdzewnej lub aluminium. Stwierdzono, że zmiany temperatury SF6 w zakresie od 243 K do 293 K, przy stałej gęstości SF6, nie powodowały zmian wytrzymałości elektrycznej gazu. Ponadto, wpływ rodzaju materiału elektrod na wytrzymałość elektryczną SF6 występował tylko w układach z polem elektrycznym jednostajnym makroskopowo i pojawiał się ze wzrostem gęstości gazu powyżej 15 kg/m3, co odpowiada ciśnieniu SF6 około 2,5 105 Pa przy temperaturze 293 K. Do opracowania matematycznego wyników badań wykorzystano program komputerowy Statistica [4].
EN
The paper presents results of the study on the effects of electrode material, temperature, gas density and electrode separation on SF6 electric strength under constant voltage. Tested systems consisted of two plane electrodes or one plane electrode and the second one (cathode) rod-shaped, 3 or 30 mm diameter, tipped with hemisphere. Electrodes were made of stainless-steel or aluminum. The results revealed that SF6 temperature variations within the range of 243 K to 293 K, under stable SF6 density, did not result in changes of electric strength of the gas. Moreover, effect of electrode material on SF6 electric strength was observed only in systems with macroscopically uniform field and appeared with the increasing density of gas in system, exceeding 15 kg/m3, which corresponds to SF6 pressure of approximately 2,5 105 Pa, at the temperature of 293 K. Statistica [3] software was used for mathematical analysis of the results.
W pracy przeanalizowano możliwości wytwarzania mikronierówności na powierzchni elektrod wysokonapięciowych próżniowych układów izolacyjnych przez uderzające w powierzchnie elektrod małe bryłki materiału – mikrocząstki. Mikrocząstki są odrywane od powierzchni elektrod i przemieszczają się w przestrzeni międzyelektrodowej pod wpływem sił elektrostatycznych. W obliczeniach przyjęto, że mikrocząstki uderzające w powierzchnię elektrody mają kształt kuli i są wykonane z tego samego metalu co elektroda, w którą uderzają, Analizowano układy izolacyjne z elektrodami wykonanymi z miedzi, aluminium oraz tytanu. Wyznaczono zależności, od odległości międzyelektrodowej, minimalnej wartości napięcia na zaciskach układu izolacyjnego, pod wpływem którego przyspieszone mikrocząstki, o różnych promieniach, powodują odkształcenia powierzchni elektrod. Do obliczeń wykorzystano program komputerowy napisany w środowisku Visual Studio 2013 w języku programowania C#.
EN
The possibility of formation of microprotrusions of the surface of electrodes in high-voltage vacuum insulation systems by small metallic bumping microparticles was analyzed. The microparticles are separated from the surface of electrodes and they move in the interelectrode space under electrostatic forces. The assumption in the calculations was that the microparticles bumping the electrode surface are spherical in shape and are made of the same material as the electrode. Insulation systems with electrodes made of copper, aluminium and titanium were analyzed. Correlations between the length of vacuum gap and minimal values of voltage under which accelerated microparticles of various sizes cause deformations of the electrode surface were determined. Calculations were performed with the use of computer program developed in C# language in the Visual Studio 2013 environment.
W pracy przedstawiono wyniki pomiarów wytrzymałości elektrycznej przy napięciu przemiennym (50 Hz) układów izolacyjnych: próżniowego, z sześciofluorkiem siarki (SF6) i z olejem mineralnym. Badane układy miały elektrody płaskie wykonane ze stali nierdzewnej lub aluminium. Stwierdzono, że układy izolacyjne: próżniowy, z SF6 o ciśnieniu 3x105 Pa oraz układ z olejem mineralnym, przy tym samym kilkumilimetrowym odstępem międzyelektrodowy, mają w przybliżeniu taką samą wytrzymałość elektryczną. Wskazano na zalety i wady próżni, SF6 i oleju mineralnego w kontekście zastosowania tych ośrodków jako izolacji wysokonapięciowej w określonym rodzaju urządzeń elektrycznych. Do opracowania matematycznego wyników badań wykorzystano program komputerowy Statistica [3].
XX
The paper presents the results of the measurements of electric strength under a. c. voltage (50 Hz) of the insulation systems based on vacuum, sulfur hexafluoride and pure mineral electric insulating oil. The studied systems had electrodes with rounded-off edges of Rogowski’s profile, made of stainless steel or aluminum. The study revealed that the insulation systems based on vacuum, sulfur hexafluoride at 3x105 Pa pressure and mineral oil with the same a few millimeters interelectrode gap spacing have similar electric strength. Advantages and disadvantages of vacuum, sulfur hexafluoride and mineral oil were pointed out regarding the use of these media as a high voltage insulation in particular type of electric devices. Statistica [3] software was used for mathematical analysis of the results.
W pracy przeanalizowano możliwości inicjowania przeskoku elektrycznego w próżniowych układach izolacyjnych przez topnienie mikroostrzy powierzchni katody układu izolacyjnego. Mikroostrza te są nagrzewane głównie rezystancyjnie przewodzonym prądem wiązki elektronów emitowanych. Analizowano układy izolacyjne z elektrodami wykonanymi z miedzi, aluminium oraz żelaza. Wyznaczono zależności minimalnej wysokości mikroostrzy, których topnienie wierzchołków powoduje ich wzrost, od wartości średniej natężenia pola elektrycznego w układzie oraz wartości współczynnika wzmocnienia natężenia pola elektrycznego przy wierzchołku mikroostrza. Do obliczeń wykorzystano program komputerowy napisany w środowisku Visual Studio 2013 w języku programowania C#.
EN
The paper examines the possibilities of initiating electrical breakdown in vacuum insulation systems by melting the microprotrusions of the cathode of the insulation system. These microprotrusions are heated mainly by resistively conducting current of an electron beam emitted by the microprotrusion. Insulation systems with copper, aluminum and iron electrodes were analyzed. The minimum dependencies of the microprotrusion were determined, whose melting of the vertices, under given conditions − the value of the macroscopic electric field strength and the coefficient of electric field intensification at the vertex − causes their increase. It can cause an electrical breakdown in the insulation system. Calculations were performed with the use of computer program developed in C# language in the Visual Studio 2013 environment.
Transformatory energetyczne przechodzą u producenta cykl badań odbiorczych, w skład którego wchodzą między innymi próby udarami łączeniowymi i próby udarami piorunowymi. W obydwu przypadkach stosuje się udary o biegunowości ujemnej. Transformatory współpracujące z liniami prądu stałego (transformatory HVDC) dodatkowo poddawane są próbom wytrzymałości elektrycznej przy rewersji napięcia stałego (PR - Polarity Reversal test). Niniejszy artykuł ma na celu pokazanie jak biegunowość napięcia stałego czy udarów napięciowych warunkuje narażenia i wytrzymałość izolacji.
EN
Energy transformers undergo a cycle of commissioning tests made by the manufacturer. They, among others, consist of tests containing switching and lightning surges. In both cases, negative polarity of surges are used. Transformers working on direct current lines (HVDC transformers) are additionally subjected to electric strength tests with the reverse DC voltage (PR - Polarity Reversal test). The paper aims to show how direct-current polarity or voltage surges influenced on exposure and strength of the insulation.
W pracy przedstawiono analizę czasu rozwoju najwolniej przebiegających zjawisk fizycznych występujących w mechanizmach inicjowania przeskoku elektrycznego w próżni. Te zjawiska decydują w głównej mierze o opóźnieniu inicjowania przeskoku i powodują, że wytrzymałości elektryczne próżniowego układu izolacyjnego przy napięciu stałym, udarowym lub przemiennym będą się różnić. Wyznaczono zależności stałej czasowej nagrzewnia mikroostrzy, wykonanych ze stali, miedzi bądź aluminium, od ich wysokości i porównano z zależnościami stałej czasowej nagrzewnia obszaru anody, wykonanej z tych samych materiałów, bombardowanego wiązką elektronów, od wartości napięcia. Ponadto wyznaczono zależność czasu przelotu, przez 10 mm przerwę międzyelektrodową próżniowego układu izolacyjnego, kulistej mikrocząstki wykonanej z miedzi lub aluminium, przy napięciu na zaciskach układu wynoszącym 100 kV i 200 kV, od promienia mikrocząstki. W mechanizmie desorpcyjnym inicjowania przeskoku wyznaczono zależność czasu całkowitego pokrycia powierzchni próżniowo czystej, o temperaturze 300 K, 600 K i 900 K, monomolekularną warstwą głównymi składnikami powietrza, azotem i tlenem, od ciśnienia. Do obliczeń wykorzystano program komputerowy napisany w środowisku Visual Studio 2013 w języku programowania C#.
EN
The paper presents the analysis of development time of the slowest basic physical phenomena occurring in the mechanisms of initiating the electrical breakdowns in a vacuum. These slow-moving phenomena are primarily decisive for the delay in initiating the breakdown and are responsible for the differences between the electrical strength of the vacuum insulation system under direct, alternating and surge voltage. The dependence of the time constant of the heating of microprotrusions made of steel, copper or aluminum, on their height was determined and compared with the dependencies of the time constant of the heating of the anode area, made of the same materials, bombarded with electron beam, on the voltage value. In addition, the dependence of the passage time of a spherical microparticle made of copper or aluminum through a 10 mm inter-electrode gap of the vacuum insulation system with a voltage of 100 kV and 200 kV, on the radius of the microparticle was determined. The desorption mechanism of the hopping initiation determined the dependence of the total time of covering the vacuum-clean surface at temperature of 300 K, 600 K and 900 K, with the monomolecular layer of the main air components, nitrogen and oxygen, on pressure. Calculations were performed with the use of computer program developed in C# language in the Visual Studio 2013 environment.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wyniki pomiarów wytrzymałości elektrycznej stosów warystorów tlenkowych o modyfikowanej powierzchni bocznej. Pomiary wykonano dla dwóch geometrii elektrod naniesionych na płaską powierzchnię warystorów. Wyznaczono charakterystyki udarowe stosów warystorowych. Zarejestrowano obrazy wyładowań podczas prób napięciem impulsowym. Stwierdzono, że pokrycie powierzchni bocznej warystora poprawia jego elektryczną wytrzymałość powierzchniową jak również zwiększa odporność na wyładowania powierzchniowe.
EN
The results of the electrical strength of varistors pile with modified side surface, were showed. The measurements were carried out for two types of electrodes geometry. The impulse characteristics of the varistors pile, were determined. The surface discharges during impulse voltage tests were recorded. It was found that the covering of the side surface of varistors increase electrical strength and also increase their strength to surface discharges.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań nad metodą i parametrami prób izolatorów kompozytowych stromo narastającymi udarami napięciowymi, zgodnie z normą PN-IEC 61109. Słuszność doboru parametrów udaru potwierdzono w badaniach izolatorów kompozytowych po długotrwałych próbach zmęczeniowych mechanicznym obciążeniem cyklicznym.
EN
The results of investigations on the method and parameters of the tests of composite insulators subjected to steep-front impulse voltage according to the standard PN-IEC 61109 were introduced in the article. Rightness of the selection of impulse voltage parameters was confirmed during investigations of insulators after long-lasting mechanical cyclic loads.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule dokonano oceny wpływu położenia pracy wybranych modelowych izolatorów kompozytowych na utratę ich właściwości powierzchniowych w warunkach działania wysokiego napięcia i opadów czystej mgły. Przedstawiono wyniki badań napięcia przeskoku elektrycznego na wstępnie postarzonych i zwilżonych izolatorach. Nie stwierdzono wpływu degradacji właściwości osłon we wstępnym etapie starzenia na wytrzymałość elektryczną izolatorów.
EN
This paper describes results of tests performed on model composite insulators having different shape of silicone housings. The insulators were stressed by high voltage under rain or clean fog in vertical and horizontal positions. After initial ageing period the measurements of flashover voltage on the wetted insulators were made. Influence of insulators operates position on the loss their surface properties and electric strength were estimated.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The article presents the detailed construction and capabilities of a research station for the diagnosis and testing of vacuum interrupters used in medium voltage electrical switching devices. The correct functioning of the stand has been confirmed by conducting a number of tests on the electrical strength of the MV switchgear vacuum interrupter type HVKR 24/400.
PL
W artykule przedstawiono szczegółową budowę oraz możliwości stanowiska badawczego służącego do diagnostyki oraz badań komór próżniowych wykorzystywanych w elektroenergetycznej aparaturze łączeniowej średniego napięcia. Poprawność funkcjonowania stanowiska potwierdzono przeprowadzając szereg badań wytrzymałości elektrycznej próżniowej komory rozłącznikowej SN typu HVKR 24/400.
The Polish power industry is characterized by outdated elements and is in poor technical condition. This applies mainly to overhead lines operating at medium and high voltage (MV and HV) levels. Moreover, the Energy Regulatory Office (ERO) requires the Distribution System Operatorsto supply electricity with specified parameters, ensuring uninterrupted electricity supply to end users. Failure to meet these conditions results in specific financial penalties. In connection with the above, there is a strong need to upgrade the existing electricity grids using modern equipment. The article presents an innovative, original research position based on the so-called dismountable vacuum chamber, which allows research to be conductedon improving the performance of modern switching equipment used in Smart Grid networks. The article also presents the resultsof electric strength tests of the inter-contact break inorder to confirm the correctness of operation of the described test stand.
PL
Polska elektroenergetyka cechuje się elementami przestarzałymi oraz w złej kondycji technicznej. Dotyczy to przede wszystkim linii napowietrznych pracujących na poziomie średnich i wysokich napięć (SN i WN). Co więcej, Urząd Regulacji Energetyki (URE) wymaga od Operatorów Systemu Dystrybucyjnego dostarczania energii elektrycznej o określonych parametrach, zapewniających odbiorcom końcowym bezprzerwowe dostawy energii elektrycznej. Niespełnienie tych warunków skutkuje określonymi karami finansowymi. W związku z powyższym istnieje silna potrzeba modernizacji istniejących sieci elektroenergetycznych z wykorzystaniem nowoczesnej aparatury. W artykule przedstawiono innowacyjne, autorskie stanowisko badawcze oparte o tzw. rozbieralną komorę próżniową, które umożliwia przeprowadzenie badań nad poprawą parametrów eksploatacyjnych nowoczesnej aparatury łączeniowej wykorzystywanej w sieciach Smart Grid. Przedstawiono również wyniki badań wytrzymałości elektrycznej przerwy międzystykowej celem potwierdzenia poprawności działania opisanego stanowiska badawczego.
Artykuł jest poświęcony badaniom wytrzymałości elektrycznej aparatów łączeniowych prądu stałego, takich jak wyłączniki szybkie, rozłączniki i styczniki. Przedstawiono wymagania normatywne dotyczące tych badań oraz przykładowe wyniki, które otrzymano podczas badań wykonywanych w laboratorium zwarciowym Zakładu Elektroenergetyki Instytutu Kolejnictwa. Najczęściej badane są aparaty łączeniowe o napięciach znamionowych 900, 1800 i 3600 V DC oraz prądach znamionowych nawet do 6,5 kA. Przedstawiono zjawiska i zagrożenia mogące występować podczas badań wytrzymałości elektrycznej.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wyniki pomiarów wytrzymałości elektrycznej izolatorów rurowych o modyfikowanej powierzchni wewnętrznej. Zarejestrowano obrazy wyładowań podczas prób napięciem impulsowym i wykonano pomiary intensywności wyładowań niezupełnych. Stwierdzono, że pokrycie powierzchni wewnętrznej izolatora zwiększa jego napięcie przeskoku przy próbach napięciem udarowym, umożliwia ujednolicenie rozkładu pola elektrycznego i sterowanie miejscem występowania wyładowań powierzchniowych.
EN
The results of the electrical strength of tube insulators with modified inside surface, were shown. The surface discharges during impulse voltage tests were recorded and measurements of partial discharge intensity, were carried out. It was found that the covering the inside surface of insulators increases flashover voltage by lightning impulse voltage tests, allows for unification of electric field distribution and control the place of surface discharges.
The article focuses on the electrical endurance testing of direct current switching devices, such as high speed circuit breakers, switch disconnectors and contactors. It presents the normative requirements for these tests and provides sample results obtained during testing conducted in the electrical laboratory of the Department of Electrical Power Engineering at the Railway Research Institute. The most commonly tested switching devices have nominal voltages of 900, 1800, and 3600 V DC, with nominal currents of up to 6.5 kA. The article also discusses phenomena and hazards that may occur during electrical endurance testing.
The paper describes the results of the impulse characteristics and electric strength measurements of the pile of varistors with modified side surface. Basing on the impulse voltage tests on the surge arresters it was found that one of the reasons of the failures of these devices may be the surface discharge at the varistor - insulating housing phase boundary, through the gas between them. Flashover voltage of power protecting systems can be increase by applying of semi – conducting covers which will carry away the generated surface charge and uniform the distribution of electric field on material surface. Comparing two types of electrodes configuration on varistors, it was found that systems without gap between electrode and side surface of varistor exhibited higher values of withstanding voltage whether their side surfaces were covered or not covered with insulating or semiconducting layer.
PL
W pracy wyznaczono charakterystyki impulsowe oraz wytrzymałość stosów warystorowych o modyfikowanej powierzchni bocznej. Na podstawie wyników pomiarów przy napięciu impulsowym na ogranicznikach przepięć stwierdzono, że przyczyną ich uszkodzeń może być wyładowanie powierzchniowe rozwijające się w szczelinie powietrznej na granicy faz warystor – osłona izolacyjna. Napięcie przeskoku można zwiększyć poprzez zastosowanie warstw półprzewodzących, umożliwiających odprowadzenie ładunku powierzchniowego i wyrównanie rozkładu pola elektrycznego na powierzchni materiału. Na podstawie porównania dwóch konfiguracji elektrod warystorów stwierdzono, że układ bez odstępu pomiędzy elektrodą a powierzchnią boczną warystora posiada wyższą wytrzymałość napięciową niezależnie od modyfikacji powierzchni bocznej.
The paper presents investigation results of the effect of aluminum oxide layer located at the electrode surface on the electric strength of an insulation system with sulphur hexafluoride (SF6) subject to alternate voltage of 50 Hz frequency. The tests have been carried out under the SF6 pressure of 1*105, 3*105 and 5*105 Pa. It was found that in case of the insulation system with SF6 the electrode surface covered with the aluminum oxide layer improves the electric strength of the system, from 12 to 30 percent, according to the gas pressure. The electrode surface covered with double insulation layer composed of aluminum oxide and polyurethane or silicon paint gave still better improvement of the strength of the SF6 insulation system. In order to determine the parameters of the formula describing the mathematical dependence of the electric strength of the considered systems on the applied pressure the Statistica computer software has been used.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawione zostały właściwości biodegradowalnych, przyjaznych środowisku płynów izolacyjnych jakimi są estry syntetyczne i naturalne w odniesieniu do ich wytrzymałości elektrycznej. Scharakteryzowane zostały w sposób porównawczy wytrzymałość elektryczna przy napięciu przemiennym oraz wytrzymałość przy napięciu udarowym piorunowym. Przedstawione wyniki bazują w większości na autorskich badaniach eksperymentalnych.
EN
Article presents the properties of biodegradable, environmentally friendly insulating liquids like synthetic and natural esters in relation to their electrical strength. Comparative characteristics of AC electrical strength and lightning electrical strength are presented. Presented results are mainly based on authors' experimental studies.
Miniaturyzacja rozdzielnic kompaktowych wiąże się z oszczędnością materiałów, co, poza zmniejszeniem gabarytów, przyczynia się do obniżenia ich ceny rynkowej. To z kolei zwiększa konkurencyjność i atrakcyjność rynkową produktu, przekładając się na wolumen sprzedaży. Jest to zatem korzystne zarówno dla producentów, jak i odbiorców. Niemniej jednak, oszczędność materiałów nie może pogarszać jakości produktu finalnego. W artykule przedstawiono pewne aspekty miniaturyzacji rozdzielnicy kompaktowej 24 kV, produkowanej przez krajową firmę ZPUE S.A. Biuro konstrukcyjne tej spółki zaproponowało usunięcie niektórych elementów wcześniej produkowanego urządzenia. Pozbyto się zbędnych ścianek działowych, jak i niektórych elementów obudowy zewnętrznej, zmniejszając w ten sposób wagę, gabaryty i zużycie materiałów. W niniejszym artykule przeanalizowano dalszą możliwość zmniejszenia wymiarów gabarytowych rozdzielnicy. W tym celu przeprowadzono analizę numeryczną pola elektrycznego wewnątrz wybranych jej przedziałów. Zastosowano w tym celu oprogramowanie Maxwell 3D firmy Ansys, bazujące na metodzie elementów skończonych.
EN
The miniaturisation of compact switchgears leads to savings in materials and enables the appliances’ price to be reduced. It is beneficial for both manufacturers and customers. Nevertheless, the saving in the materials used should not impinge on the product’s quality. Some aspects of the miniaturization of 24 kV compact switchgear, produced by the Polish company ZPUE S.A., are presented in this paper. The R&D Department of the factory has proposed to remove some redundant elements and walls of the external switchgear casing. The possibility of a further reduction in the dimensions of this new switchgear casing is considered in the present paper. To this end the electric field distribution inside the switchgear is analysed. This analysis has been done with the Maxwell 3D (Ansys) software package, which employs the finite element method (FEM).
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.