CÁCH điện của ĐƯỜNG dây tải điện TRÊN KHÔNG và TRẠM BIẾN áp

05/20/24 Page 2 Cách điện của đ ờng dây tải điện trên không Yêu cầu chung đối với cách điện của đ ờng dây trên không Các dây dẫn của đ ờng dây trên không phải cách điện với nhau giữa c

C¸ch ®iÖn cña ® êng d©y t¶i ®iÖn trªn kh«ng V TR M BI N P À TRẠM BIẾN ÁP ẠM BIẾN ÁP ẾN ÁP ÁP

05/20/24 Page 2

 Cách điện của đ ờng dây tải điện trên không

Yêu cầu chung đối với cách điện của đ ờng dây trên không

Các dây dẫn của đ ờng dây trên không phải cách điện với nhau (giữa các pha) và cách điện

đối với đất (cách điện giữa pha với đất) Để thực hiện sự cách điện đó, dây dẫn đ ợc đặt hoặc treo trên cột bằng các cách điện sứ hoặc thủy tinh còn ở trong khoảng v ợt dựa vào cách điện của không khí

Khi xuất hìện qúa điện áp khi quyển hoặc quá điện áp nội bộ các phóng điên trên cách điện của đ ờng dây dẫn đến sự cố ngắn mạch ờ cột điện Tại các cột, các phóng điện này sẽ xảy ra men của cách điện hoặc chọc thủng khoảng không khí giữa dây dây dẫn tới các bộ phận khn loại của cột

 Để hạn chế hoặc loại trừ các phóng điện nói trên, cần phải nâng cao mức cách điện của đ ờng dây nh tăng số cách điện trong chuỗi hoặc tăng khoảng cách không khí Tuy nhiên việc tăng c ờng cách điện sẽ làm tăng giá thành dựng đ ờng dây do phải tăng kíh th ớc cột và tăng

số cách điện trong chuỗi

Hiện nay ngoài biện pháp tăng c ờng cách đện còn có các biện pháp nh dùng thiết bị chống sét để hạn chế trị số quá điện áp hoặc các thiết bị tự động)cuộn dập hồ quang, tự động đóng lại) có khả năng loại trừ sự cố nhanh chóng đảm bảo cung cấp điện liên tục

05/20/24 Page 3

Việc chọn cách điện của đ ờng dây trên không th ờng xuất phát từ các yêu cầu sau đây :

Cách điện của đ ờng dây phải chịu đ ợc tác dụng của đa số các loại quá diện áp nội bộ trừ một vài loại có biên độ quá lớn nh ng xác suất xuất biện bé

Đối với các đ ờng dây điện áp khác nhau dựa theo kết quả tính toán và thí nghiệm đã quy định đ ợc trị số quá điện áp nội bộ tính toán và trên cơ sở đó tiến hành chọn cách

điện của đ ờng dây

Đối với yêu cầu của quá điện áp khí quyển phải giải quyết sao cho đ ợc hợp lý về kinh tế

và kỹ thuật ở các đ ờng dài 110 kV trở lên yêu cầu này đ ợc thỏa mãn dề dàng vì cách

điện đ ờng dây khi chọn theo yêu cầu của quá điện áp nội bộ đã có đ ợc mức cách điện xung kinh rất cao chỉ cần có các biện pháp bảo vệ chống sét t ơng đối đơn giản là đủ

đảm bảo cho đ ờng dây có múc chịu sét cao

Ng ợc lại với các đ ờng dây 35 kV và điện áp thấp hơn để thỏa mãn yêu cầu của quá

điện áp khí quyển cách điện phải tăng rất cao và nh vậy sẽ rất tốn kém Bởi vậy cách

điện của đ ờng dây chỉ cần chọn tới mức cần thiết hợp lý kết hợp với một số biện pháp khác để hạn chế số lần sự cố do sét gây nên nh cải thiện nối đất cột điện, dùng cuộn dập hồ quang v.v

05/20/24 Page 4

Cách điện của đ ờng dây tại cột điện

 Các dây dẫn của đ ờng dây tải điện trên không phải đ ợc đặt cách điện đối với nhau và đối với đất

 Để thực hiện cách điện này ng ời ta treo các dây dẫn tại các vị trí cột trên các cách điện sao cho đảm bảo khoảng cách nhất định giữa các dây dẫn cũng nh giữa từng dây dẫn đối với đất

 Nh vậy cách điện của đ ờng dây tải điện trên không trong khoảng v ợt đ ợc đảm bảo bằng khoảng cách trong không khí dây dẫn - dây dẫn, dây dẫn - đất và dây dẫn - dây chống sét

 Tại cột điện cách điện đ ờng dây tải điện trên không bao gồm các cách điện và khoảng cách không khí

 Nếu cột sắt, đó là khoảng cách giữa dây dẫn (hoặc các phụ kiện bảo vệ của dây dẫn) với cột

a) cột sắt đ ờng dây 750 kV b) Cột gỗ đ ờng dây 110 kV

05/20/24 Page 5

Cột bê tông cốt thép trong mối t ơng quan cách điện cũng t ơng tự nh là cột sắt vì các đai

ốc để treo chuỗi cách điện đ ợc nối với hệ thống nối đất của cột điện

Các đ ờng dây dùng cột gỗ thì ngoài các cách điện cột và xà gỗ đóng vai trò cách điện bổ sung

Cách điện đ ờng dây gồm thành phần điện môi bộ phận kim loại (làm mũ và chân) và vật liệu gắn kết giữa điện môi với bộ phận kim loại

Điện môi sử dụng để chế tạo cách điện của các đ ờng dây tải điện trên không phải có đặc tính cơ giới cao vì chúng là các phần tử phải chịu các tải trọng cơ học rất lớn

Các cách điện của đ ờng dây truyền tải điện phải chịu tác động của tải trọng của dây dẫn hàng tấn, đôi khi đến hàng chục tấn

Cách điện đỡ thanh góp tại các trạm phân phối chịu các lực cơ học điện động rất lớn xuất hiện khi xảy ra ngắn mạch

Điện môi cũng phải có độ bền cách điện cao, cho phép chế tạo các cách điện có độ tin cậy làm việc cao và kinh tế Chúng cũng phải là những vật liệu không hút ẩm và không biến tính d ới tác động của các yếu tố khí hậu

05/20/24 Page 6

Sứ và thuỷ tinh đáp ứng hầu hết các yêu cầu trên Cách điện chế tạo bằng sứ hoặc thủy tinh có c ờng độ cách điện cao, độ bền cơ giới lớn và chịu đựng đ ợc các tác động của môi tr ờng khí quyển

C ờng độ cách điện của sứ trong điện tr ờng đồng nhất chiều dày của mẫu sứ 1,5mm có thể đạt tới 30- 40 kV/mm

Khi độ dày tăng, c ờng độ cách điện có giảm và nếu là điện tr ờng không đồng nhất thi nó còn giảm bé hơn nữa Độ bền điện của thuỷ tinh trong điều kiện t ơng tự đạt 45 kV/mm

C ờng độ cách diện xung kích của sứ cao hơn so với trị số xoay chiều khoảng 50 - 70%.

Độ bền cơ giới của sứ và thuỷ tinh phụ thuộc vào dạng tải trọng cơ giới

Sứ làm việc rất tốt khi bị nén khi bị uốn thì kém hơn và đặc biệt là khi bị kéo thi càng kém Độ bền cơ giới của các mẫu sứ đ ờng kính 2-3 mm đạt 450 MPa khi nén, 70 MPa khi uốn nh ng chỉ còn 30 MPa khi kéo

Trong chế tạo độ dầy của sứ th ờng khòng quá 30-40cm (trừ tr ờng hợp sứ thanh) vì nếu dày quá sẽ khòng tránh đ ợc các bọt khí bên trong làm ảnh h ởng đến đặc tính điện Với độ dày

đó nếu không đảm bảo đ ợc yêu cầu về cách điện sẽ dùng kết cấu nối cấp (vi du cách điện

110 kV do 4 phần tử 35 kV ghép nối cấp)

Độ bền cơ giới của sứ còn phụ thuộc vào kết cấu của độ phận kim loại và cách gắn nó với

sứ và bao giờ cũng giảm khi tiết diện tăng

05/20/24 Page 7

Sø c¸ch

®iÖn truyÒn thèng

Sø c¸ch ®iÖn nhiÒu nh«m StÐatite calciqueSodo- calcique Sodo-

postasique

silicate

 Khi thành phũ kiềm nhiều (thủy tinh kiềm) thì c òng độ cách điện thấp; d ới tác dụng của

điện áp một chiều sẽ có hiện t ợng điện phân xức tthúc đẩy quá trình lão hoá; có hệ số giãn

nở nhiệt cao nên dễ bị vỡ khi nhiệt độ thây đôỉ đột ngột

Do đó loại cách điện chế tạo bằng thủy tinh kiềm chỉ dùng cho điện áp xoay chiều và đặt trong nhà

Đối với loại cách điện dùng ngoài do có thành phần kiềm ít hơn nên có c ờng độ cách điện (có thể

đạt 49 kV/m) trong khi đó loại thủy tinh kiềm chỉ đạt 17,9 kV/mm) và có khả năng chịu xung nhiệt tốt hơn.

05/20/24 Page 9

 Để tăng độ bền cơ giới trong chế taọ th ờng dùng ph ơng pháp tôi nóng ở nhiệt độ cao (650oC đối với thuỷ tinh kiềm và 780oC đối với thuỷ tinh ít kiềm) sau đ ợc thổi bằng không khí lạnh Lúc này lớp bên ngoài của thuỷ tinh sẽ rắn lại và khi tiếp tục làm lạnh thì càc lớp bên trong do nguội dầ n nên giảm thể tich

 Kết quả là lớp bên ngoài sẽ chịu ứng suất nén và lớp bên trong chịu ứng suất kéo Do đó khi có tải trọng kéo, cách điện chỉ bị h hỏng khi lực kéo thắng đ ợc lực nén của lớp bên

ngoài vì vậy độ bền cơ giới của loại thuỷ tinh tôi cao hơn nhiều so với ph ơng pháp nung cách điện thuỷ tinh kiểu treo dùng trên các đ ờng dây tải địên đ ợc chế tạo với tải trọng cơ giới

đến 540 kN

05/20/24 Page 10

Phân loại cách điện của đ ờng dây tải điện trên không

Theo vật liệu sử dụng

• không khí (cách điện dây dẫn pha pha, pha - đất) – pha, pha - đất)

• sứ (cách điện dây dẫn pha - đất tại vị trí cột)

• thuỷ tinh (cách điện dây dẫn pha - đất tại vị trí cột)

• Vật liệu composite (cách điện dây dẫn pha - đất tại vị trí cột)

Theo kết cấu

• Loại có chân sắt (cách điện đỡ)

• Loại cách điện treo (chuỗi, thanh) • Loại đĩa

• Loại thanh

05/20/24 Page 11

Đ ờng dây điện áp từ 35 kV trở xuống th ờng dùng loại cách điện kiểu đỡ có chân sắt Dây dẫn đ ợc đặt trên cách điện

Điện áp càng cao thì yêu cầu về đ ờng kính và chiều cao càng lớn nghĩa là độ dày của

điện môi càng phải lớn và nh vậy trong chế tạo rất khó đảm bảo chất l ợng

Do đó đối với cách điện điện áp 35 kV đã phải dùng 2-3 lớp ghép lại với nhau

Loại cách điện có chân sắt

Chân sắt đ ợc dùng để cố định cách điện vào cột xà

Dây dẫn đặt vào khe lõm ở mặt trên hoặc bên cạnh của cách điện

Chân sắt vặn ngang mức cổ cách điện để cho mô men uốn do lực căng của dây dẫn tác dụng lên nó đ ợc bé nhất

Do đó trị điện áp phóng điện ớt rất bé so với điện áp phóng điện khô

Để tăng trị số điện âp phóng điện ớt th ờng đặt thêm lá giữ cho mặt ngoài không bị ớt hoàn toàn

Loại này có kết cấu tạo phức tạp hơn do trong quá trình chế tạo phải qua khâu tiện và hàn gắn

các bộ phận với nhau

05/20/24 Page 13

c¬ giíi khi uèn, kg

 Vì dây dẫn đ ợc treo trên chuỗi cách điện nên khi làm việc cách điện ở trạng thái bị kéo

và nh vậy tận dụng đ ợc u điểm về độ bền cơ giới của vật liệu Cách điện treo đ ợc phân thành hai loại : loại đĩa và loại thanh

a) Loại đĩa

05/20/24 Page 15

Tige

Mortier

de ciment Diélectrique

Capot

 Đối với kiểu sứ có đầu hình trụ, để xi măng gắn với sứ thì mặt trong cuả đầu sứ có bọc một lớp vụn sứ

 Ngoài ra còn có cải tiến khác nh trên bề mặt cuả xi măng cũng nh của sứ cho quyét lớp

bi tum để khử các ứng suất phụ gây nên bởi dãn ở nhiệt đầu thanh kim loại có lỗ trồng

để giảm ứng suất cơ ở phía đầu thanh và do đờ kiểu sứ có đầu hình trụ có kích th ớc vâ kết cấu gọn nhẹ hơn so với kiểu có đầu hinh nón

05/20/24 Page 17

 Kích th ớc và hình dạng của phần đĩa ảnh h ởng rất lớn đến đặc tính điện

 Phải đảm bảo không cho phong điện chọc thủng xảy ra tr ớc khi có phóng điện mặt ngoài cách điện bằng cách giữ tỷ lệ giữa điện áp phóng điện chọc thủng và điện áp phóng điện khô (mặt ngoài) không bé hơn 1,5

 Th ờng trị số điện áp phòng điện khô khoảng 75 kV do đó để có điện áp phóng điện chọc thủng lớn gáp r ỡi thì chiều dày của lớp sứ ở đầu sứ phải từ 25-30mm

 Mặt trên của đĩa sứ nghiêng một góc khoảng 5-10o để thoát n ớc còn ở bên d ới có gờ để tăng chiều dài đ ờng rò điện và trị số điện áp phóng điện ớt

 Cách điện treo bằng thủy tinh có hình dáng kết cấu t ơng tự với loại sứ đĩa sứ

 Loại thủy tinh tôi nóng có kích th ớc và trọng l ợng giảm đi rất nhiều so với Ioại sứ đĩa Bất kỳ một sự h hỏng nào của thuỷ tinh đĩa cũng đều làm cho nó vỡ tan nên các sự cố có cách điện dễ phát hiện

 Dùng thủy tinh làm điện môi cho phép cơ giới hóa và tự động toàn bộ quá trình sản xuất do đó mang lại hiệu quả kinh tế rất lớn và dẫn đến xu h ớng sử dùng ngày càng rộng rãi loại thủy tinh cách điện thay hế cho loại ú cách điện

05/20/24 Page 18

Loại cách điện Kích th ớc Chiều dài đ

ờng rò điện, mm

Hệ số sử dụng xuất hiện Điện áp

vầng quang kV

C ờng độ điện tr ờng phóng điện

ớt trung bình kV/cm

 - là ký hiệu của loại cách điện treo sứ;

C- là ký hiệu của loại cách điện thuỷ tinh treo

- cách điện dùng trong vùng ô nhiễm cao

05/20/24 Page 19

 đó là thanh sứ dài có lá, hai đầu có mũ kim loại

 Đ ờng kính của thanh chọn theo độ bền khi kéo

 Dùng sứ thanh sẽ tiết kiệm đ ợc nhiều kim loại và giảm nhẹ trọng l ợng cách điện

Vi dụ chuỗi sứ 110 kV (gồm 7 đĩa sứ) nặng 48 kg, trong khi đó nếu dùng sứ thanh thì chỉ nặng

23 kg, trọng l ợng phần kim loại của chuỗi sứ là 15 kg, còn ở sứ thanh chỉ còn 3,5 kg.

 Khuyết điểm của sứ là thanh là một khi bị h hỏng (do hồ quang hoặc do va chạm cơ giới) thì phải thay thế toàn bộ

 Về mặt chế tạo có phức tạp hơn vì yêu cầu phải có trình độ kỹ thuật hiện đại

b) Loại thanh

05/20/24 Page 20

 Cách điện composite đ ợc nghiên cứu và phát triển trong vòng vài chục năm gần đây là một kết cấu cách điện có thiết kế khác hoàn toàn với các loại cách điện truyền thống

bằng sứ và thuỷ tinh cách điện

 Cách điện composite cấu tạo từ một lõi bằng sợi thuỷ tinh tẩm trong một chất kết dính (nhựa epoxy) và phần vỏ bên ngoài có tán để bảo vệ lõi

su silicon (Silicone Ruber)

lõi bằng sợi thuỷ tinh tẩm nhựa epoxy (FRP - Fiber Renforced Plastic)

Lõi có dạng hình trụ có đ ờng kính khác nhau t ơng ứng với độ bền phá huỷ bé nhất của cách điện

05/20/24 Page 22

 Cách điện của đ ờng dáy 35 kV quan trọng và của các đ ờng dây điện áp cao hơn th òng đ ợc thực hiện bằng chuỗi gồm nhiều đĩa cách điện

 Số đĩa nhiều ít tuỳ thuộc vào yêu cầu cảu t nừg cấp cấp điện áp

 Dọc theo đ ờng dây, ở các cột trung gian chuỗi cách điện đặt theo đ ờng thẳng còn ở các cột néo đ ợc đặt hầu nh nằm ngang và chịu lực căng của dây dân

 Vì độ bền cơ giới của cả chúỗi cách điện cũng là độ bề cơ giới của từng đĩa nên trong tr ờng hợp không đạt yêu cầu về độ bề cơ giới phải giải quyết bằng cách dùng nhìều chuỗi ghép song song

 Về điện áp phóng điện không thể tinh toán đơn giản bằng cách ấy điện áp phóng điện của từng đĩa đem nhân với số đĩa trong chuỗi mà cần phải xét đến sự phân bố điện áp và đặc điển của quá trình phóng đién dọc theo chuỗi

Chuỗi cách điện

 Quá trình này có thể phát triển theo một trong ba đ ờng

 Hoàn toàn dọc theo bề mặt cách đìện tức là theo đ ờng CBA hoặc CBA1

 Theo đ ờng CBD với chiều dài phóng điện nlp (n là số đĩa trong chuỗI).

 Theo đ ờng ngắn nhất EF mà chiều dài của nó gần bằng trị số L=nH

05/20/24 Page 24

C ờng độ cách điện theo đ ờng EF thực tế bằng c ờng độ cách điện của khe hở khí giữa điện cực thanh - thanh do đó th ờng có trị số cao hơn so với c ờng độ cách điên theo đ ờng CBD (tuy có nhiều dài phóng điện dài hơn nh ng do có một phần đi men theo mặt ngoài của điện môi nên điện

áp phóng điện bé)

Đó cũng là giới hạn trên của trị số điện áp phóng điện của chuỗi và suy ra biện pháp nâng cao

điện áp phóng điện là phải tăng tỷ số lp/H sao cho c ờng độ cách điện theo đ ờng CBD đạt đ ợc mức của đ ờng EF

Thực nghiệm cho thấy khi tỷ số lp/H bằng khoảng 1,3 thì có thể đạt đ ợc yêu cầu trên và trong sản xuất tỷ số này th ờng chọn trang giới hạn 1,15-1,35

Sự phân bố điên áp trên các đĩa của chuỗi cách điện cũng ảnh h ởng đến trị số điện áp

phóng điện

05/20/24 Page 25

C1- điện dung của từng đĩa cách điện đối với các phần tử nối đất

Có thể ấy trung bình khoảng các điện dung trên nh sau : C=50-70 pF; C1=4-5 pF; C2=0,5-1 pF.

C2 - điện dung của từng đĩa cách điện đối với dây dẫn (trị số của chúng phụ thuộc vào vị trị của từng đia trong chuỗi )

C - điện dung của từng đĩa cách điện

05/20/24 Page 26

Từ sơ đồ thay thế chuỗi sứ, ta thấy nguyên nhân làm cho điện áp phân bố không đều là do

ảnh h ởng của điện dung ký sinh C1, C2

Chúng có các ảnh h ởng ng ợc nhau đối với sự phân bố điện áp giáng trên đĩa cách điện : nếu chỉ xét riêng tác dụng của điện dung C1 thì điện áp giáng trên đĩa cách điện càng ở xa dây dẫn càng bé đi

 ng ợc lại nếu chỉ xét riêng tác dụng của C2 thì điện áp giáng ại có chiều h ớng tăng khi cách

điện ở xa dây dẫn

Phân bố điện áp trên chuỗi cách điện

gồm 5 cách điện treo :

a) ảnh h ởng của điện dung C 1;

b) ảnh h ởng của điện dung C 2;

c) đ ờng phân bố điện áp.

05/20/24 Page 27

Sự tồn tại của các điện dung ký sinh làm cho phân bố điện áp trên các phần tử của chuỗi không đồng đều.

Có thể tính toán sự phân bố điện áp này với giả thiết là các trị số C, C1, C2 không đổi dọc theo chuỗi cách

điện và đ ợc thay thế bằng tham số phân bố H - độ cao của của đĩa cách điện.

Nếu nh điện dung tổng của chuỗi cách điện C=C/n (trong đó n là số đĩa trong chuỗi) lớn hơn rất nhều so với các điện dung C1 và C2 thì phân bố điện áp dọc theo chuỗi cách điện gần nh đồng đều

dx

1

2 3

n n-1

C 2 U

x

C

C 1 U

L

x

H

;

H

C C

H C

Ví dụ : C=50-70 pF;

, ,

/

,

/

,

' ' ,

m pF C

m pF C

m pF C

17 0

1 5 0

17 0

5 4

17 0 70 50

05/20/24 Page 28

Ph ơng trình điện áp và dòng điện tại điểm trên

chuỗi cách điện cách xà nối đất khoảng x

'

' '

' ' '

C

C U C

C C U dx

dI C ω j dx

u d

n n-1

'

2 1

ω

C ω j U U

C ω j U dx dI

C ị

I dx

du

x x

x

x x

' 2

' 1 '

2

C

C U C

C C U dx

dI C j dx

A e

C

C C

L a

1 2

1

2 1 1

2

1

' '

' '







' '

U A

L a

1 2

1

2 1

2

2

1 '

'

' '









x L

sha C

L a sh

x a

sh C

C C

1

1 1

1 2

1

' '

' '

C rx

sh H

x shr rL sh

C C

C

U U

t l x

' 2

' 1 '

'

Thay các trị số L=nH và

H

a C

C C

a  1  2  1.

vào ph ơng trình của Ux theo các tham số tập trung ban đầu và từ đó suy ra đ ợc tỷ lệ phân

bố điện áp trên từng đĩa cách điện, ví dụ trên đĩa thứ k (tính từ đầu nối đất) :

n sha C

k sha ak

sh

C an sh C

C U

Uk

05/20/24 Page 31

Các đĩa chịu phân bố điện áp không đồng đều

Trong tr ờng hợp không có đai bảo vệ, đĩa cách điện ở gần dây dẫn phải chịu tới 21% điện

Số thứ tự đĩa cách điện

1000 1000

Không đai bảo vệ

05/20/24 Page 32

Phân bố điện áp trên chuỗi cách điện của đ ờng dây 500 kV gồm 22 đĩa (N số TT tính từ dây dẫn)– pha, pha - đất)

05/20/24 Page 33

Điện áp tác dụng bé nhất đ ợc tính toán theo điều kiện 0

dx

u d

2

1

A

A a

1 2

2

1

C e

C

C e

C a

3





U U

Sự phân bố điện áp không đều có thể dẫn đến việc phát sinh vầng quang ở các đĩa cách điện gần dây dẫn ngay cả khi điện cả khi điện áp tác dụng lên chuỗi là điện áp làm việc gây nhiễu loạn vô tuyến điện và

ăn mòn các bộ phận kim loại

Cách điền gần dây dẫn nhất th ờng chiụ điện áp giáng khoảng 20% điện áp toàn bộ và nh vậy đối với đ ờng dây 150 kV và điện áp cao hơn thì nó phải chịu điện áp khoảng 20 - 25 kV trở lên, điện áp này đủ lớn đề phát sinh vầng quang

Trong các tr ờng hợp đó phải tiến hành các biện pháp nhằm cải thiện sự phân bố đìện áp trền chuỗi cách

điện

C C sha L

e C C U A

L a

1 2

1

2 1 1

2

1

' '

' '

U A

L a

1 2

1

2 1

2

2

1 '

'

' '









05/20/24 Page 34

Bởi vây biện pháp cải thiện sự phân bố điện áp chủ yếu và làm tăng điện dung của đĩa cách

điện với dây dẫn

Khí đ ờng dây dùng dây phân nhỏ, ngoài tác dụng làm giảm tổn hao do vầng quang dây phân nhỏ còn có tác dụng làm tăng điện dung ký sinh ccủa cách điện đối với dây dẫn khiến cho điện áp phân bố đều hơn và do đó có thể không cần có các biện pháp khác

Đai bảo vệ cũng có tác dụng t ơng tự nh trên

Eu - c ờng độ điện tr ờng phóng điện mặt trung bình,

n - số đĩa cách điện trong chuỗi

H - độ cao của đĩa cách điện

H nE

Uu  u

Điện áp phóng điện ớt của cả chuỗi cách điện hầu nh tỷ lệ với số đĩa và đ ợc tính toán theo công thức :

C - điện dung của từng đĩa cách điện

Sự phân bố điện áp nh trên là xét trong tr ờng hợp bề mặt cách điện cách điện sạch và khô

ráo

Khí bị ớt và và khi bề mặt bị bám bụi bẩn thì phân bố điện áp chủ yếu là do điện dẫn mặt và

do đó phân bố điện áp sẽ đều hơn

05/20/24 Page 36

Tính toán lựa chọn cách điện của đ ờng dây trên không

Hệ số K > 1 là do chú ý đến

• khả năng lúc phát sinh quá điện áp nội bộ,

• trị số điện áp nguổn tăng cao (theo yêu cầu của điều chỉnh đíện áp, khi có quá tải điện áp nguồn có thể

tăng 15% so với định mức),

• khả năng làm giảm điện áp phóng điện do đều kiện khí hậu (nhiệt độ, áp suất, độ ẩm) không phù hợp;

• sự khác nhau giữa điều kiện thí nghiệm và vận hành thực tế, do xét đến dự trữ an tàon và các yếu tố khá

nguyên tắc cơ bản để chọn cách điện của đ ờng dây trên không : cách điện đ ợc chọn theo yêu cầu của quá điện áp nội bộ còn đối với yêu cầu của quá đìện áp khí quyển đ ợc giải quyết sao cho hợp ý về kinh tế kỹ thuật

Do cách điện trong thời gian vận hành bị bám bẩn bụi và bị ẩm khiến cho điện áp phóng

điện bị giảm đáng kể, tại các vị trí cột điện các dây dẫn nằm gần các kết cấu nối đất nhất, vì vậy cột điện đ ợc xem là nơi cách điện yếu nhất

Độ tin cậy làm việc của cách điện đ ờng dây vì vậy phụ thuộc rất nhiều vào nguyên tắc lựa chọn cách điện

Nh vậy tr ớc hết cách điện phải đảm bảo có trị số điện áp phóng điện ớt cao hơn mức quá

điện áp nội bộ tính toán, nghĩa là :

qdanb

u U

qdan với K > 1

05/20/24 Page 37

Quy cách và số đĩa cách điện trong chuỗi xác định bởi điều kiện làm việc tin cậy khi bề mặt bị bẩn bụi và bị ẩm

 Do trong vận hành có thể một số đĩa cách điện bị hỏng và việc thay thế chúng tốn nhiều

công sức nên số l ợng đĩa cách điện đ ợc tăng thêm một đĩa đối với đ ờng dây 110 và 220 kV, hai

đối với đ ờng dây 330 kV

 Cần kiểm tra số l ợng đĩa cách điện theo điều kiện làm việc khi bị ớt hoàn toàn (m a) khi có

tác dụng của quá điện áp nội bộ

(hệ số K th ờng lấy bằng 1,1 Eu là c ờng độ điện tr ờng phóng điện ớt trung bình, H là chiều cao của đĩa cách điện)

Đối với chuỗi cách điện ở các cột néo do cách điện phải làm việc d ới tải trọng cơ giới lớn nên số

l ợng đĩa cách điện còn tăng thêm một cho các đ ờng dây 35-110 kV, tăng thêm hai cho các đ ờng dây 220 kV

Khi đ ờng dây dùng cột xà gỗ, số l ợng đĩa cách điện trong chuỗi đ ợc giảm đi một so với đ ờng dây dùng cột sắt hoặc bê tông

H E

KU n

u

qdanb

