Bài giảng HIGH VOLTAGE - Chương 4 Phóng điện vầng quang - Kỹ thuật điện cao áp

PHOÙNG ÑIEÄN
PHOÙNG ÑIEÄN
VAÀNG QUANG
VAÀNG QUANG
BÀI GIẢNG
CHÖÔNG 04





PHOÙNG ÑIEÄN VAÀNG QUANG
PHOÙNG ÑIEÄN VAÀNG QUANG
I. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA
PHÓ
NG
ĐIỆN
VẦNG
QUAN
G
@Xuất hiện trong điện
trường không đồng
nhất
@ Ở xung quanh điện
cực có bán kính cong
bé

@ Không gây hư hỏng
khoảng cách phóng
điện
1). Các tính chất chính:
@Điện trường tới hạn trong
không khí để tạo vầng quang:
E=25-30kV/cm
2). Phạm vi hoạt động:
@ Ở đường dây trên không
@ Tạo quầng vầng quang
3). Các tác dụng tiêu cực:
Máy biến áp, máy điện, máy cắt,
dao cách ly .v.v…
@ Ở các trang thiết bò điện:
@ Gây tổn hao vầng quang
@ Gây nhiễu loạn vô tuyến
@Tạo Ozon (O3) : gây oxyt hóa
mạnh, phân hủy các cách điện gốc
hữu cơ cellulose.
@Tạo Oxyt azot (NO2): hình thành
axit nitric (HNO3) có tác dụng
phân hủy nhiều cách điện gốc hữu
cơ và làm rỉ sét kim loại.
@Làm già cổi cách điện.
4. Các tác dụng tích cực:
@ Làm giảm biên độ và độ dốc của
sóng quá điện áp.
@Vầng quang âm được ứng dụng
trong lọc bụi khói, giảm ô nhiểm
môi trường.

II. VẦNG QUANG TRÊN ĐƯỜNG
DÂY TẢI ĐIỆN DC
1). Tính chất:
@ Khi dây dẫn có cực tính dương:
Trong khu vực xẩy ra ion hóa
( quầng vầng quang) các điện tử đi
về dây dẫn và ion dương đi về cực
đối diện.
@ Khi dây dẫn có cực tính âm: Trong
khu vực xẩy ra ion hóa ( quầng
vầng quang) các ion dương đi về
dây dẫn và điện tử đi về cực đối
diện.
@ Cả hai trường hợp đều hình thành
dòng giữa hai điện cực.
@ Dòng điện nầy thường có giá trò bé
và đạt ổn đònh khi số điện tích sinh
ra cân bằng với số điện tích đi về
phía điện cực đối điện.
2). Phân loại:
Trong thực tế vận hành xuất hiện
2 trường hợp:
a) Vầng quang đơn:
@ Vầng quang chỉ xẩy ra ở một cực.
Cực kia do điện trường bé không có
khả năng xẩy ra.
@ Trường hợp nầy thường xẩy ra ở hệ
thống DC dây dẫn – đất.
@ Như vậy, dòng điện vầng quang chỉ
tạo nên bởi một loại điện tích cùng

dấu với dây dẫn.
b) Vầng quang lưởng cực:
Đây là trường hợp vầng quang
xẩy ra trên cả hai điện cực
@Trong trường hợp lý tường thì sẽ
có khả năng các điện tích dương sẽ
trung hòa với các điện tích âm ở
mặt phẳng trung tính.
@ Lúc nầy vầng quang xẩy ra sẽ là
hiện tượng vầng quang đơn
@ Tuy nhiên trong thực tế, chỉ một
phần chúng bò trung hòa ở mặt
phẳng trung tính
@ và một phần thâm nhập vào vùng
của nhau và trung hòa một phần
làm giảm số lượng điện tích trong
quầng vầng quang.
@ Như vậy, để vầng quang ổn đònh,
số điện tích sẽ phải tăng lên và
do vậy ion hóa sẽ tăng lên.
@ Cuối cùng, tổn hao vầng quang,
sẽ tăng lên.
3). Tổn hao vầng quang trên đường
dây DC
a) Công thức thực nghiệm:
Theo Peek, điện trường tới hạn tạo
vầng quang trên bề mặt dây dẫn lúc
ổn đònh:
cmkV
r

mE
vq
/;
3,0
13,30
0








+=
δ
δ
kV
r
s
rEU
vqvq
;ln
0
0
=
Với
Trong đó:đ đ
m – hệ số nhẵn của dây
dẫn

0.82<m<0.9
cmkV
r
mE
vq
/;
3,0
13,30
0








+=
δ
δ
kV
r
s
rEU
vqvq
;ln
0
0
=
Với

b). Tổn hao vầng quang:
Với
vq
IUp
×=
)(UfI
vq
=
1. Thời tiết tốt 2. Trời mưa
phùn.
@ Pdon<Pkep
@ Thời tiết
@Tình trạng bề mặt dây
dẫn
@ Các yếu tố ảnh hưởng đến
tổn hao vầng quang DC
@ Kích thước dây dẫn.v.v.
III. VẦNG QUANG TRÊN
ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN AC
1). Ảnh hưởng vầng quang giữa các
pha.
@ Thay đổi cực tính trong nữa chu kỳ
@ Khảo sát ảnh hưởng vầng quang
giữa các pha.
kE
dt
dr
v
==
.

00
constrEEr
==
r
r
kEkE
dt
dr
v
0
0
===
rdr
rkE
dt
00
1
=
∫∫
=
max
0
00
2/
0
1
r
r
T
rdr

rkE
dt
Ví dụ:
00max
rkTEr
=
cmrkVU 25.1;220
0
==
mscm
r
640
25,13800002,08,1
max
=<=
×××=
Kết luận: Vầng quang giữa các pha
không ảnh hưởng lên nhau.
2). Quá trình phóng điện vầng
quang trên một pha.
to - thời gian sóng áp qua giá trò 0
t0<t<t1 – Q=Qhh=Chh.U
Điện trường trên bề mặt dây dẫn:
0000
22 r
UC
r
Q
E
hhdd

dd
επεεπε
==
t1 – thời điểm bắt đầu có phóng điện
vầng quang
t1<t<t2 – Lúc nầy điện trường trên
dây dẫn không đổi; điện áp lớn hơn
điện áp vầng quang
Lượng điện tích không gian + bò đẩy ra
ngoài không gian AQ. Điện áp tương
ứng là AU
t2 – AQ và AU đạt giá trò max. Hiện
tượng vầng quang tắt sau t2.