1. HỆ THỐNG CÁCH ĐIỆN KHÍ-RẮN
  2. NỘI DUNG I. Điện trường trên bề mặt tiếp xúc giữa chất rắn và chất khí II. Phân bố điện áp trên chuỗi sứ cách điện III. Phóng điện bề mặt sứ cách điện
  3. I. ĐiỆN TRƯỜNG TRÊN MẶT TiẾP XÚC GiỮA CHẤT RẮN VÀ KHÍ  Điều kiện biên tại bề mặt tiếp xúc E1 EN1 Et1 Et2 E2 EN2
  4. Thành phần tiếp tuyến Et1  Et 2 Thành phần pháp tuyến Dn1  Dn 2   r1 En1   r 2 En 2
  5. 1. Bề mặt tiếp xúc vuông góc với điện trường  Chất khí có r = 1  Cường độ điện trường E trong chất khí E1  En1   r 2 En 2   r E2  Điện áp giữa hai điện cực V  d1  d 3 E1  d 2 E2  d1  d 3 E1  d 2 E1 r
  6. V V  E1   Eave.  d1  d3  d2 d1  d 2  d3 r Điện trường trong chất cách điện khí tăng cao là do sự hiện diện của chất cách điện rắn
  7. 2. Bề mặt tiếp xúc song song điện trường En1  En 2  0 V Et1  E1  Et 2  E2  d Điện trường trong chất cách điện khí không bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của chất cách điện rắn
  8.  Nếu sự tiếp xúc giữa cách điện rắn và điện cực không tốt  xuất hiện khe hở khí  điện trường trong khe hở tăng r so với điện trường trong chất rắn  phóng điện cục bộ và giảm điện áp phóng điện bề mặt Biện pháp khắc phục: phủ một lớp bán dẫn lên bề mặt cách điện rắn tại vị trí tiếp xúc với điện cực
  9. II. PHÂN BỐ ĐIỆN ÁP TRÊN CHUỖI SỨ CÁCH ĐIỆN  Khi làm việc có thể 1. Sứ đỡ và sứ treo xảy ra hiện tượng phóng điện dọc theo bề mặt sứ cách điện  gây sự cố ngắn mạch hệ thống hoặc làm nổ sứ  BPHC: - Chế tạo sứ cách điện gồm nhiều tầng, lá để tăng chiều dài phóng điện bề mặt - Được tạo hình để một phần chiều dài phóng điện không bị ướt khi trời mưa
  10. 2. Phân bố điện thế dọc theo chuỗi sứ  Điện thế phân bố không đều trên chuỗi sứ  Mạch tương đương K: điện dung của bát sứ (giữa mũ sứ và ty sứ) C: điện dung đối với đất của mỗi bát sứ (giữa mũ sứ (ty sứ) với cột (đất))
  11.  Điện thế phân bố trên chuỗi sứ sinh x  1 C Ux U sinh   sinh n 2 2 K Với: Ux: điện thế tại ty sứ thứ x U: điện áp của dây dẫn n: tổng số bát sứ
  12.  Điện áp trên sứ thứ x sinh x  sinh   x  1 U x  U x 1  U sinh n  2 sinh  1 U 2 cosh  x   sinh n  2
  13.  Đồ thị phân bố điện thế dọc chuỗi sứ Vòng corona Phân bố tuyến tính Điện áp rơi trên bát sứ gần dây dẫn hơn thì lớn hơn  có thể gây phóng điện vầng quang  sử dụng vòng corona để tăng điện dung giữa bát sứ và dây dẫn
  14. III. PHÓNG ĐIỆN BỀ MẶT CỦA SỨ CÁCH ĐiỆN 1. Phóng điện do ẩm độ của không khí  Hơi ẩm trong không khí ngưng tụ tạo màng mỏng trên bề mặt sứ cách điện  Độ ẩm tương đối của không khí vượt quá 50-60% sẽ giảm đáng kể điện áp phóng điện bề mặt
  15.  Nước có chứa ion  các ion chuyển động về các điện cực dưới tác dụng của điện trường  vận tốc chuyển động của ion nhỏ  tập trung điện tích gần các điện cực  cường độ điện trường tại khu vực gần cực tăng cao  dễ xảy ra phóng điện bề mặt hơn
  16. 2. Phóng điện do lớp bẩn dẫn điện trên bề mặt sứ  Cách điện ngoài trời thông thường chịu tác động của nhiều loại ô nhiễm dẫn điện. Các ô nhiễm này được chia làm hai nhóm: o Ô nhiễm hòa tan trong nước: muối từ biển, muối từ đường giao thông bộ, phân bón, muối từ khói thải công nghiệp bám vào bề mặt sứ hơi ẩm từ sương mù  lớp dẫn điện o Ô nhiễm không hòa tan: có thể gây hại bằng cách tăng độ bám của nước và muối vào bề mặt sứ
  17.  Điện áp phóng điện bề mặt giảm mạnh bởi lớp ô nhiễm dẫn điện và phụ thuộc lớn vào loại điện áp tác dụng Loại điện áp Điện áp phóng điện* Xung sét 90% Xung nội bộ 50% AC 20% DC 15% * Điện áp phóng điện trong tình trạng bề mặt sứ sạch và khô có giá trị là 100%
  18.  Khi điện áp U đặt lên sứ cách điện có lớp ô nhiễm dẫn điện  r xuất hiện dòng rò U I R  Điện trở của một phần tử dl của lớp ô nhiễm 1 dl dR   2r
  19.  Điện trở của lớp ô nhiễm có chiều dài lc lc lc 1 dl 1 R   dR    Kf o  o 2r  s Kf Hệ số hình dạng của sứ Với:  s   (S ) Độ dẫn điện bề mặt
  20.  Điện áp phóng điện bề mặt giảm khi mức độ ô nhiễm tăng * Điện áp phóng điện của chuỗi sứ cách điện 110 kV