Физические основы разряда молнии. Формирование грозового облака, разряд в длинном воздушном промежутке (ступенчатый лидер)

Физические основы газового разряда

• Газовый разряд как ионизационное состояние газа, создаваемое и поддерживаемое электрическими полями. Самостоятельный и несамостоятельный разряд. Многообразие газовых разрядов.
• Стационарные разряды постоянного тока.
• Разряды высокого давления
• Дуговые разряды.
• Импульсные разряды
• Высокочастотные (ВЧ) разряды
• Сверхвысокочастотные (СВЧ) и оптические (лазерные) разряды
• Комбинированные разряды.
• Разряды в потоках газа
• Использование газовых разрядов.
• Неустойчивости газовых разрядов..

Образование грозовых облаков

Условия:

1. высокая влажность воздуха (80 - 100 %)

2. сильные восходящие потоки (30 - 50 м/с)

Нет 1 — торнадо, смерч

Нет 2 — туман

Поднимаясь, теплый воздух охлаждается и пар начинает конденсироваться в капли воды. При движении капли заряжаются и дробятся, образуя мелкую водяную пыль. Заряд минус.Разносятся ветром на большие расстояния. Остатки поднимаются выше и при Т~-10¸ -15°С(высота~5 км) капли замерзают и дробятся. Заряд плюс

• Структура грозового облака
• 
• Суммарный заряд облака до разрядов q=0 Низ ~+4 Кл, середина ~ -20 Кл, верх ~+16 Кл
• Стадии развития грозового облака
• 1. зарождение с разрастанием облака (10 – 15мин); 2. Зрелая стадия с интенсивными осадками, сопровождаемыми холодными нисходящими потоками и резкими порывами ветра (15 – 30 мин); 3. распад облака при прекращении восходящих и нисходящих потоков воздуха и постепенном выпадении осадков (около 30 мин).

5. измерительные и испытательные установки высокого напряжения. Основные виды, требования, область применения. Испытательные установки высокого напряжения предназначены для получения высокого регулируемого переменного напряжения, с помощью которого испытывают изоляцию повышенным напряжением. Основным узлом установки является испытательный трансформатор, отличающийся от силового трансформатора аналогичного класса напряжения малой мощностью, ограниченным временем включения, малым запасом электрической прочности изоляции. Испытательные трансформаторы имеют большой коэффициент трансформации и значительную индуктивность рассеяния. Испытательные трансформаторы большей частью являются однофазными и выполняются в трех модификациях: в изолирующем корпусе, в металлическом корпусе с одним вводом и в металлическом корпусе с двумя вводами.

В связи со сложностью изготовления ввода на большое напряжение максимальное напряжение, на которое изготовлен трансформатор с одним вводом, составляет 1200 кВ, его общая высота составляет 15.5 м, из которой наружная часть ввода составляет более 9 м. Конструкция испытательного трансформатора упрощается, если для вывода высокого напряжения из бака используются два ввода, каждый из которых рассчитан на половину номинального напряжения (рис. 9.1). Обмотка низкого напряжения располагается на одном стержне сердечника и изолируется от него на половину номинального напряжения. Обмотка высокого напряжения состоит из двух частей, расположенных на обоих стержнях магнитопровода. Средняя точка обмотки ВН соединяется с маг-нитопроводом и баком трансформатора. Один из концов обмотки ВН заземляется, и бак находится под половинным напряжением трансформатора.

Между обмотками ВН и НН располагают незамкнутый проводящий защитный экран, препятствующий передаче импульсов напряжения через межобмоточную емкость при перекрытии испытуемой изоляции. Кроме того, в трансформаторе обычно имеется не изображенная на рис. 9.1 обмотка связи, состоящая из двух параллельно соединенных друг с другом частей, расположенных на разных сторонах сердечника. Эта обмотка улучшает связь полуобмоток трансформатора и снижает напряжение короткого замыкания. Вторая обмотка НН используется при соединении трансформаторов в каскад с последовательным питанием для получения сверхвысоких испытательных напряжений. Обмотки ВН каскада соединяются последовательно, а питание каждого последующего трансформатора осуществляется через предыдущий (рис. 9.2). При этом первый трансформатор оказывается более загруженным; для разгрузки иногда применяют схемы с параллельным питанием повышающих трансформаторов через изолирующие трансформаторы.

Провода, соединяющие трансформаторы друг с другом, помещены в экраны, имеющие тот же потенциал, что и провода, но с большим радиусом, что препятствует возникновению короны. Измерение напряжения на выходе установки может производиться по первичному напряжению испытательного трансформатора, а также вольтметр может присоединяться на отвод высоковольтной обмотки. Другие возможности измерения напряжения рассматриваются далее.

Для регулирования напряжения применяются регулировочные автотрансформаторы, индукционные регуляторы и двигатель-генераторные установки. Максимальная мощность регулировочных автотрансформаторов обычно не превышает 50-100 кВА. При больших мощностях для плавного регулирования напряжения могут быть использованы индукционные регуляторы, представляющие собой трансформаторы с взаимно перемещающимися обмотками, не имеющие скользящих контактов и обеспечивающие плавное регулирование напряжения. Двигатель-генераторные установки применяют для питания трансформаторов напряжением 500 кВ и выше и трансформаторных каскадов. Эти установки обеспечивают плавное регулирование напряжения, независимость испытательного напряжения от колебаний напряжения сети и синусоидальную форму испытательного напряжения. Частота испытательного напряжения не должна отличаться от 50 Гц более чем на 10%.

\

БИЛЕТ 18

Рабочие параметры гидротурбины.__

16 Чем обусловлен выбор режима нейтрали для электрической сети.

Режим нейтрали влияет на надежность электрической сети, качество электрической энергии, экономичность и безопасность эксплуатации.
В настоящее время принято следующее выполнение электрических сетей:
электрические сети напряжением до 1 кВ – как с изолированной, так и с глухозаземленной нейтралью;
электрические сети напряжением 6, 10 и 35 кВ – с изолированной ней-тралью без компенсации емкостной составляющей тока замыкания на землю и с компенсацией. Компенсация емкостного тока замыкания на землю долж-на применяться при значениях этого тока в нормальных режимах:
- в сетях напряжением 3-20 кВ, имеющих железобетонные и металлические опоры воздушных линий электропередачи, и во всех сетях напряжением 35 кВ – не более 10 А;

- в сетях, не имеющих железобетонные и металлические опоры на воздушных линиях электропередачи:
более 30 А при напряжении 3-6 кВ;
более 20 А при напряжениии 10 кВ;
более 15 А при напряжениии 15-20 кВ;
- в схемах генераторного напряжения 6-20 кВ блоков генератор-трансформатор – более 5 А.

Основным фактором в пользу изолированной нейтрали в электрических сетях напряжением до 1 кВ является бесперебойность электроснабжения трехфазных потребителей.
Главный выигрыш от применения электрических сетей с изолирован-ной нейтралью и компенсацией емкостной составляющей тока замыкания на землю – повышение надежности электроснабжения.