Измерение распределение напряжения вдоль гирлянды изоляторов

Переменное напряжение распределяется по изоляторам гирлянды неравномерно. С увеличением числа изоляторов в гирлянде неравномерность возрастает.

Распределение напряжения по изоляторам гирлянды можно определить с помощью схемы замещения, показанной на рис. 6. Для этой схемы
К – собственные емкости изоляторов; С₁ – емкости металлических элементов относительно заземленных частей сооружения (опора, заземление тросов);
С₂ – емкость этих же элементов относительно частей установки, находящихся под напряжением (проводов, арматуры); r – сопротивление утечки по поверхности изоляторов.

Рис.6. Гирлянда изоляторов (а) и схема замещения гирлянды (б).

К - собственные емкости изоляторов; С₁ – емкости металлических элементов относительно заземленных частей сооружения (опора, заземление тросов); С₂ – емкость этих же элементов относительно частей установки, находящихся под напряжением (провода, арматуры); R – сопротивление утечки по поверхности изоляторов, l – длина гирлянды.

Распределение напряжения зависит только от емкостей К, С₁ и С₂. При отсутствии емкостей С₁ и С₂ напряжение распределялось по изоляторам равномерно. В реальных условиях С₁ = 4…5 пФ, С₂ = 0,5…1 пФ, поэтому ток, протекающий через емкости К изоляторов не остается постоянным. На рис.7 приведена схема для случая С₁ 0 и С₂ = 0 и условно показано распределение токов, через соответствующую емкость ближайшего провода изолятора протекает наибольший ток, а через емкость изолятора, ближайшего к «земле», – наименьший. При этом напряжение вдоль гирлянды распределяется неравномерно.

Рис. 7. Влияние емкости С₁ на распределение напряжения вдоль гирлянды.

В реальных условиях распределение напряжения вдоль гирлянды оказывает влияние как емкости С₁ так и емкости С₂. При этом изоляторы, расположенные в средней части гирлянды оказывается менее нагруженными чем изоляторы у концов гирлянды. Вследствие того, что С₁ > С₂ наибольшее падение напряжения приходится на изоляторы ближайшие к проводу (рис.8).

Рис.8. Распределение напряжения вдоль гирлянды при нормальном состоянии изоляторов (1) и при дефектном 3-ем изоляторе (2).

Выравниванию распределения напряжения гирлянды способствует применение специальной арматуры в виде колец, восьмерок и овалов, которые укрепляются в подвески провода. Такая арматура увеличивает емкость С₂ изоляторов, ближайших к проводу и тем самым уменьшат долю напряжения приходящуюся на эти изоляторы. Аналогичные влияния оказывает и расщепление проводов в фазе. Согласно «Правилам технической эксплуатации» на линиях и подстанциях периодически производится проверка состояния изоляторов в гирляндах и колонках. Проверка производится с помощью штанги (рис. 9), с ее помощью получают кривую распределения напряжения по элементам гирлянды, сравнивая кривые распределения напряжения вдоль гирлянды при нормальном состоянии изоляторов и при наличии дефектов определяют расположение дефектного изолятора (рис. 8).

Рис.9.