H s nov q.. YÜKs k g rginlikl r V elektrik izolyasiya texnikasi

9. HAVA X TTL RIND  YARANAN QISA QAPANMA IFRAT 

G RGINLIKL RI 

_________________Milli Kitabxana__________________ 

267 

9.1.1. Qı ılcımın qövs bo almasına keçm

rti

g r hava x tti izolyasiyasında qı ılcım qısa müdd tli impuls 

g rginliyi n tic sind  ba  ver rs , o qövsl  qapanmaya keçm y   d  bil r.

Çünki qı ılcımın qövs qapanmasına keçm si üçün kifay t q d r yüks k

g rginlik qradienti, elektrik sah  g rginliyi v  bo almanın formala ma müdd ti

lazımdır. 

 Laboratoriya 

v  istismar t crüb l rin  gör , ildırımın impuls 

qı ılcımından, güclü qövs qapanmasına keçid prosesi üçün hesabatlar aparmaq 

mümkündür. Bu hesabatlarda ehtimal  msalı

 il  i ar  edilir. G rginliyi 110-

220 kV olan metal dayaqlarda ç kilmi  hava x tl rind

=0,7, i çi g rginlik

qradienti böyük olan daha yüks k g rginlikli x ttl rd  is ,

=1 götürülür. 

Izolyasiya xüsusiyy ti istifad  edil n a ac dayaqlarda is   a a ıdakı kimi 

hesabat aparılır:  

2

10

6

6

,

1

or

E

 v  ya, A.I. Dolginova gör  [9],

=(1,5 E

or

- 4) 10

-2

 

      

             

(9.1.1)

burada E

or

—farfor v  a acın c m bo alma m saf si üzr  1 mt uzunlu a dü n

orta g rginlik qradientidir, kV/m. 

 

M s l :

killi a ac dir kd   ç kilmi  35 kV-luq hava x ttind

qı ılcımın fazlar arası qövs qapanmasına keçm si ehtimalını -    t min ed n

kritik g rginlik qradientinin hesablanması:

Verilir:-qirlyanda z ncir sinin 2  d d nimç

killi P- 4,5 tipli (yeni 

markası PF-6) izolyatordan olması v  fazlar arası m saf nin 3 m t kil etm si.

H lli: Impuls qapanmasının yolu iki izolyasiya z nciri v  traversd n

keçir. Izolyasiya z ncirinin uzunlu u 2 2 0,17=0,68 m dir. Traversin uzunlu u

3 metr   b rab rdir. Elektrik x ttind  nominal g rginliyin oldu unu q bul

ed r k fazlar arası qapanmada g rginliyin i çi qradientini hesablamaq olar: 

(9.1.1) formulasına

sas n fazlar arası qövs qapanmasının ehtimalı

a a ıdakı kimi hesablanır:-  =(1,5 9,5-4)10

-2

0,1.

E

V /

5

,

9

3

68

,

0

35

Dem li, 

killi a ac dayaqlarda ç kilmi  35 kV-luq elektrik verili

x tl rind  fazlar arası qövs qapanmalarının ehtimalı çox azdır. Eyni hesabatları

izolyator z ncirind  6 izolyatoru olan v  fazlar arası m saf si 4 m olan 110 

kV-luq elektrik verili  x tl ri üçün aparsaq, ildırım impulsunun t siri il  qövs 

qapanmasının yaranma ehtimalı =0,25 olar. 

Bir çox hallarda ildırım impulsları a ac dayaqların çilikl nm sin   v

da ılmasına s b b olur. Dayaqların çilikl nm sinin s b bini impuls bo alması

_________________Milli Kitabxana__________________ 

268 

n tic sind  sür tli buxarlanma v   z rb   t zyiqinin olması il  izah edirl r.

A acın çilikl nm sinin dig r izahı is  elektrostatik qüvv l rin t siri il  a acın

lifl ri arasında böyük impuls c r yanının keçm sidir. A acın çilikl nm si

n tic sind  qı ılcım kanalı soyudan intensiv üfürm , ba  verir ki, bu da 

msalını azaldır. Ona gör , x ttl rd  tez-tez çilikl nmi   a ac dir kl r  rast 

g lm k olur. Bel  dayaq elementl rinin olması x ttl rd  çox arzu olunmaz 

haldır, çünki onların x tt m ftill ri qırılıb yer  dü ür v   a ır qısa qapanma 

q zalarına s b b olur. 

9.1.2. Elektrik x ttl rind  yaranan qövsün öz-özün  sönm

rtl ri

g r yaranan qövs q rarla mı  olarsa, x ttin avtomatik açılmasına

q d r davam ed  bil r. Qövsün dartılması v  yolunun uzanması onun 

sönm sin  s b b olur. Açıq qövsl rin dartılma n tic sind  sönm sinin s b bi,

onların öz yind   g rginlik qradientinin mü yy n kritik qiym t   q d r

azalmasıdır. Ilkin qövs uzunlu u kanalın istiqam ti il   t yin edilir. Sonra 

saniy nin yüzd  birind  qövs elektromaqnit qüvv l rinin t siri il  müxt lif 

budaqlanmalar  kilind  burularaq inki af edir. Bu zaman elektromaqnit t siri 

v  qövsün yayıldı ı kanalın formasına uy un

kild  qövs daralır, geni l nir v

ya vintvari trayektoriyalara dü ür. Havanın qızması il  yaranan konveksiya 

qüvv l rinin v  kül yin t siri il  qövs öz yi daha çox dartılır.

Qövs dartıldıqca onun müqavim ti çoxalır, qövs c r yanı azalır. 

H l lik mü yy n uzunluqda g rginlik qradienti E=U/L

qövs

 kimi t yin edilir, 

sonra is  qradient kiçik bir E

kr

,-qiym tin  çatır qövsün elektrik müqavim ti

daha çox artır v  qırılır. Qısa qapanma yerind  ilkin qövsün uzunlu u çox v

yaranan qövs c r yanı az olduqca, qövsün qırılma prosesi daha sür tli gedir. 

kil 9.1.1-d   a ac dayaqda ç kilmi  110 kV-luq elektrik verili   x tl rind

m ftill  torpaq aralı ında yaranan qövsün müqavim ti–R  v   c r yanının–I,

d yi m

yril ri verilmi dir  12  .

_________________Milli Kitabxana__________________ 

269 

k.9.1.1.Absis oxunda  s naye tezlikli c r yanların periodları

göst rilir(1-48 arasında).  A ac dayaqda, 110 kV EVX-d  yaranmı , öz-özün

sön n açıq  qövsün müqavim t-R v  c r yanının–I-zamana gör  d yi m

yrisi 

Bu 

rtl rd  qövsün öz-özün  sönm  müdd ti, qısa qapanma 

c r yanının 200-800 A h dl rind , 10-80 s naye periodunda v  ya 0.2—1.6 

san. müdd tind  ba  verir. Bu müdd t, bir qayda olaraq, x ttin avtomatik 

açılma müdd tind n böyük olur. Ona gör , açıq qövsün öz-özün  sönm si

kiçik qısa qapanma c r yanları v  ya qövsü dartıb uzada bil n, çox güclü 

kül kl r olması hallarında mümkündür. 

Qövsün öz-özün  sönm sini t min ed n minimal c r yanlar 

       C dv l 9.1.1 

Elektrik verili  hava HX-nin 

nominal g rginliyi, kV 

Qövsün sönm si üçün c r yanın

minimal qiym til ri, A 

35

15-20

10

6

10

15

20

30

Qövsd n keç n c r yanlar az olduqda  b kd  qısa qapanma öz-özün

sönür v  aralıq vv lki normal halına b rpa olunur. T dqiqatlar n tic sind

tutum c r yanlarının –I

c

 , qövsün öz-özün  sönm si üçün olan minimal 

qiym tl ri mü yy nl dirilmi dir. C dv l 9.1.1-d  onların qiym tl ri 

verilmi dir:

Neytralın izol  edilm si s b bind n qövsün öz-özün  sönm si yalnız

35 kV g rginlikl r  q d r

b k l r  xas olur. Bel

b k l rd  i çi g rginlik 

qradienti d  böyük olmur. Bir fazlı qısa qapanma c r yanları da kiçik 

oldu undan, yaranan qövs bir neç  s naye periodunda sön c kdir.

9.1.3. Neytralı izol  edilmi

b k l rd  qövs qapanmaları

_________________Milli Kitabxana__________________ 

270 

Qövs söndürücü sar acların t siri 

X tl rd  ba  ver n bir fazlı v  çox fazlı qısa qapanmalar (QQ) qövs v

metallik qapanmalara bölünür. Qövs qapanmaları zamanı fazla yer arasında v

ya fazlar arasında hava izolyasiyası qövs kanalının kiçik bir müqavim ti il

qapanır. Metallik QQ daha kiçik kontakt müqavim tin  malik olur. Elektrik 

ötürücü hava x ttl rind  qısa qapanmaların analizi, onlarda neytralın i

rejiml rin

sas n aparılmalıdır.

Son zamanlar enerji sisteml rind  gücl rin artımı v  payla dırıcı

b k l rin sür tli inki afı qq c r yanlarının artmasına s b b olmu dur. QQ 

c r yanları kritik qiym tl ri a dı ından açar v  aparatların açma qabiliyy ti,

onlara nisb t n yet rsiz olmu dur. Ona gör  bel

b k l rd  avadanlıqların

artan güc  uy un olaraq d yi dirilm si v  ya qq c r yanlarının

m hdudla dırılması lazım g lir. Avadanlı ın d yi dirilm si böyük x rcl r v

çoxlu zaman t l b edir, enerji t chizatında fasil l r yaranır,

b k nin

etibarlılı ı azalır. Yeni güc artımı olduqda açar yen   d   d yi dirilm li olür. 

Ona gör  bu hallarda avadanlı ı d yi dirm kd ns  qq c r yanlarının

azaldılması uy ün görülür. Bu is  qüvssöndürücü v  ya c r yan

m hdudla dırıcı reaktorlar vasit si il  h yata keçirilir. 

35 kV – a q d r yüks k g rginlik

b k l rind , neytralı izol  edilmi

rejiml r v  ya rezonans-torpaqlanma qaydasında, neytralında qövs söndürücü 

induktiv sar acları olan reaktorlar qo ulmu  sxeml r t tbiq edilir 

k.9.1.2 v

9.1.3. 

           Avropa  ölk l ri v  Amerikada  sas n transformatorların yüks k

g rginlik dolaqlarının orta nöqt si d yi n aktiv müqavi mtl  (20-800 Om 

arasında) yer  birl dirilir. Mühafiz  qur uları is :- 3  d d c r yan

transformatorları v  4  d d relel r vasit si il , bütün fazalarda v  neytral 

nöqt l rd  ulduz birl m  il

laq l ndirilir. Bu halda  b k nin bütün qısa 

qapanmalardan mühafiz si tam t min edilmi  olur. 

Sovetl rd n ayrılan xarici dövl tl rd  oldu u kimi, ölk mizd   d  35 

kV-a q d r olan  b k l r neytralın izol  edilmi  rejiml rind   i l dilir.

g r

bel

b k d  yerl  qısa qapanma ba  ver rs

b k nin bütün tutum 

c r yanları qövs vasit si il  yer  axacaqdır. Bu c r yan h r üç fazın toplam 

i çi tutumlarına aid oldu undan a a ıdakı kimi hesablanır:

               I

t

=U

f

·3 C

f                                                                                  

(9.1.2)

Hesabatlarda

b k nin induktivlikl ri kiçik olması s b bi il   n z rd n

atılır. Hesabata daxil edilmi

C

f

– parametri fazanın yer   n z r n olan 

tutumunu göst rir. Yuxarıda deyildiyi kimi HX-d tranpozisiya usulu il   h r

fazdakı tutumların qiym ti, bütün fazlar üçün b rab rl dirilir. Elektrik verili

hava x ttl rind  qısa qapanmalar:- bir fazlı, fazlar arası (iki v   ya  üç  faz) 

_________________Milli Kitabxana__________________ 

271 

yaranan qövs  killi v  ya metallik qapanma kimi ola bil r. Qövs qapanmaları

zamanı fazla yer arasında v  ya fazlar arasında hava izolyasiyası qövs 

kanalının kiçik bir müqavim ti il  qapanır. Bel  qapanmalar ildırım t siri v  ya 

daxili ifrat g rginlikl rd n v  h tta çirkl nm  v  n ml nm  güclü olduqda i çi

g rginlikl rd n d  ola bil r. B z n is , mexaniki s b bl rd n x tt m ftili 

qırıldıqda da qısa qapanma ola bil r

k.19.1.2. T crüb l r göst rir ki, 6, 10-35 

kV

b k l rd  bel  qapanmalar ümumi q zaların 70%-ni t kil edir. 

HX-ri üçün yerl  qısa qapanma tutum c r yanlarının 1 kV nominal 

g rginliy  v  1 km x tt m saf sin  aid xüsusi qiym ti, 3mA/km·kV q bul edilir. 

KX-d  is , bu xüsusi c r yanın qiym tl ri 60-250 mA/km·kV  h ddl rind

d yi ir. Böyük qiym tl r en k siyi çox, g rginliyi is  nisb t n a a ı olan – 6 

(10) kV kabell r  aiddir. Aydındır ki, h min kabell rin i çi c r yanları da 

nisb t n böyük olur. 

Bel likl

b k nin gücü, g rginliyi v  paylanma d r c si (x ttl rin 

uzunlu u v  ya kabel birl m l rinin sayı) artdıqca bir fazlı qısa qapanmalarda 

yaranan c r yanlar daha böyük qiym tl r  çatır v  bu s b bd n, qövs davamlı

olaraq yanır . Bu is , daha qorxulu v  böyük q za rejiml rin  (yerl  iki fazlı v

ya fazlar arası qapanmalara) s b b olur. Ona gör  yerl  qısa qapanmanın öz-

özün   l

v edilm si üçün, mü yy n

rtl rd  tutum c r yanlarını azaltmaq 

lazım g lir ki, bunun  üçün d  kompensasiya sar acları t tbiq edilir. Bu 

sar acların- L

s

 induktiv müqavim tl ri rezonansa kökl ndikd  yaranan tutum 

c r yanları tamamil  sıfıra yaxınla ır:-

f

s

C

L

2

0

3

1

. Burada 

0

 rezonansa 

kökl nmi  konturun m xsusi tezliyidir. Bu halda hesabat sxemin  gör   q za

rejimind

b k d n keç n tam c r yan a a ıdakı kimi hesablanır:

2

2

c

a

I

I

I

(9.1.3)

Lakin, sar acın induktivliyinin tam rezonansa kökl nm si tövsiy  edilmir. 

Burada tutum parametrinin mü yy n q d r artıqlı ı saxlanmalıdır. Bu halda 

rezonansdan k narla ma d r c si– k  t sir edir.  Sar acın induktivliyi is k-ya

müt nasib olmalıdır. k d di, qısa qapanma zamanı sar acdan keç n c r yanın, 

qısa qapanma yerind  yaranan tutum c r yanına nisb ti kimi t yin edilir: 

2

2

0

2

3

1

f

s

c

k

C

L

I

I

k

(9.1.4)

Onda rezonansdan k narla ma  msalı d qiq olaraq,   = 1-k = =

2

2

0

1

kimi 

hesablanır.

_________________Milli Kitabxana__________________ 

272 

k.9.1.2. Bir fazlı qısa qapanmı

b k nin sxemi 

k.9.1.3. Neytralına kompensasiya sar acı ba lanmı

b k  a) 

 v  onun  elektrik  v z sxemi - b)

Bu halda qısa qapanma zamanı qövsd  olan qalıq c r yanı a a ıdakı kimi t yin

edilir:

2

2

c

a

qal

I

I

I

(9.1.5)

Bu formulada I

a

- sar acın bütün sızma c r yanları v

b k nin qısa 

qapanma zamanı bütün aktiv keçiricilikl rind n axan c r yanların I

a

=U

f

·g

s

,

c mi, I

c

–qısa qapanmanın tutum c r yanıdır.

_________________Milli Kitabxana__________________ 

273 

Tam c r yanın ifad sind n görünür ki, rezonansdan k narla ma  msalı

kiçildikc , qövsün qalıq c r yanı I

qal

 azalacaqdır. v=0   v  ya k=1 olan tam 

rezonans halında, yerl m   c r yanı yalnız aktiv t kiledicid n ibar tdir. 

Sar acların t siri iki amill  ba lıdır.

vv la, sar aclar qısa qapanma zamanı

yaranan v  yer  axan c r yanları kompensasiya edirl r v  qövsd n keç n qalıq

c r yanını minimuma q d r azaldırlar. Ikincisi, sar aclar qövsün b rpa olunma 

g rginliyini k skin azaldırlar ki bu da qövsün t krar yanmasını ng ll yir.  

Neytralı birba a torpaqlanmı  110 kV v  daha yüks k g rginlikli

x ttl rd  birfazlı QQ n tic sind  sa lam fazların g rginlikl ri 1,3·U

f

-dan 

böyük olmür. Bu rejim qısa müdd td  keçir v  çox qorxu yaratmır. Lakin 

sonra x ttin uclarındakı açarların t xmin n 1 san gecikm  il  açılmaları qısa

müdd td  birt r fli qidalanma rejimin   v  sa lam fazlarda böyük ifrat 

g rginlikl r   s b b olur. Sa lam fazlarda g rginliyin daha böyük olmasının

s b bi uzun x ttd  tutum effekti hesabına artan g rginlik il  birfazlı QQ-n 

qeyri simmetrik rejim g rginliyinin toplanmasıdır.

Bir fazlı QQ g rginlik hesabatları simmetrik t kiledicil r metodu il

aparılır. Burada qısa qapanma nöqt sin -U

a

ks istiqam tli ekvivalent g rginlik

m nb i qo ulur. X ttin qeyri simmetrik rejim parametrl rini Z

1

, Z

2

Z

0

–düz,  ks 

v  sıfır ardıcıllıqlı k miyy tl r kimi göst rirl r. Onda QQ c r yanı üçün:

0

2

1

3

Z

Z

Z

U

I

a

qq

yazmaq olar.                    (9.1.6)

Bu halda ayrı-ayrı ardıcıllıqların c r yanları biri-birin  b rab rdir: 

0

2

1

0

2

1

3

Z

Z

Z

U

I

I

I

I

a

qq

           (9.1.7)  

H r fazın g rginliyi QQ-ya q d r h min fazda olan normal g rginlikl ,

üç simmetrik t kiledici c r yanların yaratdı ı g rginlikl rin c mi kimi t yin

edilir: -  U

1

=-I

1

·Z

1

 , U

2

=-I

2

·Z

2

v U

0

=-I

0

·Z

0

Generator  inl rind n uzaq m saf l rd  olan nöq t l rd

Z

1

v

Z

2

müqavim tl ri t xmin n eynidir. Ona gör m=Z

0

/Z

1

=Z

0

/Z

2

q bul edilir:

1

0

1

2

1

2Z

Z

Z

U

U

U

A

v

A

A

U

m

m

Z

Z

Z

U

U

2

2

1

0

0

0

         (9.1.8) 

Z d l nmi  A fazasında h r üç t kiledici eyni istiqam tli vektorlar 

kimi toplanaraq –U

A

 g rginliyin  b rab r olur.   

9.2.1. Elektrik verili l rind  q rarla mı  ifrat g rginlikl r

M s l nin riyazi  sasları. Elektrik ötürm l rind   b z n, müxt lif i çi

v

m liyat rejiml rind  x ttl r qısa müdd tl rd  yüksüz i  v ziy tin  keçirl r. 

Bu hallar  n çox, sinxronla ma v  yükl rin q fl t n açılması zamanı ba  verir. 

_________________Milli Kitabxana__________________ 

274 

H r iki halda sonu açıq olan x ttin sinusoidal g rginliy  qo ulmu  kimi bir 

v ziyy ti alınır. Bu zaman, x ttin sonunda c r yan sıfır olur I( )=0. Bu halda, 

ba lan ıc v  son nöqt l rd     x ttd ki g rginlik v   c r yan üçün, ümumi 

hiperbolik t nlikl rd n a a ıdakı ifad l ri  yazmaq  

olar:            

,

0

;

0

sh

Z

U

I

ch

U

U

d

(9.2.1)

burada  - g rginlik v   c r yan dal asının yayılma  msalıdır. M ftill rd

taclanmanı n z rd n atdıqda,

L

j

R

LC

j

C

j

L

j

R

1

(9.2.2)

burada   =314 san

-1

 – m nb in tezliyi; R, L, C- x ttin vahid uzunlu unda

müqavim t, induktivlik v  tutumdur.   Vahid uzunluq olaraq, çox hallarda 1 km 

m saf  götürülür. Hava x ttl ri üçün aktiv müqavim tin- R« L, (R 0,08· L)

oldu unu n z r  alaraq,    v  dal a müqavim tinin ifad l rini a a ıdakı kimi 

sad l dirirl r:

j

C

L

R

LC

j

L

j

R

LC

j

2

1

(9.2.3)

j

z

L

j

R

C

L

C

j

L

j

R

Z

d

d

1

2

1

                        (9.2.4) 

burada  -dal anın sönm

msalı;

= /c=1.05*10

-3

rad/km –faza d yi m si 

msalı, z

d

-dal a müqavim tidir.

9.2.2. Yüksüz x ttl rin sonunda g rginlik artımları

g r,

k.9.2.1-d  veril n sxem rezonans  rtl rind n uzaq olarsa, onda 

m nb in

 tezliyind  müqavim tin t sirini v R parametrini n z rd n atırlar.

Bu halda (9.2.1) t nlikl rind  hiperbolik kosinus v  sinus funksiyaları, dair vi

funksiyalarla v z edirl r: 

sin

0

cos

0

d

Z

U

j

I

U

U

(9.2.5)

_________________Milli Kitabxana__________________ 

275 

Ötürm

msalı- K,   t nliyind n, x ttin sonundakı g rginliyin

vv lind ki g rginliy  olan nisb ti kimi t yin edilir (9.2.1).  Bu zaman (9.2.3) 

t nliyind n yayılma  msalı = +j  kimi n z r  alınarsa : 

sin

cos

1

1

0

jsh

ch

ch

U

U

K

                  (9.2.6)

«1 oldu undan, bu ifad l rd  ch

1 v  sh

 kimi  v z edilir:

sin

cos

1

j

K

 

                         (9.2.7)

 (9.2.7)  ifad sin  gör , U( )–in, U(0) =E  v  müxt lif x-lar üçün, x ttin 

uzunlu undan asılılıq yrisi qurulmu dur

k.9.2.1,-1  yrisi.  yrinin rezonanas 

xarakterli oldu u aydın görünür. Rezonans  = /2 olduqda v

f=50 Hz

tezlikd , =1500 km  m saf d  ba  verir. Bu uzunluqda olan x ttin, m xsusi

r qsl nm l rinin tezliyi m nb in tezliyin   b rab r olur v  tam periodu 

a a ıdakı kimi ifad  edilir:

2

/

4

4

4

2

1

1

LC

c

T

(9.2.8)

X ttin sonunda rezonanas g rginliyinin qiym ti, R v

= /2 n z r

almaqla (9.2.6) ifad sind n hesablanır:

QE

U

R

L

LC

C

L

R

U

U

U

4

0

4

1

2

0

2

2

0

(9.2.9)

burada Q-x ttin keyfiyy t msalıdır Q=

/R.

Yüksüz x ttin giri  müqavim ti is ,

ctg

jz

jU

U

z

Z

d

d

gir

sin

cos