Generatorul de Impuls de Tensiune

CAPITOLUL 1

MEMORIU JUSTIFICATIV

Creşterea continuă a consumului de energie electrică, caracteristică dominantă a timpurilor noastre determinată de ritmurile înalte de dezvoltare a economie, este însoţită de producerea şi transportul unei cantităţi tot mai mari de energie, la tensiuni din ce în ce mai înalte.

Trecerea la o tensiune superioară pentru transportul energiei eletrice reprezintă o problemă cu importante repercursiuni economice şi tehnice. Printre acestea se impune necesitatea aprofundării studierii supratesiunilor intene, a caror importanţă creşte odata cu tensiunea nominală a reţelei electrice.

Nivelul de izolaţie a reţelelor şi a echipamentelor de înaltă şi foarte înaltă tensiune se alege în principal în funcţie de valoarea supratensiunilor intene.

In condiţii normale de funcţionare şi exploatare, izolaţia echipamentului electric şi a instalaţiilor de producere, transport şi uttilizare este supusă tensiunii nominale a reţelei sau cel mult tensiunii maxime de lucru.

Din motive diferite, legate sau nu de funcţionarea reţelei într-un punct sau altul al sistemului electroenergetic, pot apărea supratensiuni de durată mai lungă sau mai scurtă, adică câmpuri electrice periculoase pentru construcţiile izolante.

Orice echipament electroenergetic este supus la o serie de solicitări: mecanice, chimice, termice, cea mai importantă fiind solicitarea electrică care se manifestă sub formă de supratensiuni interne şi externe.

Prin supratensiune se înţelege o creştere anormală atensiunii în raport cu UN, tensiunea nominală, susceptibilă să producă deranjamente şi avarii, care periclitează siguranţa şi buna funcţionarea a liniilor, aparatelor şi maşinilor electrice, prin soliciarea sau deteriorarea izolaţiei electrice a acestora.

Supratensiunile externe în sistemul electroenergetic apar datorită loviturilor de trăznet şi sunt nominalizate în STAS, sub forma unui impuls de tensiune aperiodic 1,2/50µs de polariate pozitivă sau negativă.

Supratensiunile intene, numite şi supratensiuni de comutaţie, apar datorită unor modificări interne bruşte ale prametrilor sistemului electroenergetic: manevre voite, comutaţii automate, avarii. Un mare număr de avarii din reţelele electrice sunt provocate de supratensiunile interne.

Odata cu creşterea tensiunii nominale a reţelelor electrice creşte şi importanţa acestor supratensiuni; ampliudinea suparatensiunilor atmosferice este parctic independentă de tensiunea de funcţionare a reţelelor electrice, pe când amplitudinea supratensiunilor interne este direct proporţională cu această tensiune.

Supratensiunile interne sunt rezultatul unor cauze interneale subsistemelor electroenergetice, apărând ca urmare a unor comutări voite sau accidentale ale diferitelor elemete sau punerilor la pământ.

Supratensiunile interne apar în sistemele electrmagnetice datorită comutaţiilor operative (conectarea şi deconectarea liniilor în gol) sau de avarie sau post-avarie (deconectarea, scrtcircuie, etc.).Diferitele comutaţii sunt îsoţite de procese tarnzitorii cu caracter oscilatoriu amortizat, amplitudinea oscilaţiilor putând depăşi de câteva ori amplitudinea tensiunii de serviciu.

În stadiul actual al dezvoltării cunoştinţelor în privinţa comportării intervalelor izolante nu se pot deduce relaţii teoretice asupra acestei comportări, motiv pentru care este necesar să se facă apel la încercările de laborator. În acort cu recomandările CEI, se efectuează în prezent înercări de tip şi încercări individuale sau de serie asupra tuturor produselor.

Încercarea de tip se efectuează asupra unui singur aparat sau a câtorva exemplare din tipul considerat şi este o încercare complexă, care demonstrează că toate aparatele construite asemănător fac faţă exigenţelor acestei încercări. Pe baza acestor încercări se deduc proprietăţile izolaţiei.

Dimensiunarea izolaţiei echipamentelor elecrice de înaltă şi foarte înaltă tensiune se face în funcţie de supratensiunea de comutaţie şi nu de supratensiunea atmosferică.

Undele de supratensiune de comutaţie au o formă foarte diferită şi o durată de timp variind de la câteva sute de microsecunde pâna la cateva perioade ale tensiunii de frecvenţă industrială. De aceea este dificil de a se definitiva o formă unică a undei de tensiune care să fie folosită la încercarea izolaţiei în vederea stabilirii comportării la supratensiuni de comutaţie.

În ţara noastră, în conformitate cu standardul în vigorare potrivit recomandărilor CEI, impulsul normalizat pentru supratensiunile interne este de 250/2500µs, formă de tensiune care conduce la cea mai slabă compotate a izolaţiei şi este asemănătoare cu cea care apare în reţele. Plaja de frecvenţă a supratensiunilor de comutaţie este cuprinsă între ordinul sutelor de Hz şi a zecilor de kHz. Datorită caracterului de undă lungă se apreciază ca supatensiunea de comutaţie este cea mai aspră solicitare de impuls.