Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 28. 7 augusti 1948 - Restladdningar vid prov med stötspänning, av Hjalmar Eklind
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
45<i
TEKNISK TIDSKRIFT
prov
621.317.333.015.33
Vid all isolatorprovning med stötspänning bör
förekomsten av på isolatorytan kvarsittande restladdningar
beaktas. Hinner dessa laddningar icke avledas, innan nästa
slöt följer, förändrar de fältfördelningen kring isolatorn
på sådant sätt, att dess överslags- och hållspänning
skenhart höjes. Hos ställverksisolatorer, vilka i regel har ett
i förhållande till bottenfästet litet toppfäste, är ökningen
vid positiv stöt relativt obetydlig. Vid negativ polaritet på
stöten kan däremot ända upp till 40 % högre värden på
överslagsspänningen erhållas än då restladdningar på
isolatorytan saknas. Härav följer, att man under ogynnsamma
förhållanden får ett relativt högt polaritetsförhållande,
vilket uppmätts till 1,8 och i enstaka fall till ännu högre
värde1. König2 anger dock för ställverksisolatorer
polari-lelsförhållandet till 1,2, ett värde som kan tyda på
frånvaron av restladdningar vid proven.
Med hänsyn till att restladdningarnas inverkan på
överslagsspänningen är obetydlig vid positiv stöt kan kanske
invändas, att restladdningsproblemet saknar större
betydelse, enär proven vanligen utföras med såväl positiv som
negativ stöt. I en del fall måste man dock ta hänsyn till
enbart den negativa överslagsspänningen. Så är t.ex. fallet,
när det gäller att dimensionera frånskiljare i
överensstämmelse med SEN 30 § 5 mom. 10. Även vid val av
överspänningsskydd för en anläggning är det av vikt, att
isolatorernas stöthållfasthet vid negativ impuls icke överskattas.
Restladdningarnas karaktär och uppkomst
Av undersökningar utförda vid Vattenfallsstyrelsens
provningsanstalt i Älvkarleby framgår, dels att
restladdningarnas polaritet, oberoende av stötens polaritet, alltid är
negativ, dels att laddningarnas potential, förutom av
stöt-spänningens amplitud, synes vara i hög grad beroende
av isolatorns utformning. Det sistnämnda förhållandet
torde bäst framgå därav, att på en 50 kV ställverksisolator
med symmetriskt anordnade vida flänsar, en i vardera
ändan, uppmättes potentialen vid undre flänsen till ca
7 000 och 11 000 V vid resp. positiv och negativ polaritet på
stöten. Vid övre flänsen var potentialen nära nog noll vid
häda polariteterna. På en 70 kV ställverksisolator med en
mindre fläns anbringad ungefär på porslinets halva höjd
uppmättes däremot vid negativ polaritet på stöten
potentialen till ca 13 000 V strax ovanför mittflänsen ocli till noll
Fig. 1. Provisolatorer
med olika
flänsanord-ning, för t.v. 70, t.h.
50 kV.
strax under denna fläns. Vid positiv polaritet på stöten
uppgick maximala potentialen nära toppändan till endast några
hundra voit. Isolatorernas utformning framgår av fig. 1.
För uppmätning av potentialen användes en elektrostatisk
voltmeter med en kapacitans på ca 1 pF. Skall man
kunna uppladda denna i och för sig obetydliga kapacitet,
måste man uppsamla alla på en tillräckligt stor del av
isolatorytan befintliga punktladdningar. Detta uppnås
genom att anbringa en stanniolremsa av lämpligt format på
det ställe av isolatorytan, där potentialen skall bestämmas.
Av det ovan anförda framgår, att uppladdningens storlek
och läge på isolatorytan helt kan förändras beroende på
hur denna är utformad. Detta förhållande samt det
faktum, att restladdningarna alltid har negativ polaritet, tyder
på att laddningarna icke kan uppkomma vare sig genom
influens eller polarisation. Däremot kan man nöjaktigt
förklara restladdningsfenomenet med stötjoniseringsteorin.
Enligt denna är luften vid atmosfärstryck mer eller mindre
ledande på grund av förekomsten av joner. Dessa rör sig
i de elektrostatiska kraftlinjernas riktning med en
hastighet, som är proportionell mot den påtryckta spänningen.
Stegras denna tillräckligt, blir jonernas hastighet så stor,
att de vid sammanstötning med luftmolekylers neutrala
atomer förmår frigöra elektroner. Större delen av de
frigjorda elektronerna går till den positiva polen, men en
del samlas på isolatorns yta, enär kraftlinjerna även
träffar denna och stannar kvar där, om luften är tillräckligt
torr. Denna förklaring kan även tillämpas på isolatorer,
som är ihåliga, och prov har bekräftat, att negativa
restladdningar stannar kvar även på hålrummets yta.
De sålunda på isolatorytan utbildade negativa
laddningarna medför, att de elektrostatiska kraftlinjerna tvingas
att gå längre ifrån isolatorytan. Isolatorns fältbild
kommer därför mer att efterlikna fältbilden för anordningen
spets—platta, och man erhåller en överslagsspänning, som
närmar sig det rena luftöverslaget för spetsplatta1.
Restladdningarnas oskadliggörande
Emedan restladdningar vållar felaktiga mätresultat, bör
man vid stötprov tillse, att dylika uppladdningar ej kan
kvarstanna på isolatorytan. Då det vid rutinprov med
måttliga stötspänningsamplituder är önskvärt att tiden mellan
stötarna icke överskrider 2—4 s, bör för att
restladdningarna med säkerhet skall hinna avledas under denna
tidsrymd luftens fuktighet icke underskrida ett visst värde.
Genom prov har utrönts, att vid en relativ luftfuktighet av
ca 30 % vid + 16°C restladdningens potential 5 min efter
stöten sjunkit till halva begynnelsevärdet. I genomsnitt
kan man då räkna med att tiden till dess uppladdningen
hunnit helt avledas uppgår till ca 10—15 min. Likaledes
har vid ett prov konstaterats, att restladdningens potential
10 s efter stöten uppgick till endast några procent, då
relativa fuktigheten var 50 % vid + 23°C. Som exempel på
luftfuktighetens inverkan på överslagsspänningeu kan
nämnas, att denna vid nyssnämnda provtillfällen på en
50 kV ställverksisolator uppgick till 500 kV vid 30 % och
360 kV vid 50 % relativ fuktighetshalt. Det är troligt, att en
hastig och fullständig avledning av restladdningarna sker
först vid en avsevärt högre luftfuktighet än som ovan
antytts. 1 en del fall torde det icke vara möjligt att utan vidare
snabbt och fullständigt avleda uppladdningarna på grund av
de företrädesvis i större isolatorporslin förekommande
hål-rummen, särskilt när dessa äro hermetiskt tillslutna. De
extremt höga värdena på överslagsspänningen synes inan
dock undgå redan vid måttligt torr luft, och del vore
därför lämpligt att vid omarbetning av SEN 26 införa ett
minimivärde på luftfuktigheten vid stötprov.
Litteratur
1. Rebhan, I: Beitrag zur Frage des Vberspannuiigsscliulzes, ETZ
54 (1933) s. 1165.
2. König, E: Die Sicherlieit elektrischer Anlagen gegenüber
Stoss-spannungen, ETZ 58 (1937) s. 1179.
Kestladdningar vid
med stötspänning
Ingenjör Hjalmar Eklind, Älvkarleby
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
