Нечаус Андрій Олександрович. Вдосконалення магнітокерованого реактора для установок високовольтних випробувань силових кабелів

brief description

Нечаус Андрій Олександрович. Вдосконалення магнітокерованого реактора для установок високовольтних випробувань силових кабелів: дисертація канд. техн. наук: 05.09.01 / Національний технічний ун-т "Харківський політехнічний ін-т". - Х., 2003

Нечаус А.О. Вдосконалення магнітокерованого реактора для установок високовольтних випробувань силових кабелів. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.01 Електричні машини і апарати. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2003.
Дисертація присвячена розробці та дослідженню керованого реактора для резонансних систем випробування силових кабелів з пластмасовою ізоляцією. Запропонована конструкція магнітокерованого реактора на базі стандартного силового трансформатора для резонансних систем випробування силових кабелів. Проведені розрахунки електростатичних полів у основному робочому проміжку, на основі запропонованої методики визначення найбільшої концентрації поля, яка базується на порівнянні асимптотичних характеристик поля у різних видах особливих точок, запропоновані заходи по вдосконаленню конструкції обмоток та по зменшенню небезпечної напруженості поля. У якості ємнісних датчиків ЧР запропоновано використовувати екрани, розташовані у основному робочому проміжку реактора. Виконані розрахунки чутливості запропонованої схеми реєстрації та розпізнавання ЧР. Запропоновані критеріальні співвідношення, які дозволяють проводити обробку результатів випробувань силових кабелів та формалізувати вимоги нормативних документів до них.
Висновки, зроблені за розрахунками режимів роботи запропонованого реактора, підтверджені при випробуваннях макета реактора на основі трифазного трансформатора потужністю 20 кВА, напругою 6 кВ.

У дисертаційній роботі вирішена науково-технічна задача, пов’язана з вдосконаленням магнітокерованих реакторів трансформаторного типу для установок високовольтних випробувань силових кабелів. Коротко зупинимося на основних висновках роботи:

Розроблена конструкція магнітокерованого реактора для резонансних систем випробування об’єктів ємнісного типу. На відміну від реакторів, індуктивність яких змінюється для налаштування резонансу шляхом регулювання немагнітного зазору в магнітопроводі, що використовується у теперішній час, у запропонованій конструкції рухомі частини відсутні. При цьому, по-перше, відпадає потреба у системі регулювання реактора, що включає привідні механізми, змушені протидіяти електромагнітним зусиллям у немагнітному проміжку, по-друге, зникають низькочастотні шуми та вібрації, обумовлені цими зусиллями.
Виготовлена та досліджена експериментальна установка для випробувань об’єктів ємнісного типу на основі силового трансформатора потужністю 20 кВАр, напругою 6 кВ. На основі проведених досліджень сформульовані принципи отримання та регулювання випробувальної напруги. Запропонована методика розпізнавання власних та зовнішніх ЧР при використанні обмоток низької напруги базового трансформатора в якості датчиків системи вимірювання.
Розроблено методику проектування магнітокерованих реакторів для установок випробування силових кабелів з полімерною ізоляцією, яка враховує вплив паразитних ємностей реактора на чутливість схеми вимірювання ЧР.
Розроблена методика визначення ймовірних місць власних розрядів в ізоляційних проміжках високовольтних індуктивних пристроїв, яка базується на порівнянні асимптотичних характеристик електростатичних полів в особливих точках. Методика дозволяє обґрунтовувати конструкцію основних ізоляційних проміжків та необхідність застосування додаткових заходів для зниження вірогідності виникнення власних ЧР випробувального обладнання.
Запропонована схема виконання реактора резонансних випробувальних систем, елементи якого виконують роль датчиків ЧР. У цьому випадку відпадає необхідність у високовольтному конденсаторі зв’язку схеми вимірювань ЧР.
Розроблена методика визначення паразитних ємностей реактора, яка дозволяє визначити їх вплив на умови ослаблення ЧР на шляху від джерела до приймача.
Експериментально доведена можливість суттєвого зменшення частоти власних розрядів реактора шляхом зміни розподілу потенціалу по твірній котушок. На основі проведених досліджень запропоновані схеми включення елементів випробувальної системи.
Виконана оцінка гармонійних складових випробувальної напруги реактора, обумовлених нелінійністю його вольт-амперної характеристики. Доведено, що гармонійний склад випробувальної напруги відповідає вимогам нормативних документів.
Запропонована методика аналізу параметрів кабелів та результатів вимірювань за допомогою критеріальних співвідношень, отриманих на основі математичного апарату теорії подібності. За допомогою запропонованих критеріїв вдалося знайти помилки у діючих стандартах.
Теоретична значимість виконаних досліджень і отриманих наукових результатів полягає в подальшому розвитку теорії електричних машин і апаратів стосовно їх застосування в системах резонансних випробувань кабелів.
Практична значимість виконаних досліджень полягає в підвищенні ефективності випробувань об’єктів ємнісного типу за рахунок використання реактора трансформаторного типу, паразитні ємності якого утворюють мостову схему для визначення джерела сигналів за фазовими характеристиками.
Результати роботи використані ТК№131 "Електроізоляційна та кабельна техніка" Держспоживстандарту України та в навчальному процесі кафедр "Електропостачання" Харківського військового університету та "Електроізоляційна та кабельна техніка" Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".