Teori spørsmål øving 2 Flashcards
(19 cards)
Hvordan defineres en standard lynimpuls (støt). Tegn opp. Forklar spesielt hvordan fronttiden,
halvverditiden og amplituden er definert. Hva er statistisk middelverdi av foran nevnte
parametere ut fra registreringer som er foretatt av lynnedslag.
NTNU Campus Gjøvik Studieretning Elkraftteknikk
IELEG3399 HØYSPENNINGSnett og anlegg 05.05.2023
side 2
Del 11: Lynoverspenninger og bølgerefleksjoner
Oppgave 1
a) For standard lynimpuls:
For å finne fronttiden dras en rett linje gjennom 0,3·Imaks og 0,9·Imaks. Verdien for t,
der denne linjen skjærer t-aksen regnes som starttidspunktet tstart for estimering av
frontiden og verdien for t der denne linjen når verdien for Imaks regnes som
slutttidspunktet tslutt for estimering av frontiden. Fronttiden Tf = tslutt - tstart.
Halvertiden er tiden det tar fra tidspunktet tstart til tidspunktet der I er synkende og har
verdi 0,5·Imaks.
Amplituden er maksimalverdien Imaks av lynstrømmen.
Statistisk middelverdier:
fronttid: ca. 7-8 sek.
halvverditid: ca 70-80 sek.
amplitude lynstrøm: 34-36 kA.
Hva kalles magnetisk feltstyrke på folkemunne:
Magnestisk felstyrke kalles ofte magnetisk stråling på folkemunne.
Når en grenseverdi for B-feltet fra en kraftlinje overskrides, der mennesker oppholder seg over lenger tid (bolig, barnehage etc), utløser det et
utredningskrav? Hva er denne grenseverdien for kraftlinjer?
Grenseverdi for utredningskravet er 0.4 mikroTesla der folk oppholder seg over
lengere tid. En parkeringsplass vil bli vurdert som en plass folk ikke oppholder
seg over lang tid, men en bygning hvor folk er på jobb etc vil bli definert som
der folk befinner seg over lengere tid. En idrettsplass vil typisk bli et
skjønnsspørsmål. Selve faregrensen er satt til 200 mikrotesla ved lengere
eksponering men utredningskravet er satt til 0.4 mikrotesla.
Er verdien en av magnetisk feltstyrke:
Grenseverdien på 0.4 mikroTesla er en gjennomsnittsverdi på den magnetiske
feltstyrken over et år. Typisk høyere på vinteren enn someren fordi belastningen
som regel er høyere på vinteren. En mye mere presis definisjon ville være å ta
utgangspunkt i hva som er maks tillatt laststrøm på linja. Linjene bygges med
lang horrisont (100år for 420kV). Hva med lastutvikling på sikt?
Hvem avgjør konsekvensene ut fra utredningen?
DSA
Forklar kort hvordan gasstettheten har betydning for den elektriske holdfastheten.
Større gasstetthet gir større elektrisk holdfasthet. Dette fordi frie ladningsbærere ikke
får akselerert så langt i det elektriske feltet. Det blir hyppigere kollisjoner. Færre
ladningsbærere får da «kinetisk» energi til å ionisere andre atomer/molekyler.
Vurder fordeler og ulemper med SF6 - isolerte koblingsanlegg sammenlignet med
konvensjonelle, luftisolerte anlegg
Fordeler med SF6 - isolerte anlegg:
* Plassbesparende
* Berøringssikker kapsling
* Kan bygges med mulighet for oppgradering av spenningsnivå (for eksempel fra 66
kV til 132 kV) uten at anlegget trengs å endres
* Kommer i moduler, kort byggetid
* Mindre revisjoner, vedlikehold
* (PRIS) - vurderingsspørsmål
* ( Mindre støy ved kobling av brytere)
Ulemper med SF6 - isolerte anlegg:
* Giftige spaltningsprodukter etter at gassen eventuelt er utsatt for lysbue.
* Kan potensielt ved meget stor utbredelse gi utslipp som er svært drivhusfremmende
* Kan ha lang reperasjonstid
Hvilke spesielle egenskaper har SF6 gass som gjør at den egner seg godt som :
I. Isolasjonsmedium ?
II. Brytermedium ?
) ISOLASJONSMEDIUM:
* Høy elektrisk holdfasthet
* Kjemisk stabil
* Ikke brennbar eller eksplosjonsfarlig
* Ikke giftig
* God tilgjengelighet
* Akseptabel pris
II ) BRYTERMEDIUM :
* Leder varme vekk når det er lav strøm i lysbuen (denne har lav temperatur). Det
fører til at elektroner og ioner rekombinerer til nøytrale molekyler/atomer. Dette
øker sjansen for at lysbuen slukker og strømmen brytes. Altså, gassen rekombinerer
etter dissosiasjon.
* Når det er høy strøm i lysbuen har SF6 dårlig varmeledningsevne. Det er gunstig
fordi det ved høy temperatur er mange frie elektroner og ioner, gassen leder da godt
og effektutviklingen i lysbuen begrenses.
* Etter at en strøm er brutt i nullgjennomgang (ved lavere temperatur) rekombinerer
elektroner og ioner til SF6. Dette forhindrer sjansen for gjentenning (nytt
elektronskred) ettersom gassen har fått gjenopprettet sin holdfasthet.
Nevn de viktigste ting som vil nedsette den elektriske holdfastheten i SF6 gass i forhold
til teoretisk forventet verdi ?
Overflateruhet på elektroder
* Forurensninger i gassen, støv, spesielt metallpartikler
Hvorfor er det spesielt viktig å legge stort arbeid i overspenningsbeskyttelse av SF6 -
anlegg?
Overslag med etterfølgende lysbue kan gi giftige spaltningsprodukter. Derfor er
overspenningsbeskyttelse viktig for SF6 gass
Forklar følgende strømbegreper for høyspentsikringer:
IN (nominell strøm) merkestrøm
I1 (max kortslutningsstrøm)
I3 (minimum brytestrøm)
I2
Alle disse strømmene er normert i IEC-282-1. Når produsenten sertifiserer sine
høyspentsikringer må de gjennomgå en lange rekke tester som er foreskrevet i denne
normen.
* Nominell strøm IN er den strøm som gir maks tillatt overtemperatur på
sikringskontaktene. Forsølvede kontakter kan ha en overtemperatur på 65°C, mens
fortinnede kontakter kan ha en overtemperatur på 55°C. Disse verdiene er gitt i IEC-
282-1.
* Kortslutningsstrømmen I1 er den maksimale kortslutningstrømmen som sikringen er
sertifisert for. D.v.s at konstruksjonen er testet med denne kortslutningsstrømmen i et
laboratorium og har bestått testene.
* Minimum brytestrøm er den minste strømmen som sikringen kan bryte. Lavere strøm
en denne bryter ikke sikringen.
* I2 er den strømmen som gir maksimal energiutvikling i sikringen ved bryting. Altså
den brytestrømmen som gir størst termisk påkjenning på sikringen
Hva er typiske verdier for I 1 og I 3 for en 63 A sikring for 12 kV merkespenning
Typiske verdier for I1 for 12 kV sikringer er 50 kA og for 24 kV er det 20-25 kA.
Sikringene kan kanskje tåle større kortslutningstrømmer, men det er gjerne testutstyret som
setter grenser for hvor stor kortslutningstrømmer sikringene kan testes for. Som en
håndregel kan man si at minste bryterstrøm I3 for sikringen ligger på ca 3*IN. D.v.s ca.
190A for en sikring med IN=63A.
Hva menes med M-spot og hvilken oppgave har denne
M-spot er tinnklump lagt på midten av sølvbåndet. Dette er gjort for at sølvbåndet skal
smelte av ved en lavere temperatur enn 960°C som er sølv sitt smeltepunkt. Den nye
avsmeltingstemperaturen vil gjerne være rundt 450-500°C. Sikringen vil smelte av raskere
ved overstrømmer og dermed gi en bedre overstømsbeskyttelse. For kortslutningsstrømmer
har M-spoten ingen betydning.
Hvilken oppgave har alle innsnevringene i sikringsbåndene
Innsnevringen i sikringsbåndet skal sørge for mange seriekoblede lysbuer slik at det blir
produsert en motspenning til drivende spenning. Da tvinges strømmen til null. Ved store
kortslutningstrømmer kan dette skje meget raskt og sikringen vil virke strømbegrensende.
Kan man uten videre bruke en 24 kV sikring i et anlegg for 12 kV ? Forklar !
Ved en 24 kV sikring vil man ha tilnærmet dobbelt så mange innsnevringer i serie som for
12 kV. Dette kan føre til at motspenningen blir høy . Strømmen går da for raskt mot null
slik at dI/dt i kretsen blir for stor. På grunn av induktivitet i kretsen vil det genereres store
overspenninger. Disse kan slå over isolasjonen andre steder i nettet.
Til hva slags type komponenter brukes høyspentsikringer som beskyttelse
Høyspentsikringen brukes primært til :
* transformatorbeskyttelse
* beskyttelse av måletransformatorer
* kabelbeskyttelse
* motorvern
* kondensatorbeskyttelse
Hvorfor er sikringene utført med slagstift og hva slags oppgave har denne ?
En vanlig løsning er at sikringen står sammen med en lastbryter. Lastbryteren skal ta
laststrømmer og de overstrømmene som sikringen ikke bryter. Sikringen skal bryte
kortslutningstrømmer. Slagstiften som kommer ut skal utløse brytermekanismen på
lastbryteren. Ved kortslutning skjer brytingen meget fort i sikringen. Strømmen blir brutt
før kontaktseperasjonen i bryteren begynner. Ved lave overstrømmer må bryteren bryte så
raskt at ikke lysbuen får tid til å brenne igjennom endekappene
Hvilke parametere har betydning for valg av høyspentsikringer ?
Innkoblingstrømmer, overbelastning og eventuelt derating
Hva menes med å “derate” en sikring, og når har man behov for å gjøre dette ?
Derate er å nedjustere merkestrømmen på sikringen. Dette må gjøres når vi har dårligere
enn vanlig f.eks. når sikringen bygges inn i sikringshus.
