1. Pingeklassid: Kestev liigpinge, Ajutine liigpinge (TOV), Lauge tõusuga, Järsu tõusuga, Väga järsu tõusuga.

2. Välisisolatsioon – õhkvahemikud ja seadmete tahke isolatsiooni õhugakontaktis olevad pinnad, mis alluvad elektrivälja ning muude välistingimuste(saast, niiskus, kahjurid jms) mõjule.Siseisolatsioon- seadmete sisemine, välistingimuste eest kesta või korpusegakaitstud isolatsioon

3. Välisisolatsioonile mõjuvad tegurid:õhurõhk p,temperatuur T,absoluutne niiskus H.Välisisolatsiooni pindadele mõjuvad lisaks:sademedsaastumine,tuul.

4. Gaaslahenduse liigid:huumlahendus, sädelahendus, kaarlahendus,koroonaPindlahenduse liigid:kuivlahendus,märglahendus,saastlahendus

5. Osakeste energia saab muutuda diskreetselt kvantide kaupa, kus:v- on kvanti iseloomustava elektromagnetiliste võnkumiste sagedus, 1/s

6. Mahuionisatsioon: põrkeionisatsioon (valemis on

ladina “vee”), 2)fotoionisatsioon hv≥W i (valemis on kreeka

“nüü”)kus h on Plancki konstant: (h=6,6∗10−34 J∗s ) termiline ionisatsioon (T = 3700 - 16000°C, 1 – 100 keV) 1. põrked intensiivsel soojusliikumisel 2. fotoionisatsioon kuuma gaasi kiirgusest.

7. väljumistöö Wv (väikseim energia, mis on vajalik elektroni väljumiseks tahkest ainest). Termoelektroonne ionisatsioon- termiline ionisatsioon e. Ionisatsioon mis on põhjustatud temperatuuri tõusust?

8. fotoefekt- ehk fotoelektriline efekt on elektronide emissioon metalli (või ka muu koostisega keha) pinnalt elektromagnetkiirguse (sealhulgas nähtava valguse ja ultraviolettkiirguse) toimel.Fotoefekti tekkimiseks peab pinnale langeva elektromagnetkiirguse sagedus ületama sellele pinnale omase lävisageduse. Külmemissioon e. Väljaemissioon – elektronide eraldumine metallkatoodist elektrostaatilise jõu toimel

9. Rekombinatsioon – laengute ümberpaikumine gaasis:1) Ioonne rekombinatsioon = + ioon ja – ioon 2)Elektroonne rekombinatsioon = + ioon ja elektron. Rekombinatsioonil eralduv

energia: hv=W i+ΔW k kus: Wi on ionisatsioonienergia ja ΔWk on

põrkel toimuv summaarse kineetilise energia muutus.

10.elektronide keskmine vaba tee pikkus osakeste arv ruumalaühikus sõltub

rõhust p ja temperatuurist T. k-boltzmanni konstant.Teepikkusel x, väljas E kogub elektron laenguga q energia x E q

Ionisatsioon toimub, kui xEq≥W i , mida pikem vaba tee pikkus seda intensiivsem ionisatsioon on.

11. Põrkeionisatsiooni tegur e. Townsendi I koefitsient võrdub ühe elektroni poolt sooritatud ionisatsioonide arvuga, kui see elektron liigub välja suunas ühe

pikkusühiku võrra. Tõenäosus, et λ≥x i on e

−xi

λ -

Keskmine vaba tee pikkus.12.

13

14. Pascheni seadus U=f ( ps )e. fikseeritud temperatuuril sõltubsõltumatu lahenduse lävipinge rõhust ja elektroodide vahekaugusest.

15. Selgitus:1)kui p = const., näiteks: 760 mmHg, siis sõltub sõltumatu Lahenduse lävipinge vahekaugusesto vähim lävipinge esineb kui s =50/760 = 0,66 mmo väiksemate vahemike korral muutub elektroni teekond lühikeseks,ionisatsioonide arv väheneb, laviini tekkimine raskeneb jasõltumatu lahenduse tagamiseks tuleb pinget tõstao suuremate vahemike korral tuleb sõltumatut lahendust tagavaelektrivälja saavutamiseks rakendada kõrgemat pinget (E = U/s)2)kui s = const, siis sõltub lävipinge rõhusto vähimast väärtusest vasakule kasvab sõltumatu lahenduselävipinge, sest õhu hõrenedes ionisatsioonide arv kahaneb japiisava ionisatsioonide arvu saavutamiseks tuleb pinget tõstao vähimast väärtusest paremale rõhu kasvades väheneb keskminevabateepikkus ja laetud osakestele ioniseerivaks põrkeks piisavakineetilise energia saavutamiseks tuleb pinget tõsta

17.Tugevalt mitteühtlases väljas tekib gaasi läbilöök madalamal pingel(kergemini) positiivse teraviku korral. Sest et elektrooni mass on tunduvalt väiksem kui positiivse laengu mass ja seega on lihtsam tõmmata elektroone teravikule kui pos. laenguid. Anoodstriimeri korral on elektriväli tugevam ja see ioniseerib tugevamalt.

18.

Lahenduspinged erinevatel poolperioodide (perioodid vastavad teraviku laengule)

Väljatugevuse ühtlustamine barjääriga

19. Statistiline hilinemisaeg = esimese vaba elektroni oodatav tekkimise aeg,mis sõltub: katoodi materjalist-iseloomustab väljumistöö Wv, rakendatud pingest-Rakendatud pinget U võrreldakse kestva võrgusagedusliku läbilöögipingeamplituudiga (nn. staatilise läbilöögipingega) U0, välise ionisaatori intensiivsusest-Kõrvalise ionisaatori poolt lüüakse katoodist välja ühes ajaühikus n elektroni. Seega keskmiselt (statistiliselt) toimub esimese elektroni väljumine hetkel

20. Pingeimpulsi normeeritud kuju:Isolatsiooni katsetamisel on impulsid normeeritud: 1) standardne e. järsk impulss frondi kestus: tf = 1,2 s impulsi kestus e. poolväärtusaeg: timp = 50 s 2) kommutatsiooni- e. lauge impulss frondi kestus:tf = 250 s impulsi kestus e. poolväärtusaeg: timp = 2500 s

21. Mida iseloomustab volt-sekund karakteristik. Joonista tüüpiline volt-sekund karakteristik. 10pVolt-sekund karakteristikuks nimetatakse keskmise lahendusaja sõltuvust rakendatud pingeimpulsi amplituudist. Iseloomustab pinge sõltuvust lahendusajast.

mv2

2≥W i

λe=kT

πr 2 p

1n+0

2=

12 n

22. Põhjenda õhu läbilöögipinge sõltuvust sagedusest graafiku lõikude kaupa.

Vahemikus 1 sagedus ei mõjuta ionisatsiooniprotsessi Vahemikus 2 ei jõua kõik (positiivsed) ioonid ühe poolperioodi jooksul katoodini Vahemikus 3 tekib tasakaal uute ioonide tekkimise ja ioonide katoodile jõudmise vahel Vahemikus 4 ei jõua kõik vabad elektronid ühe poolperioodi jooksul anoodile Vahemikus 5 ei jõua kõik elektronid enam ioniseerida

23. Nimeta elektronegatiivseid gaase. Millisel omadusel põhineb elektro-negatiivsete gaaside suur elektriline tugevus. 10pNeed on gaasid, mille molekulid seovad endaga kergesti elektrone, moodustades väheliikuvaid negatiivseid ioone. Seega väheneb vabade elektronide arv lahendusprotsessis, mistõttu nendel gaasidel on suurt elektriline tugevusFreoon, elegaas, seleenfluoriid, süsiniktetrakloriid.

24. Miks on pindlahenduspinge väiksem õhu läbilöögipingest.10pPeamiseks põhjuseks saab tuua selle, et välisisolaatorid saastuvad keskkonna toimel, isolaatori pinnal esineb alati absordeerunud niiskust, mis vähendab isolaatoripinnatakistust. Trekid, mis põhjustavad ka kuiva isolaatori lahenduspinge olulist alanemist.

25. Selgitage lühidalt niiskuse ja saaste mõju pindlahenduspingele.10pMärgudes tekitab saaste isolaatori pinnale nõrga elektrolüüdi kihi-selle tulemusena taksitus langeb oluliselt. Nendel tingimustel läbib isolaatori pinnal olevat kihti lekkevool, mis soojendab isolaatori pinda. Isolaatori kujust sõltuvalt soojeneb see erinevalt ning mõningates kohtades ületab aurustumiskiirus vee juurdevoolu kiirust ning tekkinud mõne millimeetrine rada omab suurt takistust. Kogu pinge rakendub kitsale kuivanud alale. Tulemuseks isolaatori ülelöök. Järgnevaks on kaks võimalust: 1)kujunevad trekid e roomerajad 2)isolaatori väikese pinnatakistuse korral lekkevool suhteliselt suur ja kaar ei sumbu, vaid kasvab ca 50 m/s täieliku ülelöögini. Arenevad ainult kestevpingel.

26. Kuidas mõjutab läbiviikisolaatori mõõtmete muutmine lahenduspinget. 10pOluline on mahtuvuslik komponent- lahenduspinge suurendamiseks tuleb läbiviikisolaatori pinnaerimahtuvust vähendada. Pikendamine suurendab ja läbimõõdu suurendamine vähendab.

27. Mis on trekid ja kuidas nad isolaatori pinnale tekkivad? 10pMärgudes tekitab saaste isolaatori pinnale nõrga elektrolüüdi kihi-selle tulemusena taksitus langeb oluliselt. Nendel tingimustel läbib isolaatori pinnal olevat kihti lekkevool, mis soojendab isolaatori pinda. Isolaatori kujust sõltuvalt soojeneb see erinevalt ning mõningates kohtades ületab aurustumiskiirus vee juurdevoolu kiirust ning tekkinud mõne millimeetrine rada omab suurt takistust. Kogu pinge rakendub kitsale kuivanud alale. Tulemuseks isolaatori ülelöök. Kujunevad trekid e roomerajad. Trekid põhjustavad ka kuiva isolaatori lahenduspinge olulist alanemist. Sellist protsess nim. trekinguk ja isolaatorite materjal peab olema võimalikult trekingukindel.

28. Miks impulsspingel isolaatorite kuiv- ja märglahenduspinge oluliselt ei erine, samal ajal, kui kestev pingel on märglahenduspinge oluliselt madalam?10pImpulsspingel arenevad kuiv- ja märglahendus sarnaselt. Järelikult ka nende lahenduspinged oluliselt ei erine. Kestev pingel arenevad välja osalahendused, trekid. Need alandavad tunduvalt lahenduspinget märjalahenduspinge korral kui ka kuiva lahenduse korral.

29. Nimetage põhilisi aparaadi- ja liini isolaatori tüüpeAparaadiisolaatorid:

Tõirtugiisolaator Varrastugiisolaator Läbiviikisolaator

Liiniisolaatorid: Liiniisolaator Taldrikisolaator Liinitugiisolaator Komposiitisolaator Liinitugiisolaatorid isoleeritud juhtmetele varrasisolaat

30

Isolaatorite valiku aluseks on saastlahenduspinge, mis peab olema suuremmaksimaalsest rakenduvast pingest Um:

mille alusel määratakse kindlaks vajalik lekkeraja Ll eripikkus λ:

Isolaatorite valiku aluseks ongi vajalik efektiivne lekkeraja eripikkus λef Isolaatori valikul leitakse vastav lekkeraja eripikkus λef tabelist.

31

Joonisel 2.41 on nooltega kujutatud isolaatorite mahtuvusi läbivate vooludesuunad.• Isolaatorite ja maa (traaversi) vahelised mahtuvused c1 ja vastavad voolud on mõnevõrra suuremad kui isolaatorite ja juhtme vahelised mahtuvused c2 ja vastavad voolud.• Isolaatorist maha voolav vool vähendab järgmist isolaatorit läbivat voolu jaseega ka järgmisele isolaatorile rakenduvat pinget (kõver 1 joonisel 2.41).• Juhtmest isolaatorisse suunduv vool suurendab järgmist isolaatorit läbivat voolu ja seega ka järgmisele isolaatorile rakenduvat pinget (kõver 2 joonisel 2.41).• Tegelikku (summaarset) pingete jagunemist isolaatorketis kujutab kõver 3.

32Koroonalahenduse algusväljatugevus on määratud valemiga:

kus: m – juhtme pinda iseloomustav tegur, δ – õhu suhteline tihedus, r0 – juhtme raadiusJuhtme pinda iseloomustav tegur• sile juhe, ilus ilm m = 1• köisjuhe, ilus ilm m = 0,82…0,94• vihm ja lumi m = 0,73…0,57• härmatis, jäide m = 0,6Järelikult mida suurem raadius seda suurem algelektriväli. Seega suurema raadiusega juhtmes on koroona väiksem. Ja mida niiskem on ilm seda väiksem on Ealg seega niiske ilmaga on koroona suurem.

33Osalahendused tekivad tahkete dielektrikute gaasitühimikkudes (gaasimullides) või vedelate dielektrikute kihististes. Gaasitühemikud võiva tekkida dielektriku valmistamisel või käidus. Osalahendused tekivad esmalt just gaasimullides, sest:• Gaasimulli elektriline tugevus on väiksem tahke dielektriku elektrilisest tugevusest.• Elektrivälja tugevus on gaasimulli sees suurem kui teda ümbritsevas dielektrikus erineva dielektrilise läbitavuse tõttu

Tegelikes konstruktsioonides on tühimike arv ja suurus juhuslik. Seega on ka osalahenduste protsessi iseloomustavad parameetrid juhuslikud suurused ja võivad väliselt sarnastes konstruktsioonides olla täiesti erinevad. Osalahenduste lguspingeks loetakse sel juhul kõige väiksemat tühimiku osalahenduse alguspinget.

Osalahenduste alguspingeks nimetatakse kogu dielektrikule rakendatud vahelduvpinge u efektiivväärtust, mille juures algavad osalahendused:

Osalahenduste mõju:• lahenduskanali kiired elektronid pommitavad dielektriku väikest pinda• dielektriku väike osa (10-14…10-15 cm3) kuumeneb kuni mitmesaja kraadini• selles osas dielektrik laguneb, tekivad (ka keemiliselt aktiivsed) kõrvalproduktid• korduvatel osalahenduste tagajärjel tekivad dielektrikus kohalikud süvendid• edasi koonduvad lahendused süvendisse ja tekivad “puukujulised” kanalid ja lõhed• aja jooksul “puu” kasvab kuni dielektriku täieliku läbilöögini• isolatsiooni riknemise kiirus sõltub osalahenduste intensiivsusest ja dielektriku materjalist

– temperatuuril – 40 ….0 °C on vee emulsioon asendunud tahkete osakestega– temperatuuril 0…80°C emulsioon asendub osaliselt molekulaarse lahusega– temperatuuril üle 80°C hakkavad fraktsioonid aurustuma

34Sillakesed• Dipooli positiivsed ja negatiivsed laengud on võrdsed ja ühtlases väljas selline dipool ei liigu.• Mitteühtlases väljas on nende laengute asukohas väljatugevus erinev ja suurema tugevusega väljas asuvale dipooli otsale mõjub suurem jõud.• Kuna tahke lisandi dielektriline läbitavus on suurem kui õlil (εT = 7..8, εõ = 2,2 ), hakkab dipool liikuma suurema väljatugevuse suunas.• Dipooli otste lähedal tekib välja täiendav mitteühtlus, mistõttu dipoolid liituvad ja moodustavad piki elektrivälja jõujooni kulgevaid ahelaid e sillakesi.• Sillakesed juhivad voolu ja nende temperatuur tõusebtrafoõli• Dipoolide liikumine paneb ka õli liikuma. Õli liikumine raskendab sillakeste tekkimist

35

Väheviskoosne õli:• vee molekulaarne lahustumine kuni kontsentratsioonini C ≈ 50 10−6 osa vett• vesiemulsioon alates kontsentratsioonist C ≈ 50 10−6 ⋅ osa vettViskoosne õli:• vee molekulaarne lahustumine kuni kontsentratsioonini C ≈100 10−6 osa vett• vesiemulsioon alates kontsentratsioonist C ≈ 100 10−6 osa vett

Vesiemulsioon → minitilgakesed → dipoolid → sillakesed → läbilöök

Graafikult on näha et vee sisaldus õils vähendab selle elektrilist tugevust negatiivselt. Molekulaarse lahustumisel kuni poole võrra ja vesiemulsiooni korral sõltuvalt vee hulgast kuni nullini. Viskoosed õlid on vee suhtes vastupidavamad kuid karakteristik ei muutu kujult.

36

• Kuiva õli elektriline tugevus hakkab temperatuuri tõustes üle 80°C langemaseoses mõnede fraktsioonide aurustumisega• Niiske õli

37

• Katte paksus 1…2 mm• Elektrivälja kuju praktiliselt ei muutu• Takistab püsivate sillakeste moodustumist elektroodide vahele• Suurim efekt esineb võrgusageduslikul pingel niiskusega ja (tselluloosi)kiududega saastatud õlis• Isolatsiooni elektriline tugevus suureneb nõrgalt mitteühtlases väljas 70…100%, tugevalt mitteühtlases väljas 10…15%• Impulsspingete juures katmise mõju ei avaldu

38

• Tahke isoleerkihi paksus kuni mõnikümmend millimeetrit• Kasutatakse eeskätt tugevalt mitteühtlases väljas• Elektrivälja kuju muutub ühtlasemaks• lahendus saab alguse õlivahemikus• pärast õlivahemiku läbilööki rakendub kogu pinge tahkele dielektrikule:- kui tahke dielektrik on õhuke, järgneb täielik läbilöök- kui tahke dielektrik on piisavalt paks, siis läbilööki ei toimu, kuid korduvad õli läbilöögid võivad muuta tahke dielektrikukasutuskõlbmatuks• seepärast loetakse isoleeritud elektroodide vaheliseks läbilöögipingeks õlivahemiku läbilöögipinget vaatamata sellele, et täielikku läbilööki ei toimunud

39Algosalahendused tekivad vahetult paberi pinna mikrokonarustelt õlikihti tungivatest laviinidest. Vähene gaasi kogus lahustub kiiresti õlis ja järgmine algosalahendus toimub jälle õlikeskkonnas. Kuid algosalahenduste tekitatud laguproduktid jäävad isolatsiooni sisse ja aja jooksul (mitme tunni kuni mitme aasta vältel) halvendavad isolatsiooni kvaliteeti. Rakendatava pinge kasvamisel elektrivälja tugevus ja algosalahenduste intensiivsus ja võimsus kasvab. Selle tulemusel õli lagunemisest tingitud gaaside tekke kiirus suureneb Rakendatud pinge mingi kriitilise väärtuse juures gaaside tekkimiskiirus ületab nende lahustumiskiiruse ja isolatsiooni sisse moodustuvad märgatavad gaasitühemikud, milles hakkavad kohe toimuma võimsad osalahendused – nn. kriitilised osalahendused. Kriitiliste osalahenduste toimel hakkab gaasitühemike arv laviinitaoliselt kasvama ja õli tõrjutakse paberist ja vahekihtidest välja. Lahendusprotsesside intensiivsus kasvab hetkeliselt 103…104 korda ja eralduv energia on paberi purustamiseks piisav. Sõltuvalt isolatsiooni paksusest saabub isolatsiooni täielik läbilöök mõne sekundi kuni mõne tunni jooksul. Kui kriitilised osalahendused kestavad lühikest aega ja ei viigi isolatsiooni täieliku läbilöögini, siis edaspidi algavad kriitilised osalahendused juba väiksema pinge korral.

40Elektriline läbilöök toimub tahke dielektriku elektrilist tugevust ületava välja toimel. Pinge mõjumise lühikese aja tõttu ei jõua osalahendused ja isolatsiooni vananemine lahendust mõjutada.Seega toimub tahke dielektriku elektriline läbilöök üldjoontes analoogiliselt gaaslahendusega:• vabade elektronide kiirendamine• elektronide hulga kasv põrkeionisatsiooni tagajärjel• laviinide teke• striimeri tekeErinevused gaaslahendusest:• väike vaba tee pikkus• suurem põrgete arv• aine agregaatoleku muutus lahenduskanalis• tahke aine kristallvõre mõju põrekionisatsiooni iseloomule

41Dielektrikuskadude arvelt tekib dielektrikus soojushulk Qs (valem1)Dielektrikust eraldub ümbritsevasse keskkonda soojushulk Qü (Valem 2)Enamik dielektrikute tanδ suureneb temperatuuri tõustes. (Valem 3)Soojusliku läbilöögi pinge Usl = U3 sõltub soojusvahetuse tingimustest , s.t. seadme ja isolatsiooni konstruktsioonist ja kasutatavatest materjalidest.Soojusliku läbilöögi oht on suurem:o läbiviikudeso kaabliteso kondensaatoritesKuna soojuslikuks läbilöögiks kulub teatud aeg pinge rakendamisest kunitemperatuuri tõusuni Qü-st Qsl -ni, siis võib ka soojusliku läbilöögi pingestsuurema pinge korral U >Usl soojuslikku läbilööki mitte toimuda, kui pingekestus on nii lühike, et dielektriku temperatuur ei jõua tõusta soojuslikku läbilööki vallandava tasemeni Qsl.

42Dendriidid ja vesipuud tekivad tahke isolatsiooni pikaajalisel vananemisel.Põhjused:• pikaajalisest pingestamisest põhjustatud osalahendused• kõrgetest temperatuuridest pika aja jooksul põhjustatud mikropraodNende põhjuste koosmõjul kujunevad tahkes dielektrikus gaasiga täidetud kanalid, mille seintel võib olla õhuke söestunud kiht ja mis aja jooksul kasvavad üldiselt elektrivälja jõujoonte suunas, kuid materjali ebaühtluse tõttu mõnevõrra juhuslikes suundades tekitades puukujulisi moodustusi. Dendriidid hakkavad arenema kohast, kus elektriväli on eriti ebaühtlane Sageli on dendriitide arenemise põhjustajateks tühemikes tekkivad osalahendused. Dendriidid kasvavad aja jooksul ja lõpuks jõuavad areneda ühelt elektroodilt teiseni põhjustades dielektriku läbilööki. Tahkesse dielektrikusse sattunud veepiisakestest arenevat dendriiti nimetatakse vesipuuks. Vesipuud tekivad tüüpiliselt kaablite PEX-isolatsioonis, eriti kui kaablil puudub piisav pikisuunaline ja põiksuunaline veetihedus. Mikroskoopilised veepiisakesed võivad jääda kaabli isolatsiooni ka isolatsiooni materjali ja kaabli valmistamisel. Materjali puhtusest ja veepiisakeste asukohast lähtuvalt võib esineda erinevat tüüpi vesipuid

43. Loetleda kõrgepingekaablite tüübid isolatsiooni konstruktsiooni alusel:paberõli õli PE – polüetüleen PELD – madala tihedusega polüetüleen PEHD – suure tihedusega polüetüleen PEX/XLPE – ristsillatud polüetüleen PVC – polüvinüülkloriid HFFR – halogeenivaba tulekindel polümeerisegu LSZH – vähese suitsueritusega halogeenivaba plast

44. Mida kujutab endast ionosfääri ja maa vahelinelekkevool ja selgitada kuidas säilib maa ja ionosfääri vaheline potensiaalide vahe vaatamata lekkevoolule:Elektriväljatugevus maa pinna lähedal on keskmiselt 100…200 V/m. Elektriväljatugevus kõrgemal nõrgeneb ja 50 km kõrguselt algab ionosfäär. Atmosfäär ei ole ideaalne isolaator. Isegi ilusa ilmaga läbib seda lekkevool voolutihedusega ligikaudu 3pA/m, mis teeb kogu maakera pinna kohta 2kA. Lekkevool neutraliseerib ilusa ilmaga piirkondades osa maa negatiivsestlaengust ja seega vähendab elektriväljatugevust “elektroodide” vahel. Tegelikult maa ja ionosfääri vaheline potentsiaalide vahe ei kao. Tasakaalu hoidvaks protsessiks on äike

45.välgu kujunemise etapid. Positiivsed ja negatiivsed välgud: Äikesepilve tekkimise tingimused: võimsad vertikaalsed õhumasside liikumised piisavalt niiskust temperatuuri suur vertikaalne gradient

äikesepilve kõrgus võib ulatuda 10 kilomeetrini ja rohkem äikesepilves moodustuvad üksteisest isoleeritud suured ruumilaengud negatiivsed laengud kogunevad tavaliselt pilve alasosas välk on suure pikkusega (kuni mitu km) gaaslahendus ruumilaengust hakkab arenema nn. liiderlahendus (joonis 5.2 – 1) esialgu ei ole liider orienteeritud maa objektide laengu suhtes liider areneb astmeliselt, kuna laengud ei jõua kohe liidri arengule järele laskudes hakkab liidri suunda üha enam määrama laengute kogunemine maas teatud kõrgusel muutub elektrivälja tugevus mingi maa punkti (objekti) suhtes suurimaks ja liider orienteerub kindlale objektile seda kõrgust nimetatakse orienteerimiskõrguseks (umbes 100 m) kui liider on jõudnud maani või vastutuleva liidrini, algab vastassuunaline pealahendus (joonis 5.2 – 2,3) liiderlahendus ja pealahendus koos moodustavad välgulöögi pealahendusel võrdsustub liiderkanali potentsiaal maa potentsiaaliga pealahenduse laengute kontsentratsioon on 100 korda suurem liiderlahenduse laengute kontsentratsioonist kui positiivsed laengud on jõudnud pilvesse, võib hakata arenema liider pilves leiduva teise negatiivse ruumilaengu suunas (joonis 5.1 – 4) pilvesse tekkinud liiderkanali ning pilve ja maa vahelise liiderkanali kaudu toimub teise negatiivse ruumilaengu liiderlahendus (joonis 5.1 – 5) sellele järgneb uus pealahendus – toimub edasine välgulöök (joonis 5.1 – 6) Välku algatanud laengu alusel määratakse välgu polaarsus: • negatiivsed välgud (90% kõikidest välkudest) • positiivsed välgud (10% kõikidest välkudest)

46.Välgulöögi liiderlahenduse ja pealahenduse kujunemine ja omadused:eelmises vastuses kirjas.

47. Välkude ja välgulöökide liigitus:Liiderkanali arenemissuuna järgi esinevad: • allasuunatud välgud (tasased alad, mitte esilekerkivad ehitised) • ülessuunatud välgud (esilekerkivad ehitised, mäetipud) Välku algatanud laengu alusel määratakse välgu polaarsus: • negatiivsed välgud (90% kõikidest välkudest) • positiivsed välgud (10% kõikidest välkudest) Välk koosneb ühest või mitmest välgulöögist: • lühikestest välgulöökidest kestusega vähem kui 2 ms (joonis 5.3) • pikkadest välgulöökidest kestusega enam kui 2 ms (joonis 5.4). Välgulööke eristatakse ka nende positsiooni alusel välgu kestel: 1)esmane 2)edasine 3)kattev

48.Lühikese välgu impulses aja ja voolu parameetritega

49.Välguvoolu iseloomustavad parameetrid:Voolu tippväärtus I , kA Erienergia W/R, kJ/Laeng Q,C Välguvoolu frondi keskmine järskus di/dt, kA/s Voolu lainekuju

50. Üksiku piksevarda kaitsetsoon:

51. Üksiku piksetrossi kaitsetsoon:

52. Jon. Üksiku piksevarda kaitsetsoon, kui varda kõrgus on H:Kaks piksetrossi, mille vahekaugus on väiksem kui 2H , tekitavad koos kaitsetsooni, mille piiri piksekaitsetrosside vahel moodustab trossidele toetuv kaar raadiusega 2H . Väliskülgedel on kaitsetsoon sama kui ühe trossi korralÕhuliini keskmine faasijuht on välgu otsetabamuse eest tavaliselt kaitstud suure varuga.Kahe trossiga õhuliini välimiste faasijuhtide või ühe trossiga õhuliini kõik faasijuhid ei ole välgu otselöögi eest kaitstud 100% tõenäosusega. Sel juhul iseloomustatakse faasijuhtide kaitstust kaitsenurgaga α.Normaalselt peaks kaitsenurk olema piirides α= 15…30°.Piksetrossi kõrguse H ja kaitsenurga αjärgi saab arvutada välgu otselöögitõenäosust:

Näiteks, kui α= 30°ja H = 16 m, siis faasijuhi tabamistõenäosus Pvl = 0,002;aga kui H = 32 m, siis Pvl = 0,01.Faasijuhi

tabamistõenäosuse vähendamiseks tuleb vähendada kaitsenurka α.53.kuidas sõltub sirgmaanduri valgumistakistus maanduri pikkusest ja ja rõngasmaanduri valgumistakistus diameetrist:kus: ρE on maa eritakistus m

L on sirgmaanduri pikkus m D on rõngasmaanduri läbimõõt m d on ümarelektroodi või kiudjuhtme läbimõõt või ribaelektroodi pool laiust m54. Sädemiku tööpõhimõte ja lühike kirjeldus:maanduse ja liini vahe on mingi konst vahe ja kui pingeon liiga kõrge siis tekib seal läbilöök.

55. Ventiillahendi üldine ehitus ja lühidalt tööpõhimõte?Ventiillahendid koosnevad sädevahemikust ja sellega jadaühenduses olevast ebalineaarsest takistist. Kui vool Ik läbib kaare kaudu takistit, tekib takistil nn jääkpinge Uj.Ventiillahendi läbilöögipinge Ull ja jääkpinge peavad olema ligikaudu 20…25 % madalamad kaitstava isolatsiooni lahenduspingest. Impulssvoolu järel hakkab ventiillahendit läbima võrgusageduslik saatevool Is,mida põhjustab pingestatud elemendi talitluspinge.Talitluspingel hakkab mittelineaarse takisti takistus kiiresti kasvama ja elektrikaar kustub. Suurimat võrgusagedusliku pinge väärtust, mille juures ventiillahendi elektrikaar kindlasti kustub nimetatakse kustumispingeks Ukst ja vastavat voolu

kustumisvooluks Ikst. Mittelineaarne takisti koosneb kettakujulistest elementidest, mille sisuks elektrotehniline karborund SiC ja mis on kaetud õhukese kremniumdioksiidi SiO2 kihiga, mille eritakistus sõltub elektrivälja tugevusest ja muutub piirides 104…106 _m. Karborundi eritakistus on suhteliselt väike – 10-2 _m. Kettakeste sideainena kasutatakse vedelklaasi. Ventiillahendit iselomustab nn. kaitsesuhe Kkaitse

Ventiillahendi sädevahemik on mitmeosaline. Lihtsaim sädevahemik koosneb kahest profileeritud valgevasest kettakujulisest elektroodist, mis on teineteisest eraldatud isolaatorrõngaga ja mille keskosade vahele on jäetud kuni millimeetrine sädevahemik. Sädevahemik moodustubkahe ringikujulise tasapinna vahele, kus tekib võrdlemisi ühtlane elektriväli.

56. Millised tehnilised lahendused soodustavad ventiillahendis kaare kustumist? Lihtsamas sädevahemikus soodustab elektrikaare kustumist • õhupilu kitsus • ühtlane elektriväli • külmad elektroodid Magnetilise kaarekustutusega sädevahemikus soodustavad kaare kustumist: • kaare liikumisest tingitud jahutus • õhu kiirem segunemine pärast kaare kustumist. Kaare takistust suurendavates sädevahemikes tõmmatakse elektrikaar magnetvälja toimel kitsasse ja pikka õhupilusse, kus kaare takistus suureneb ja kustumistingimused on oluliselt paremad.

57. Milles seisneb metalloksiidpiirikute talitluspõhimõte? Miks ei vajata metaloksiidpiirikutes sädevahemikke?Metalloksiidpiirikute talitluspõhimõte seisneb selles,et tavaliselt ZnO põhistest keraamilistest takistitest koosnevate metalloksiidpiirikute takistus on tunduvalt mittelineaarsem kui ventiillahenditel. Suure mittelineaarsuse tõttu on metalloksiidpiiriku takistus talitluspingele väga suur. Liigpinge korral takistus aga väheneb oluliselt . Kuna normaaltalitlusel läbib metalloksiidpiirikut vool I < 1 mA puudub vajadus sädevahemike järele.

58. Liinide piksekaitsesüsteemi toimimispõhimõte plokkskeem alates välgulöögist liini tsooni kuni liini lõppliku väljalülitamiseni?

ATL- automaatne tagasilülitus

59. Miks tekitab välgulöök liini lähedusse liigpinget liinis (toimemehhanismi lühike selgitus)?Liidri negatiivne laeng indutseerib liini positiivse laengu. Pealahenduse tekkimisel liidri

laeng neutraliseerub ja liini kogunenud positiivne laeng vabaneb, tekitades

pingeimpulsi.

Liini juhtmes indutseeritud pinge: h- liini keskmine kõrgus, l-

välgulöögi kaugus liini projektsioonist maapinnalIm- välguvoolu väärtus, kui välk tabaks maa “nullpotentsiaali“

60. Kuidas muutub välgulöökidest põhjustatud liini väljalülitamiste arv aastas(suureneb, väheneb, ei muutu) sõltuvalt liini pikkusest, nimipingest, äikesetundide arvust, masti kõrgusest, trossi maandustakistusest?

Kõrgus h- suurendab, liini pikkus L suurendab, suurem äikesetudndide arv suurendab,trossi maandustakistus suurendab (vt. Joonis) Püsiva kaare tekkimise tõenäosus(ainult püsival kaarekorral lülitub liin välja):teras- ja raudbetoonmastidega liinidel a)kuni 220 kV = 0,7 b)330 kV ja üle = 1,0 puitmastidega liinidel 1,5Ek 4102 , kus (Ek, kV/m)-> suuremal nimipingel on väljalülitamiste arv

suurem

61. Kuidas mõjutavad liinilt alajaama kulgeva liigpingelaine kuju ja amplituudi koroonakaod, liiniisolaatorite ülelöök ja alajaama piirile paigaldatud ventiillahendi? Koroonakadu saab oma energia eeskätt laine frondist, mistõttu front pikeneb ja järskus väheneb.Frondi pikenemine ühel liinikilomeetril:

,kus Um on pingeimpulsi amplituud, kVh on liinijuhtmete keskmine kõrgus(m), K on lõhestustegur: K=1; 1.1; 1,45; ja 1,55 , kui lõhisfaasi juhtide arv on vastavalt 1,2,3,4 ja enam. Impulsi amplituud väheneb peamiselt maa kaudu sulguva impulssvoolu

maakadude arvelt: kus: Um on pingeimpulsi amplituud välgu tabamispunktis, kV, = 0,07 km – 0,5 110 kV ja kõrgema pingega liinidel, x on kaugus välgu tabamispunktist

Eriti järsu tõusuga laineid põhjustavad masti või trossi tabavad välgud, kuisellele järgneb isolaatorite ülelöök faasijuhtmesse.Välgulöögist liini lähedusse võivad põhjustada isolaatorite ülelööki kuni 35 kVliinidel ja põhjustada faasijuhtmetes nn. indutseeritud pingelaineid.

62. Loetlege siseliigpingete tekkepõhjusi?Elektrisüsteem sisaldab kontsentreeritud ja jaotatud parameetritega induktiivsusi ja mahtuvusi. Mahtuvuste ja induktiivsuste vahel võivad toimuda võnkeprotsessid. Normaaltalitlusel sellised võnkeprotsessid praktiliselt ei avaldu, kuid järsud muutused (lülitamised, lühised, katkemised) jaebanormaalsed harmoonikud (asümmeetrilised talitlused, ebalineaarsed tarbijad)elektrisüsteemis võivad põhjustada mahtuvustesse kätketud elektrilise energia jainduktiivsustesse salvestatud magnetilise energia vahelisi võnkumisi. Sellisedenergia võnkumised võivad sageli põhjustada liigpingeid.63. Selgitada joonise alusel lühidalt, kuidas tekivad liigpinged liini automaatsel taaslülitamisel?

ATL-i tsükkel koosneb pärast kaarlühise tekkimist järgmistest etappidest:lüliti K2, kui lühisele lähem, lülitub välja ja tekib lühiajaline ühepoolsetoitega talitlus, mille korral pinged liini otstes hakkavad erinema (faasidemahtuvuste ja lühise tõttu)lüliti K1 lülitub välja ja katkestab lühisekohas voolava mahtuvusliku voolu selle nullväärtushetkel, mis tähendab, et väljalülitamise hetkel onpinge väärtus maksimaalne. Vigase faasi laeng voolab kaare kaudu kiirestimaha, aga tervete faaside laeng aeglaselt läbi liini oomiliste põikjuhtivuste(0,4 s pärast on pinge U0 60…70% esialgsest: U0 = 0,6…0,7 U0alg).lüliti K2 sisselülitaminelüliti K1 sisselülitamine ja normaalse talitluse taastamine. Tekivad suurimad liigpinged: tervete faaside jääkpingele liituvad pingeallikatesundkomponent ja liini sisselülitamisest põhjustatud harmoonikud.Tervetes faasides tekkiva liigpinge suurus sõltub oluliselt sisselülitamise hetkest.Kui sisselülitamisel on allika pinge nurk 0…180°, siis on toiteallika emj ja tervete faaside jääkpinge U0 vastasmärgiga ja tekkivad liigpinged suuremad kui pinge sisselülitamisnurkade 180…360° korral. Suurimad liigpinged tekivad kui sisselülitamisnurk on 90°.

Pingekõver hakkab pärast sisselülitamist võnkuma sumbuvalt elektromotoorjõutekitatud pinge sundkomponendi ümber kuni vabade võnkumiste täieliku sumbumiseni.

64. Selgitada joonise alusel lühidalt, kuidas tekivad liigpinged koormamata liini väljalülitamisel?

Koormamata liinis voolab väike mahtuvuslik vool, seega võib koormamata liinivaadelda kontsentreeritud mahtuvusena CL . Toiteallikas (toitevõrk) on valdavalt induktiivne L1, kuid sisaldab ka põikmahtuvusi C1. Enne liini väljalülitamist U1 = U2 .Liini väljalülitamisel tekib võimsuslüliti pooluste vahele elektrikaar. Elektrikaar kustub ja liin lülitub välja, kui vool läbib nullväärtust (ajahetkel t1). Mahtuvusliku voolu nullväärtushetkel on pinge maksimaalne.Seega jääb liin pärast väljalülitamist lühiajaliselt laetuks vastavalt pingemaksimaalväärtusele.180° pärast kaare kustumist muutub pingete U1 ja U2 vahe maksimaalseks jaelektrikaar lüliti pooluste vahel võib taassüttida (ajahetkel t2).Süttinud elektrikaar pingestab liini uuesti pingega U1 (maksimaalväärtusega),mille tõttu pinge (liinis) U2 hakkab vastavalt omavõnkesagedusele võnkumaümber pinge U1 kuni vool läbib uuesti nullväärtust ja toimub jälle kaarekustumine.Omavõnkesagedus avaldub valemiga

65. Lülitites šunteerivate takistuste kasutamise põhimõte lülitusliigpingete piiramiseks (2 alternatiivset skeemi ja lülituste järjekord sisse- ja väljalülitamisel)?

Sisselülitamisel sulguvad esmalt abikontaktid K2 ja ahel lülitatakse sisse läbiaktiivtakisti. Seejärel pärast väikest viidet sulguvad peakontaktid K1.Väljalülitamisel avanevad esmalt peakontaktid K1 ja seejärel abikontaktid K2.

66. Mida nimetatakse isolatsiooni koordinatsiooniks? Selgitada ka isolatsiooni koordinatsiooni tavalist meetodit?

Isolatsiooni koordinatsioon on seadmete elektrilise tugevuse valimine vastavaltvõrgus esinevate pingetega, võttes arvesse käidu tingimusi ning kasutatavatekaitseseadmete karakteristikuid.varutegur

67. Selgitada joonisel esitatud graafikuid ja määrata optimaalne isolatsiooni tase?

1 – isolatsiooni maksumus2 – katkestuste maksumus3 – summaarsed kulud