1 Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica G.Pesavento (a) provino con...
-
Upload
allegria-marconi -
Category
Documents
-
view
216 -
download
1
Transcript of 1 Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica G.Pesavento (a) provino con...
1
Università degli studi di PadovaDipartimento di ingegneria elettrica
G.Pesavento
CCC bca
,d
t
ε
εVV
c
bac
td Va Ca
Cb
Cc
V
a) b)
Va
Vc
Vsc
Vsc
+
-
c)
(a) provino con vacuolo; (b) circuito equivalente; (c) tensione ai capi del vacuolo con e senza scariche parziali
2
Università degli studi di PadovaDipartimento di ingegneria elettrica
G.Pesavento
Rivelazione delle scariche parziali
Supponiamo una sorgente di tensione alternata che alimenta, tramite un trasformatore, un provino di materiale solido isolante, nel cui interno si verificano delle scariche parziali. Le brusche variazioni di tensione che avvengono ai capi del vacuolo interessato non sono direttamente rilevabili; infatti, nelle ipotesi già enunciate relative ai valori delle capacità, ammettendo per il momento che l’insieme dei tre condensatori sia disaccoppiato dall’alimentazione, si avrebbe per effetto della scarica di Cc una perdita di carica che verrebbe compensata dal condensatore Ca con conseguente caduta di tensione che vale
VCC
CV c
ba
ba
3
Università degli studi di PadovaDipartimento di ingegneria elettrica
G.Pesavento
F
VaV
i(t), q
Cc
Cb
Ca
Ct
4
Università degli studi di PadovaDipartimento di ingegneria elettrica
G.Pesavento
F
V
M
Circuito di misura delleScariche parziali
Ck
Zm
Co
VoCt
5
Università degli studi di PadovaDipartimento di ingegneria elettrica
G.Pesavento
Ct
Co
Vo
Schema semplificato di calibratore
Q=V0 C0
6
Università degli studi di PadovaDipartimento di ingegneria elettrica
G.Pesavento
Il valore di un impulso di corrente è espresso dalla carica che esso trasporta; se vi fosse in origine un unico impulso ideale, la forma del segnale rilevato ai capi dell’impedenza Zm rappresenterebbe la risposta impulsiva del circuito di prova, e l’area dell’impulso sarebbe direttamente rilevabile dal valore massimo del segnale di misura, attraverso una costante determinata dalla taratura eseguita con una carica nota.
CLRCRO
VCROAmplificatorepassa banda
V0
V0 (t)
i(t)
Schema generale dell’impedenza di misura
7
Università degli studi di PadovaDipartimento di ingegneria elettrica
G.Pesavento
tsintcoseC
q)t(v t
L’andamento della tensione nel tempo non riproduce assolutamente la forma d’onda dell’impulso di corrente ma dipende sostanzialmente dalle caratteristiche dell’impedenza e della banda passante dell’amplificatore; ogni informazione relativa alla forma è quindi perduta mentre il massimo della tensione risulta proporzionale alla carica apparente. La stessa forma della tensione in uscita può essere variata per lo stesso impulso semplicemente aggiustando i valori dei parametri circuitali dell’impedenza di misura.
LCα1ωαLC
1β ;
2RC
1α 2
02
8
Università degli studi di PadovaDipartimento di ingegneria elettrica
G.Pesavento
-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
Tempo t [us]
Ris
po
sta
Imp
uls
iva
[V]
10 1000
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Frequenza f [kHz]
Imp
eden
za d
i T
rasf
erim
ento
No
rmal
izza
ta Z
(f)
FFTUscita Lin.Uscita Log.
400 410 420 430 440 450 460 470 480 4900
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Frequenza f [kHz]
Imp
eden
za d
i T
rasf
erim
ento
No
rmal
izza
ta Z
(f) FFT
IEC60270
0 50 100 150 200 250 300-0.2
-0.15
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
0.2
Tempo t [us]
Ris
po
sta
Imp
uls
iva
[V]
Sistema a banda stretta
Sistema a banda larga
9
Università degli studi di PadovaDipartimento di ingegneria elettrica
G.Pesavento
10
Università degli studi di PadovaDipartimento di ingegneria elettrica
G.Pesavento
Circuito equivalente ad una sorgente di scariche parziali in un cavo
11
Università degli studi di PadovaDipartimento di ingegneria elettrica
G.Pesavento
Principio della localizzazione di una sorgente PD in un cavo
basato sulla riflettometria (TDR)
12
Università degli studi di PadovaDipartimento di ingegneria elettrica
G.Pesavento
L’impedenza, operando un filtraggio in frequenza, effettua una “pseudo integrazione”; sono attualmente disponibili sistemi che integrano il segnale con un integratore attivo preceduto da una impedenza in grado di riprodurre in modo abbastanza fedele il segnale. L’integratore elettronico deve essere riportato a zero sistematicamente altrimenti i vari contributi a gradino poterebbero l’uscita in saturazione.
Integratore attivo
13
Università degli studi di PadovaDipartimento di ingegneria elettrica
G.Pesavento
1
rivelatore
2
Ck Ct
V
Circuito di rilevazione a ponte
14
Università degli studi di PadovaDipartimento di ingegneria elettrica
G.Pesavento
Sovratensioni sostenute
Le sovratensioni sostenute sono transitori oscillanti poco smorzati a frequenza di rete, o prossima ad essa con durate che possono variare, secondo i dispositivi di protezione esistenti, da pochi periodi fino a qualche secondo. La loro importanza sta nel fatto che il loro valore massimo può condizionare il livello di protezione di alcuni tipi di scaricatori che non debbono intervenire al loro presentarsi, data l'energia che sarebbero chiamati ad assorbire. Esse, inoltre, possono risultare determinanti nella scelta dell'isolamento in atmosfera contaminata.• improvvise perdite di carico• disinserzione di carichi induttivi o inserzione di carichi capacitivi• chiusura di linee a vuoto• guasti monofase a terra• fenomeni di risonanza e autoeccitazione.
15
Università degli studi di PadovaDipartimento di ingegneria elettrica
G.Pesavento
Sovratensioni di manovra
•inserzione di linee•perdite di carico all'estremo di una linea•apertura di piccole correnti induttive•apertura di correnti capacitive•stabilirsi di guasti a terra.
16
Università degli studi di PadovaDipartimento di ingegneria elettrica
G.Pesavento
LE SOLLECITAZIONI DIELETTRICHE
V0
dV
f(V)
V
Densità di probabilità dei valori di sovratensione
1
p
0,5
p1
V1 V
Distribuzione cumulata dei valori di sovratensione
Se si considera un valore V0 di tensione, il termine f(V0)dV rappresenta la probabilità che la sovratensione abbia valore compreso nell’intervallo dV attorno a V0. Se Vm è il minimo valore che può assumere la sovratensione, l’integrale
17
Università degli studi di PadovaDipartimento di ingegneria elettrica
G.Pesavento
V
V
dV)V(f
m
0
;V
V
dV)V(f1
m
1
Generalmente la determinazione della distribuzione statistica delle sovratensioni viene effettuata già in fase di progetto su modelli di rete a mezzo di calcolatore numerico ( SPICE, EMTP) o con un "analizzatore di transitori di rete" (TNA – Transient Network Analizer) o con sistemi misti. In tale modo mediante una variazione sistematica dei parametri più importanti si può ottenere una più completa distribuzione statistica, arrivando anche ad individuare gli eventi più gravosi che
normalmente sono anche quelli meno probabili.
18
Università degli studi di PadovaDipartimento di ingegneria elettrica
G.Pesavento
Sovratensioni di manovra
Evento Punto considerato Valore massimo della sovratensione(p.u.)
Chiusura di linee in assenza di mezzi di controllo
All’estremità di manovra 2 ÷ 2,5
All’estremità aperta 2,4 ÷2,8
Richiusura trifase in assenza di mezzi di controllo
All’estremità di manovra 2,3÷ 3
All’estremità aperta 3 ÷3,7
Richiusura monofase in assenza di mezzi di controllo
All’estremità di manovra 1,5÷ 1,8
All’estremità aperta 1,8 ÷ 2,4
Chiusura di linee e richiusura trifase con interruttori dotati di resistore di preinserzione
All’estremità di manovra 1,6 ÷ 1,8
All’estremità aperta 1,7 ÷ 2,2
Chiusura di linee e richiusura trifase con interruttori dotati di più resistori di preinserzione
All’estremità di manovra 1, 2 ÷ 1,4
All’estremità aperta 1,5 ÷ 1,7
Apertura di linee a vuoto senza riadescamenti
Lato linea dell’interruttore manovrato
1,3
Apertura di linee a vuoto con riadescamenti
Valori confrontabili con quelli della richiusura trifase in assenza di mezzi di controllo
Apertura di trasformatori a vuoto Lato trasformatore manovrato 2 ÷ 2,3
Lato sbarre 1