МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МЭИ»

«Утверждаю»

Заведующий кафедрой ТЭВН

С.И. Хренов

ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ

ДЛЯ ПОСТУПАЮЩИХ В МАГИСТРАТУРУ

Направление подготовки:

13.04.02 Электроэнергетика и электротехника Магистерская программа:

Техника и электрофизика высоких напряжений Москва, 2014 год 1. Содержание теоретических разделов

1.1. ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ДИЭЛЕКТРИКАХ И ИЗОЛЯЦИЯ УСТАНОВОК ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Элементарные процессы в газах. Движение заряженных частиц в газе. Возникновение и исчезновение заряженных частиц в газе. Лавина электронов и условие самостоятельности разряда.

Общие сведения об электропроводности диэлектриков. Электропроводность жидких и твёрдых диэлектриков. Общие сведения о поляризации диэлектриков. Миграционная поляризация.

Диэлектрические потери.

Общая характеристика внешней изоляции. Атмосферный воздух как диэлектрик. Назначение и типы изоляторов. Виды и условия испытаний внешней изоляции. Разряды в воздушных промежутках при постоянном и переменном напряжении. Развитие разряда и пробивные напряжения промежутков с однородным электрическим полем. Развитие разряда и начальное напряжение промежутков с неоднородным электрическим полем. Разряды в воздушных промежутках при грозовых и коммутационных импульсах. Время разряда и вольт-секундные характеристики воздушных промежутков. Разряд в длинных воздушных промежутках. Разряды в воздухе вдоль поверхности изоляторов. Влияние конструктивных особенностей изоляторов на напряжения перекрытия.

Развитие разряда и напряжения перекрытия изоляторов при неблагоприятных атмосферных воздействиях. Влияние характеристик атмосферного воздуха на разрядные напряжения внешней изоляции электроустановок. Учет атмосферных условий при определении разрядных и испытательных напряжений. Снижение электрической прочности внешней изоляции в эксплуатационных условиях. Регулирование электрических полей во внешней изоляции электроустановок. Применение экранов. Принудительное распределение напряжения в изоляционной конструкции. Применение барьеров.

Общие свойства внутренней изоляции. Понятие внутренней изоляции. Зависимость электрической прочности внутренней изоляции от длительности воздействия напряжения. Изоляция самовосстанавливающаяся и несамовосстанавливающаяся. Влияние на внутреннюю изоляцию тепловых, механических и других воздействий. Пробой жидких и твердых диэлектриков при кратковременных воздействиях напряжения. Пробой жидких диэлектриков. Разряд по поверхности твердого диэлектрика в масле. Пробой твердых диэлектриков. Основные виды внутренней изоляции.

Комбинирование диэлектрических материалов во внутренней изоляции. Масло-барьерная изоляция. Твердая изоляция. Бумажно-масляная изоляция. Газовая и вакуумная изоляция. Регулирование электрических полей во внутренней изоляции. Градировании изоляции. Применение конденсаторных обкладок. Применение полупроводниковых покрытий. Кратковременная электрическая прочность внутренней изоляции. Допустимые напряжения на внутренней изоляции. Факторы, влияющие на кратковременную электрическую прочность внутренней изоляции.

1.2. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ РАБОЧЕМ НАПРЯЖЕНИИ И ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯХ

Рабочие напряжения электрических систем. Коронный разряд на проводах воздушных линий электропередачи. Коронный разряд и его характеристики. Коронный разряд на проводах линий электропередачи. Потери энергии на местную корону. Экологическое влияние коронного разряда. Работа изоляторов при увлажненных загрязнениях поверхности. Степени загрязненности атмосферы. Выбор изоляторов. Мероприятия по повышению надежности работы изоляторов. Длительная электрическая прочность внутренней изоляции. Виды старения внутренней изоляции.

Общие закономерности электрического старения. Частичные разряды в газовых включениях. Меры интенсивности частичных разрядов. Частичные разряды бумажно-масляной и масло-барьерной изоляции. Тепловое старение внутренней изоляции. Старение изоляции при механических нагрузках. Увлажнение как форма старения внутренней изоляции. Методы профилактического контроля внутренней изоляции. Использование для контроля изоляции абсорбционных явлений. Контроль качества изоляции по тангенсу угла диэлектрических потерь. Контроль изоляции по интенсивности частичных разрядов. Контроль изоляции повышенным напряжением.

Грозовые перенапряжения и молниезащита. Молния как источник грозовых перенапряжений. Развитие молнии. Электрические характеристики молнии. Характеристики грозовой деятельности. Молниеотводы. Принцип действия молниеотводов. Зоны защиты молниеотводов. Заземление молниеотводов. Условия безопасного прохождения тока молнии по молниеотводу. Конструктивное выполнение молниеотводов. Защитные аппараты и устройства. Защитные промежутки.

Трубчатые разрядники. Вентильные разрядники. Нелинейные ограничители перенапряжений.

Молниезащита воздушных линий электропередачи. Общие принципы защиты воздушных линий.

Грозоупорность линий без тросов. Грозоупорность линий с тросами. Молниезащита подстанций.

Молниезащита подстанции от прямых ударов молнии. Параметры импульсных грозовых перенапряжений, набегающих на подстанцию. Принципы защиты электрооборудования подстанций от набегающих импульсов грозовых перенапряжений. Допустимые напряжения на защищаемой изоляции электрооборудования. Определение длины защищенного подхода к подстанции. Эффективность защиты электрооборудования подстанции.

Общая характеристика коммутационных перенапряжений. Перенапряжения при включении разомкнутой линии. Перенапряжения при автоматическом повторном включении. Перенапряжения при отключении конденсаторов и ненагруженных линий. Перенапряжения при отключении больших токов. Перенапряжения при отключении малых индуктивных токов. Перенапряжения при перемежающихся замыканиях на землю. Установившиеся перенапряжения в электропередачах. Повышение напряжения в конце разомкнутой линии. Установившиеся перенапряжения при КЗ. Перенапряжения промышленной частоты при неполнофазных режимах. Феррорезонансные перенапряжения. Практический случай феррорезонансных перенапряжений. Влияние насыщения трансформатора на повышение напряжения в системах с заземленной нейтралью. Высшие и низшие гармоники в электропередачах.

2. Содержание практических заданий Практические задания сводятся к анализу тех или иных готовых материалов (схем, фрагментов программ). Задача выполнения некоей законченной разработки (выполнения расчета, написания законченной программы, разработки электрической схемы) при этом не ставится.

В ходе проведения собеседования испытуемому могут быть предложены для обсуждения следующие материалы:

- эскизы изоляционных конструкций установок высокого напряжения;

- эскизы систем молниезащиты различных объектов;

- схемы замещения электрических систем в различных режимах работы.

С образцами практических заданий можно ознакомиться на кафедре ТЭВН.

3. Литература 1. Бортник И.М., Белогловский А.А, Верещагин И.П., Вершинин Ю.Н., Калинин А.В., Кучинский Г.С., Ларионов В.П., Монастырский АЕ., Орлов А.В., Пинталь Ю.С., Сергеев Ю.Г., Соколова М.В., Темников А.Г. Электрофизические основы техники высоких напряжений. Учебник для вузов / Под ред. Верещагина И.П. – М: Издательский дом МЭИ, 2010. – 704 с.

2. Техника высоких напряжений. Учебник для вузов / И.Н. Богатенков, Ю.Н.Бочаров, Н.И.

Гумерова и др. Под ред. Г.С. Кучинского. – СПб.:

- Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отдние, 2003.

3. Е. Куффель, В. Цаенгль, Дж. Куффель. Техника и электрофизика высоких напряжений.

Пер. с англ.: Учебно-справочное руководство – Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2011. – 520 с.

4. Базуткин В.В., Ларионов В.П., Пинталь Ю.С. Техника высоких напряжений. Изоляция и перенапряжения в электрических системах: Учеб. для вузов / Под ред. В.П. Ларионова. 3-е изд., перераб. и дополн. – М.: Энергоатомиздат, 1986.

5. Кучинский Г.С., Кизеветтер В.Е., Пинталь Ю.С. Изоляция установок высокого напряжения. Учеб. для вузов / М.: Энергоатомиздат, 1987.

6. Лабораторные работы по технике высоких напряжений. Учеб. пособие / М.А. Аронов, В.В. Базуткин, и др. 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

Программу составили:

Руководитель магистерской программы