Przewód o izolacji wysokonapięciowej elementem urządzenia piorunochronnego

Badanie laboratoryjne przewodów

Określenie zakresu stosowania przewodów o izolacji wysokonapięciowej z pokryciem półprzewodzącym oraz wyznaczenie ich właściwości wymaga przeprowadzenia badań laboratoryjnych.

Ze względu na różnorodne kształty napięć wywołujących przeskoki iskrowe można przyjąć, że izolacja takich przewodów oraz ich odporność na wyładowania ślizgowe powinny być badane na napięcia udarowe 1,2/50 μs [4] oraz udary ucięte o czasach do ucięcia 2–3 μs lub ukośne, o czasach trwania kilkaset nanosekund [5].

Uwzględniając powyższe fakty, podjęto próbę przeprowadzenia badań w następującym układzie pomiarowym (rys. 5):

Rys. 5. Układ do badania właściwości przewodów o izolacji wysokonapięciowej, przeznaczonych do stosowania w ochronie odgromowej

• do jednego z końców przewodu o izolacji wysokonapięciowej doprowadzano z generatora napięcie udarowe,
• drugi koniec przewodu połączono z izolowaną poprzeczką,
• w określonej odległości od izolowanej poprzeczki, do której badanym przewodem doprowadzano napięcie udarowe, umieszczono poprzeczkę uziemioną,
• w dwu miejscach na badany przewód nałożono uziemione obejmy.

Do przewodu doprowadzano napięcie udarowe o wzrastającej wartości szczytowej oraz czasach czoła zmieniających się w zakresie 0,35–0,45 μs. Przykładowy przebieg napięcia udarowego doprowadzanego do przewodu przedstawiono na rysunku 6.Zwiększanie wartości szczytowej napięć udarowych, doprowadzające do wystąpienia przeskoków iskrowych między poprzeczkami, umożliwiło przeprowadzenie badań właściwości izolacji przewodu przy występowaniu szybkozmiennych napięć uciętych, symulujących przepięcia wywołane przez prądy kolejnego wyładowania piorunowego w kanale.

Przykładowe przebiegi napięć badających właściwości izolacji z pokryciem półprzewodzącym przedstawiono na rysunku 7. W czasie prowadzonych pomiarów określano możliwości występowania
wyładowań ślizgowych oraz badano wytrzymałość udarową izolacji wysokonapięciowej przewodu.

Analizując możliwości stosowania przewodu o izolacji wysokonapięciowej z pokryciem półprzewodzącym w obszarach zagrożonych wybuchem oraz próbując ocenić wartości prądu wywołane przez sprzężenia pomiędzy przewodem a uziemionymi elementami, przeprowadzono badania w układzie przedstawionym na rysunku 8.

Zarejestrowane wartości szczytowe prądów udarowych dochodziły do kilkuset amperów i były wywołane przez gwałtowne zmiany napięcia doprowadzonego do przewodu (rys. 9).