Prosjektinformasjon

Bakgrunn for oppgaven

I forbindelse med testing av høgspenningskabler gjennomføres det flere forsøk med lyn-, og koblingoverspenninger. Disse forsøkene blir i noen tilfeller utført overlagret mot en DC driftsspenning. Dagens løsning baserer seg på at driftspenningen ved overlagrede støt ligger over et eksternt kulegap (Figur 1).

Denne metoden fører til at det oppstår uregelmessigheter ved kurveformen (Figur 2), sammenlignet mot den glatte kurveformen som angitt i standarden IEC 60600-1:2010 (Figur 3). Uregelmessigheten oppstår som resultat av at det skjer en slukking og gjentenning i det eksterne kulegapet, som resultat av brytingen av en kapasitiv last representert av en kabel.

Dagens testmetoden fører også til en uregelmessighet ved målingen av starten til støtet (Figur 4). Uregelmessigheten som klarere kommer frem ved (Figur 5) oppstår i hovedsak som et resultat av at dagens metode ikke baserer seg på felles måling av DC-driftsspenning og det overlagrede støtet, men måler på støtspenningsanlegget. Store deler av dette avviket mot (Figur 3) vil bli løst ved en parallellspenningsdeler som er bestilt av oppdragsgiver. Likevel vil kulegapet gi et uønsket bidrag til kurveformen, selv om det blir av en mindre grad en for dagens tilfelle.

Oppgavens formål

Ved å benytte en seriekoblet koblingskondensator (Figur 4), vil man isolere lynpulsen fra kretsens driftsspenning. Ved denne koblingen vil man kunne forhindre problemer med gjentenning over det eksterne kulegapet, noe som vil resultere i en korrekt kurveform etter kravet gitt i standarden IEC 60600-1:2010.

I oppgaven skal det undersøkes om ellers ubenyttede kondensatorer i en marx-støtgenerator vil kunne brukes til å fylle rollen som koblingskondensatorer. Usikkerhetene rundt dette dreier seg om hvordan kondensatoren vil påvirke kretsen, og generatorens virkningsgrad.

Det er også et ønske om å finne en metode for å beregne en passende kapasitans for koblingskondensatoren ut fra spenningsnivå, kapasitans til testobjektet, og induktansen i kretsen. Usikkerhetene rundt dette dreier seg om for hvilke verdier som fører til at kretsen er i resonans, og hvordan kondensatoren opplever en endring i DC-spenning ved opp- og utladning av kretsen.

 

Problemstilling

  • Kan kondensatorer i en marx-støtgenerator benyttes som koblingskondensatorer ved overlagret lynpuls?
  • Hvordan beregne en passende kapasitans for koblingskondensatorene?