Лабораторная работа-Определение электрической прочности воздуха в однородном и неоднородном электрическом поле - файл n1.doc

Лабораторная работа-Определение электрической прочности воздуха в однородном и неоднородном электрическом поле
скачать (144 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc144kb.21.10.2012 18:40скачать

n1.doc

Лабораторная работа № 2.

«Определение электрической прочности воздуха в однородном и неоднородном электрическом поле»

Цель работы:

Ознакомиться с особенностями пробоя воздуха при ис­пользовании электродов различной формы. Получить опыт­ные значения электрической прочности воздушных проме­жутков.

Приборы и оборудование:

Для определения электрической прочности воздуха можно использовать аппарат АКИ-50, предназначенный для испыта­ния изоляции кабелей (рис. 1).



АТ-автотран сформатор, Лз - зеленая сигнальная лампа, Лк – красная сигнальная лампа, R – резистор, Рм.т — реле максимального тока, Квк — кнопки включения, Пм – магнитный пускатель с электромагнитным реле, Кшт – штепсельный контакт, ?А – микроамперметр, Р – разрядник, Rб – высокоомный буферный резистор, КмА – контакты для подключения контрольного микроамперметра, кV- киловольтметр, Кв – контакты для подключения контрольного вольтметра, Т – однофазный масляный трансформатор, Кт- кенотрон, Тк – трансформатор накала кенотрона, Ки.з – импульс замыкающий контакт

Рисунок 1 Принципиально-монтажная схема аппарата АКИ-50

Аппарат АКИ-50 питается от сети однофазного переменного тока напряжением 127/ 220 В, имеет выпрямленное напряжение 50 кВ, выпрямлен­ный ток 2 мА и мощность 0,5 кВ • А. Высоковольтный однофазный масляный трансформатор Т, напряжение первичной обмотки которого 110 В, создает во вторичной обмотке на­пряжение до 36 кВ.

Выпрямление тока осуществляется кенотроном Кm, который расположен в баке трансформатора. Там же поме­щены трансформатор накала кенотрона Тк и буферный рези­стор Rб, который служит для защиты высоковольтного трансформатора и кенотрона от перегрузок при пробое воздуха.

Первичная обмотка высоковольтного трансформатора Т присоединяется к сети через автотрансформатор АТ, позво­ляющий плавно менять напряжение от нуля до максималь­ного значения. Напряжение измеряется киловольтметром kV, включенным в первичную обмотку трансформатора Т. Вольтметр отградуирован в киловольтах выпрямленного напряжения при холостом режиме аппарата. К контактам Кв в подключают вольтметр для контроля за напряжением на первичной обмотке высоковольтного трансформатора. Контроль тока утечки осуществляется микроамперметром ?A с тремя пределами измерений: 100, 500 и 2500 мкА.

Штепсельные контакты Кмт служат для подбора пре­делов измерения микроамперметра ?A шунтированием в за­висимости от токов утечки. Контрольный микроамперметр на период пробоя шунтируется контактами КмА.

Аппарат снабжен сигнальными лампами: зеленой Л3, загорающейся при включении штепсельной вилки в сеть, и красной Лк, загорающейся при включении кнопки Kвк и сигнализирующей о наличии напряжения на высоковольт­ной обмотке трансформатора.

Общие сведения

Воздух является естественной изоляцией многих элек­тротехнических конструкций: трансформаторов, конденса­торов, воздушных выключателей, линий электропередачи. Как диэлектрик, воздух имеет следующие положительные свойства: быстро восстанавливает свою электрическую прочность после пробоя, незначительно изменяет диэлектриче­скую проницаемость, диэлектрические потери его очень малы (tg ? ? 10-6). Отрицательные свойства воздуха как диэлек­трика — низкая теплопроводность [0,00025—0,00036 Вт (см • °С)], невысокая электрическая прочность, способность увлажняться, образовывать оксиды, поддерживать горение. Электрическая прочность воздуха не является постоянной и зависит от давления и относительной влажности, а также формы электродов.

Под действием электрического поля имеющиеся в возду­хе ионы и электроны приобретают кинетическую энергию, необходимую для усиленной ионизации частиц газа. При этом у электродов появляется светящийся синеватый слой, сопровождающийся легким шипением; такой разряд назы­вается тихим или коронирующим. Это явление очень опас­но в высоковольтных электрических машинах. Особенно проявляется тихий разряд на тех местах, где токоведущие части имеют малый диаметр (на углах прямоугольных шин, на остриях, заусенцах и др.). При увеличении напряжения тихий разряд может перейти в искровой, который иногда перерастает в дуговой. Дуговой разряд обычно приводит к короткому замыканию в сети.

Кроме воздуха используются и другие газообразные диэлектрики.

Электрическая прочность диэлектрика определяется по следующему выражению:

, МВ/м
Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться со схемой аппарата АКИ-50.

2. Проверить положение автотрансформатора, регули­рующего напряжение, подаваемое в первичную обмотку испытательного трансформатора.

3. При выключенном аппарате закрепить электроды на высоковольтных шинах, предназначенных для определения электрической прочности воздушного промежутка.

4. Проверить наличие заземленного ограждения высоко­вольтной части аппарата.

5. Включить установку в сеть напряжением 127 или 220 В. При этом должна загореться зеленая сигнальная лампа Л3.

6. Включить автоматический выключатель и подать на­пряжение на трансформатор Т. При этом должна загореться красная сигнальная лампа Лк.

7. С помощью автотрансформатора изменять напряжение от нуля до пробивного значения со скоростью 1 кВ/с. В мо­мент пробоя сработает реле максимального тока и аппарат выключится. Временным включением контакта Ки.з сни­мается емкостный заряд.

8. Записать значение напряжения при пробое Uпр в табл. 1

9. Получить опытным путем зависимость пробивного напряжения от длины разрядного промежутка в случае:

а) шаровых электродов одинакового диаметра (50 мм);

б) плоских электродов — дисков ш 50 мм с закруглен­ными краями;

в) электродов игла — плоскость (при положительном за­ряде);

г) электродов игла — плоскость (при отрицательном за­ряде).

10. Изменяя расстояние h между электродами (от 2 до 15 мм) определить напряжение при пробое Uпр в случае неравномерного и равномерного электрического поля.

После каждого произведенного пробоя рукоятку регули­ровочного автотрансформатора вывести в нулевое положе­ние.

11. Результаты измерений и вычислений записать в табл. 1.







Измеряются

Вычисляется

Епр, МВ/м


Номер п/п


Форма электродов


h, м

Uпр, кВ






























































12. Когда атмосферные условия испытания отличаются от нормальных = 1013 гПа и t = 20 °С), истинное про­бивное напряжение находят, умножая пробивное напряже­ние из табл. 1 на поправочный коэффициент а, т. е.



Поправочный коэффициент а зависит от относительной плотности воздуха ? следующим образом:

Относительная плотность воздуха ?

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1,00

1,05

1,10

1,15


Поправочный коэффициент

0,72

0,77

0,82

0,86

0,91

0,95

1,00

1,05

1,09

1,13


Относительную плотность воздуха определяют по форму­ле:



где ? — атмосферное давле­ние в момент измерения, гПа;

t — температура окружающе­го воздуха в момент измерения, °С.

Контрольные вопросы

1 При какой форме электродов электрическая прочность воздуха наибольшая?

2 Какова электрическая прочность воздуха при нормальных усло­виях в случае равномерного поля?

3 Как связаны между собой пробивное напряжение и электриче­ская прочность?

4 Какая форма электродов способствует увеличению пробивного напряжения и почему?

Павлодар облысының білім баскармасы

Управление образования Павлодарской области

Академик Сәтпаев атындағы Екібастұз инженерлік - техникалық институтының колледжі

Екибастузский колледж инженерно - технического института имени академика К.И.Сатпаева

Лабораторная работа № 2

по дисциплине «Электротехнические материалы»

На тему: «Определение электрической прочности воздуха в однородном и неоднородном электрическом поле»

Экибастуз 2009
Павлодар облысының білім баскармасы

Управление образования Павлодарской области

Академик Сәтпаев атындағы Екібастұз инженерлік - техникалық институтының колледжі

Екибастузский колледж инженерно - технического института имени академика К.И.Сатпаева


Лабораторные работы

по дисциплине «Электротехнические материалы»



№ п/п

Наименование лабораторной работы

Место проведения

1

Определение условной вязкости жидких диэлектриков

ТОО «Энергоуправление»

2

Определение электрической прочности воздуха в однородном и неоднородном электрическом поле

ТОО «Энергоуправление»

3

Определение электрической прочности жидких диэлектриков

ТОО «Энергоуправление»

4

Определение электрической прочности твердых диэлектриков

ТОО «Энергоуправление»


Экибастуз 2009

Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации