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 полескачать (144 kb.)
Доступные файлы (1):
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, Р
м.т — реле максимального тока, К
вк — кнопки включения, П
м – магнитный пускатель с электромагнитным реле, К
шт – штепсельный контакт, ?А – микроамперметр, Р – разрядник, R
б – высокоомный буферный резистор, К
мА – контакты для подключения контрольного микроамперметра, кV- киловольтметр, К
в – контакты для подключения контрольного вольтметра, Т – однофазный масляный трансформатор, К
т- кенотрон, Т
к – трансформатор накала кенотрона, К
и.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 К
m, который расположен в баке трансформатора. Там же помещены трансформатор накала кенотрона Т
к и буферный резистор R
б, 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 К
в 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 К
мт служат для подбора пределов измерения микроамперметра ?A шунтированием в зависимости от токов утечки. Контрольный микроамперметр на период пробоя шунтируется контактами К
мА.
Аппарат снабжен сигнальными лампами: зеленой Л
3, загорающейся при включении штепсельной вилки в сеть, и красной Л
к, загорающейся при включении кнопки K
вк 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 К
и.з снимается емкостный заряд.
8. Записать значение напряжения при пробое U
пр 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 U
пр 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
(р = 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.СатпаеваЛабораторная 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