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.doc

144kb.

21.10.2012 18:40

скачать

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 Л₃, 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.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

---