4.1. Краткие теоретические сведения

Электрическая прочность воздушного промежутка зависит от расстояния между электродами, атмосферного давления и температуры, на характер этой зависимости влияют форма и размеры электродов.

Схема лабораторной установки для исследования зависимости электрической прочности воздушного промежутка от формы электрода приведена на рис. 6, где ИП– испытуемые воздушные промежутки, подключаемые поочередно (1– «игла – игла», 2 – «игла – плоскость», 3 – «плоскость – плоскость», 4 – «шар – шар»), расстояние в промежутке может изменяться по условию опыта.

Рис. 6. Схема лабораторной установки для исследования зависимости

электрической прочности воздушного промежутка от формы электрода

Пробивное напряжение воздушного промежутка определяется по показаниям вольтметра, включенного в первичную обмотку повышающего трансформатора, с последующим пересчетом полученного значения через коэффициент трансформации, вычисленного в первой лабораторной работе:

21

. (12)

При проведении опытов напряжение следует увеличивать от нуля до пробивного значения со скоростью 1 кВ/c, так как при большей скорости показания вольтметра U₁ будут занижены вследствие инерционности стрелки вольтметра за счет влияния переходных процессов. Относительная плотность воздуха  при изменении температуры и влажности определяется по формуле (3).

Для самостоятельной теоретической подготовки рекомендуется использовать литературные источники [1, 4, 5].

4.2. Порядок выполнения работы

В ходе выполнении лабораторной работы при напряжении промышленной частоты необходимо получить экспериментальным и расчетным путем зависимость пробивных напряжения и напряженности электрического поля воздушного промежутка от расстояния между электродами.

При проведении всех опытов необходимо изменять размер разрядного промежутка в пределах от 1 до 5 см через 1 см.

1) Провести опыт с электродами «игла – игла». Результаты измерений и расчетов записать в табл. 6.

Т а б л и ц а 6

Результаты проведения опыта с электродами «игла – игла»

Размер разрядного промежутка, см	Напряжение U1, В				Экспериментальное значение			Расчетное значение
	измерение				, кВ	, кВ	, кВ/см	, кВ	, кВ/см
	1-е	2-е	3-е	ср.
1 2 … 5

22

В табл. 6, 7 – 8 для всех типов электродов используются следующие обозначения параметров:

– пробивное напряжение с учетом атмосферного давления и температуры, = ;

– напряженность, по данным опыта .

Пробивные напряженность и напряжение для электродов «игла – игла» определяются по формулам:

; (13)

. (14)

2) Провести опыт с электродами «игла – плоскость». Результаты измерений и расчетов записать в табл. 7.

Т а б л и ц а 7

Результаты проведения опыта с электродами «игла – плоскость»

Размер разрядного промежутка, см	Напряжение U1, В				Экспериментальное значение			Расчетное значение
	измерение				, кВ	, кВ	, кВ/см	, кВ	, кВ/см
	1-е	2-е	3-е	ср.
1 2 … 5

Пробивные напряженность и напряжение для электродов «игла –плоскость» определяются по формулам (13), (14).

3) Провести опыт с электродами «плоскость – плоскость». Результаты измерений и расчетов записать в табл. 8.

23

Т а б л и ц а 8

Результаты проведения опыта с электродами «плоскость – плоскость»

Размер разрядного промежутка, см	Напряжение U1, В				Экспериментальное значение			Расчетное значение
	измерение				, кВ	, кВ	, кВ/см	(п-п), кВ	(п-п), кВ/см
	1-е	2-е	3-е	ср.
1 2 … 5

Пробивные напряжение и напряженность для равномерного электри-ческого поля между электродами «плоскость – плоскость» определяются по формулам:

; (15)

. (16)

4) Провести опыт с электродами «шар – шар». Результаты измерений и расчетов записать в табл. 9.

Т а б л и ц а 9

Результаты измерений в опыте с электродами «шар – шар»

Размер разрядного промежутка, см	Коэффициент неравномерности поля f	Напряжение U1, В				Экспериментальное значение			Расчетное значение
		измерения				, кВ	, кВ	, кВ/см	, кВ	, кВ/см
		1-е	2-е	3-е	ср.
1 2 … 5

Пробивная напряженность при симметричном расположении шаров определяется по формуле:

24

. (17)

Пробивные напряженность и напряжение для электродов «шар – шар» рассчитываются по уравнениям:

; (18)

. (19)

По данным эксперимента построить зависимости для каждого типа электродов и зависимости , полученные теоретически. Сравнить экспериментальные и теоретические зависимости, объяснить причины их расхождения.