5.1.2. Описание эксперимента

Блок-схема пробивной установки АИИ представлена на рис. 5.3.

Методы определения электрической прочности, принципы работы на пробивной установке (рис. 5.3) описаны в пособии [1, глава 5].

Рис. 5.3. Блок-схема пробивной установки АИИ

Установка АИИ (аппарат для испытания изоляции) смонтирована в виде передвижной колонки; напряжение 220 В через контакты и предохранители подводится к регулировочному трансформатору ВТ. Прибор включается блокировочными контактами Бк, находящимися на пульте управления. Автоматический выключатель включает высокое напряжение; при этом загорается красная лампочка “Вкл. выс.”. Аппарат имеет пульт управления, защитное ограждение, заземляющую штангу; автоматический выключатель. На верхней части корпуса установки расположен киловольтметр со шкалами амплитудного U_a и действующего U_д значений высокого напряжения, причем U_a = U_д. Для сравнения экспериментальных и теоретических значений рекомендуется считывать показания по шкале амплитудных значений (нижняя шкала).

При работе на установке необходимо тщательно соблюдать правила техники безопасности при работе с оборудованием высокого напряжения.

Психрометром называется прибор, предназначенный для измерения влажности воздуха. В ряде психрометров используется метод сухого и влажного термометра: один из термометров (сухой) находится на воздухе при температуре Т_с, другой (влажный при температуре Т_вл) связан с влажной поверхностью, например, волокнистой материей, с которой непрерывно испаряется влага в зависимости от степени влажности воздуха. Контроль и измерение относительной влажности воздуха производится с помощью психрометрических таблиц (табл. 5.1). По разнице температур сухого и влажного термометра можно определить относительную влажность воздуха.

В процессе испытаний производится неоднократный (3 раза) контроль амплитудного значения пробивного напряжения при фиксированном расстоянии Х_i между электродами, после чего рассчитывается амплитудное среднее значение напряжение U_{а пр ср} пробоя по трем испытаниям:

U_{Апр ср} = U_{Апр эксп i}/3. (5.4)

Таблица 5.1

Значения относительной влажности  (%), определяемой по данным психрометра

Твл, оС	Разность показаний сухого и влажного термометра, оС
	0	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0	6,5	7,0
11	100	94	88	82	87	72	67	62	58	55	55	47	43	40	36
12	100	94	88	82	78	73	68	63	59	56	48	44	44	42	38
13	100	94	89	83	78	73	69	64	61	57	53	50	46	43	40
14	100	94	89	83	79	74	70	66	62	58	54	51	47	45	41
15	100	95	89	84	80	75	71	67	63	59	55	52	49	46	43
16	100	95	90	84	80	75	72	67	64	60	57	53	50	48	44
17	100	95	90	84	81	76	73	68	65	61	59	54	52	49	46
18	100	95	90	85	81	76	74	79	66	62	59	56	53	50	46
19	100	95	91	85	82	77	74	70	68	63	60	57	54	51	48
20	100	95	91	86	86	82	78	75	71	67	64	61	58	53	49
21	100	95	91	86	83	79	75	71	68	65	62	59	56	54	51

Для оценки погрешности результата испытаний следует учитывать инструментальную погрешность U_Апр измерения напряжения U_{А ср} и погрешность измерения X величины зазора Х.

Напряжение U_Апр пробоя измеряется вольтметром - прибором с классом точности s, указанным на шкале прибора, например, .

Любой измерительный прибор характеризуется инструментальной погрешностью U_пр, которая связана со значением класса точности s (приведенная погрешность) соотношением:

s = U_Апр100/U_Амах, % (5.5)

где U_Амах - максимальное значение напряжения на соответствующей шкале прибора. Например, s = 1,5 %; U_мах = 75 кВ; U_Апр= 75·1,5/100  1,1 кВ.

Следовательно, каждое экспериментальное значение напряжения пробоя U_Апр определяется с инструментальной погрешностью U_Апр = ± 1 кВ. Этот факт следует учитывать при построении экспериментальных зависимостей U(X) (рис. 5.4). Именно статистическое ″совпадение″ теоретической и экспериментальной зависимости свидетельствует об адекватном проведении опыта.

Среднее экспериментальное значение электрической прочности рассчитывается как результат косвенного измерения по соотношению

E_{Аср пр эксп} = U_{Апр ср}/Х_i, В/м. (5.6)

Расчет абсолютной погрешности Е_пр с учетом погрешности U_Апр и погрешности X (для простоты принимается X  0,2 мм) по соотношению:

Е_пр(Х) = Е_{Апр эксп}[(U_Апр/U_Апрср)² + (Х/X)²]^1/2, В/м. (5.7)

а) б)

Рис. 5.4. Построение зависимостей с учетом погрешности эксперимента

Построение и анализ зависимости Е_пр(Х) производится с учетом рассчитанных значений Е_пр(Х) аналогично зависимости, представленной на рис. 5.4, б. Если теоретическая и экспериментальная зависимости Е(Х) и U(X) с учетом погрешности ″не совпадают″, необходимо выяснить причину не учитываемой погрешности или переделать опыты.