Расчет пробивного напряжения и электрической прочности воздуха
Электрическая прочность газа в сильной степени зависит от его плотности, т. е. давления, если температура постоянна. При малых изменениях температуры и давления газа пробивное напряжение пропорционально плотности газа. Для расчета пробивных напряжений воздуха применима формула:
,
(3.1)
где
- пробивное напряжение при данных
температуре и давлении;
-
пробивное напряжение при нормальных
условиях (
и
).
Величина
в (3.1) относительная влажность воздуха,
она равна:
,
(3.2)
где
- температура,
;
-
давление, мм. рт. ст.
При номинальных условиях относительная влажность воздуха равна единице.
В случае резконеоднородного поля в разрядном промежутке (для электродов «острие-острие»):
,
(3.3)
где
- расстояние между электродами.
Для однородного поля (две плоскости с закругленными краями):
.
(3.4)
Электрическая прочность определяется:
.
(3.5)
Рекомендации по проведению измерений
Измерения напряжения пробоя производятся отдельно по каждому виду материалов.
Измерения
пробивного напряжения
и напряжения возникновения коронного
разряда
должны производиться с учетом изменения
параметров исследуемого газа (воздуха).
Величина
существенно зависит от наличия
ионизированных молекул и свободных
электронов, которые образовались в
предыдущем опыте. Измерения выполняются
при различных расстояниях между
электродами с определением средних
значений
измеряемых величин.
Программа работы
1. Ознакомление с особенностями пробоя диэлектриков при различной форме поля.
2. Определение характеристик пробоя с использованием лабораторной установки.
3. Расчет пробивного напряжения при разной форме поля в зависимости от расстояния.
Содержание отчета
1. Цель работы.
2. Схема установки для исследования пробивного напряжения диэлектрика на переменном напряжении.
3. Результаты измерения характеристик пробоя.
4. Расчетные значения пробивных напряжений при разной форме электрического поля.
5.
Графики пробивного напряжения
и короны
,
построенные в отдельных осях координат
по расчетным и опытным данным. В тоже
время, графики должны быть сгруппированы
по различным формам электрического
поля.
6.
Зависимости электрической прочности
разрядного промежутка от расстояния
(по опытным и расчетным данным) построить
на другом графике.
7. Выводы по работе.
Работа в лаборатории
1. Получить допуск к выполнению работы: предъявить предварительный отчет и ответить на вопросы руководителя о безопасном проведении работ. Уточнить объем работы.
2. Ознакомиться с лабораторной установкой.
3. Подготовить лабораторную установку к работе.
4. Устанавливая различные электроды (изменяя форму поля) произвести измерение напряжений.
5. Произвести расчет электрической прочности и напряжения пробоя от формы электрического поля и расстояния.
6. Результаты измерений и расчетов представить в виде таблицы (табл. 2).