Цель работы: изучение особенностей электрического разряда в воздушном промежутке в зависимости от формы электродов разрядника, сравнение опытных данных электрической прочности воздушных промежутков с расчетными.

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:

Uпр = kU1 .

(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 измерение					Экспериментальное значение					Расчетное значение
						Uпр, кВ		U'пр, кВ		Е'пр, кВ/см		Uпр(и-и), кВ		Eпр (и-и), кВ/см
	1-е	2-е	3-е	ср.
1 2 3 4 5	20 46 62 79 92	20 45 63 80 93	20 44 64 80 92	20 45 63 79,67 92,3	8,4 18,9 26,46 33,46 38,76		8,75 19,68 27,56 34,85 40,37		8,75 9,84 9,18 8,71 8,074		14,06 18,62 23,18 27,75 32,31		8,4 9,45 8,82 8,36 7,75

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

U'_пр – пробивное напряжение с учетом атмосферного давления и температуры, U'_пр =

E'_пр – напряжённость, по данным опыта Е'_пр = .

Пробивные напряженность и напряжение для электродов «игла – игла»

определяются по формулам:

E_{пр (и-и)} = ; (13)

U_{пр (и-и)} = δ (7 + 3,36X) (14)

Расчёты к табл.№6:

U_пр = kU₁ = 0,42 × 20 = 8,4 кВ

U'_пр = = = 8,75 кВ

Е'_пр = = = 8,75 кВ/см

E_{пр (и-и)} = = = 8,4 кВ/см

U_{пр (и-и)} = δ (7 + 3,36X) = × 0,96 × (7 + 3,36 ×1) = 14,06 кВ