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 электриче-ской прочности воздушного промежутка от формы электрода приведена на рис. 6, где ИП– испытуемые воздушные промежутки, подключаемые по-очередно (1– « игла – игла», 2 – « игла – плоскость», 3 – « плоскость – плос-кость», 4 – « шар – шар»), расстояние в промежутке может изменяться по усло-вию опыта.

Рис. 6. Схема лабораторной установки для исследования зависимости электрической прочности воздушного промежутка от формы электрода

Пробивное напряжение воздушного промежутка определяется по показа-ниям вольтметра, включенного в первичную обмотку повышающего транс-форматора, с последующим пересчетом полученного значения через коэффици-ент трансформации, вычисленного в первой лабораторной работе:

21

Uпр = kU1 .

(12)

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

Для самостоятельной теоретической подготовки рекомендуется исполь-зовать литературные источники [1, 4, 5].

4.2. Порядок выполнения работы

• ходе выполнении лабораторной работы при напряжении промыш-ленной 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.

• а б л и ц а 6

Результаты проведения опыта с электродами «игла – игла»

Напряжение

Экспериментальное

Расчетное

Размер

U1, В

значение

значение

разрядного

измерение

U

,

U ,

Епр ,

Uпр (и-и) ,

Е

,

промежутка, см

пр

пр (и-и)

пр

кВ/см

кВ

кВ

кВ

кВ/см

1-е

2-е

3-е

ср.

1

2

…

5

22

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

U_пр – пробивное напряжение с учетом атмосферного давления и темпера-

 U_пр

туры, U_пр = _δ ;

U

E_пр – напряженность, по данным опыта E^_пр = _Х^пр .

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

Епр (и-и)				Uпр	;	(13)
				X
Uпр (и-и) =		δ7 + 3,36X  .
	2					(14)

2. Провести опыт с электродами «игла – плоскость». Результаты измере-ний и расчетов записать в табл. 7.

• а б л и ц а 7

Результаты проведения опыта с электродами «игла – плоскость»

Напряжение

Экспериментальное

Расчетное

Размер

U1, В

значение

значение

разрядного

промежутка, см

измерение

U

пр

,

U ,

Епр ,

U

пр (и-п)

,

Е

,

пр

пр (и-п)

1-е

2-е

3-е

ср.

кВ

кВ

кВ/см

кВ

кВ/см

1

2

…

5

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

3. Провести опыт с электродами «плоскость – плоскость». Результаты из-мерений и расчетов записать в табл. 8.

23

Т а б л и ц а 8

Результаты проведения опыта с электродами «плоскость –

плоскость»

Напряжение

Экспериментальное

Расчетное

Размер

U1, В

значение

значение

разрядного

измерение

U

,

U ,

Епр ,

U

(п-п),

Е

,

промежутка, см

пр

пр

пр (п-п)

пр

кВ/см

1-е

2-е

3-е

ср.

кВ

кВ

кВ

кВ/см

1

2

…

5

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

Uпр (п-п) = 6,66 δХ + 22,54δХ;				(15)
Епр (п-п)		Uпр	.		(16)
		X

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

• а б л и ц а 9

Результаты измерений в опыте с электродами «шар – шар»

Размер

Коэффици-

Напряжение

Экспериментальное

Расчетное

разрядного

ент нерав-

U1, В

значение

значение

промежут-

номерности

измерения

Uпр ,

Uпр ,

Епр ,

Uпр (ш-ш) ,

Епр (ш-ш) ,

ка, см

поля

1-е

2-е

3-е

ср.

f

кВ

кВ

кВ/см

кВ

кВ/см

1

2

…

5

Пробивная напряженность при симметричном расположении шаров определяется по формуле:

24

E	=	Uпр	f .	(17)
пр		X

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

0,54

Eпр (ш-ш) = 27,2δ 1 +

;

(18)

Rδ

Uпр (ш-ш) = EпрX

1

.

(19)

f

По данным эксперимента построить зависимости

Uпр = f(X), Eпр = f(X)

для каждого типа электродов и зависимости Uпр = f(X),

Eпр = f(X) , полученные

теоретически. Сравнить экспериментальные и теоретические зависимости, объ-яснить причины их расхождения.