Krotenko-21_68

Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Омский государственный университет путей сообщения

____________________________

Е. А. Кротенко

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ И ИСПЫТАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ ИЗОЛЯЦИИ.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАЩИТНЫХ АППАРАТОВ

Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве методических указаний к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Техника высоких напряжений и электротехнические материалы»

Омск 2008

После подачи напряжения на установку запрещается перемещаться по лаборатории, касаться руками и посторонними предметами защитного ограждения.

В случае неисправности оборудования в момент проведения эксперимента преподаватель обязан немедленно снять напряжение, отключив ввод на распределительном щите.

Запрещается приносить в лабораторию вещи и предметы, загромождающие рабочие места и способствующие созданию условий, которые могут привести к нарушению правил техники безопасности.

Отчет по результатам лабораторной работы оформляется на листах бумаги формата А4 или в специальной тетради и должен содержать цель работы; основные теоретические сведения по изучаемому вопросу; назначение, характеристику и паспортные данные исследуемого объекта; краткую характеристику применяемого метода исследования; порядок выполнения работы; схему измерения (установки); результаты эксперимента в виде таблиц и графиков; выводы по результатам выполненной работы; ответы на контрольные вопросы.

При написании отчетов по лабораторным работам следует соблюдать требования стандартов по правилам оформления титульного листа, текстовой части, электрических схем, формул и таблиц.

6

Лабораторная работа 1

НАПРЯЖЕНИЕ ПРОБОЯ. КОЭФФИЦИЕНТ ТРАНСФОРМАЦИИ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Ц е л ь р а б о т ы: изучение метода измерения напряжения пробоя с помощью шаровых разрядников, определение коэффициента трансформации высоковольтного трансформатора.

1.1. Краткие теоретические сведения

Метод измерения высокого напряжения с использованием искрового промежутка широко применяется в лабораторной практике. Этот метод основан на том, что искровой разряд между электродами происходит при определенном напряжении, приложенном к ним.

Наиболее распространенными и дающими наибольшую точность для измерения напряжения искрового разряда являются шаровые разрядники. Экспериментальным путем для различных повышающих трансформаторов определены градуировочные кривые, т. е. зависимости напряжения на выходе повышающего трансформатора (искровой разряд между шарами) от радиуса шаров, расстояния между ними и атмосферных условий, это позволяет определить пробивной градиент воздуха для конкретных условий опыта по формуле:

Формула (1) справедлива при выполнении условия:

Пробой между шарами происходит тогда, когда максимальный градиент у поверхности шаров становится равным пробивному градиенту воздуха.

Амплитудное напряжение разрядника в момент разряда рассчитываем по уравнению:

где f – коэффициент неравномерности электрического поля, для схемы, применяемой в данной работе,

Эффективное значение напряжения

Коэффициент трансформации повышающего высоковольтного трансформатора вычисляется по формуле:

8

Схема лабораторной установки для определения коэффициента трансформации по методу двух вольтметров приведена на рис. 1, где Т1 – автотранс-

форматор, позволяющий плавно изменять напряжение первичной обмотки высоковольтного трансформатора; PV – вольтметр в первичной цепи повышающего трансформатора; Т2 – высоковольтный повышающий трансформатор; R1, R2 – токоограничивающие сопротивления; ШР – шаровый разрядник.

Рис. 1. Схема лабораторной установки для определения коэффициента трансформации

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

1.2.Порядок выполнения работы

1)Тщательно очистить поверхность шаров разрядника от пыли, развести их на расстояние 12 – 15 см, установить шкалу разрядника на нуль, подключить оба

шара к высоковольтному трансформатору и убедиться в том, что дистанционный привод для перемещения шаров работает исправно.

2)С помощью автотрансформатора установить напряжение на первичной обмотке трансформатора Т2 50 В и при помощи привода начать плавно (без рывков) сближать шары. После наступления пробоя зафиксировать расстояние Х, при котором наступил пробой. Опыт повторить три раза и рассчитать среднее значение расстояния Х.

3)Повторить задания, приведенные в п. 2, при значениях напряжения 70, 90,

110, 130, 150 В.

9

4)Установить шары на расстоянии Х, которое указывается преподавателем, и, плавно повышая напряжение от нуля до момента пробоя, записать значение напряжения пробоя (опыт проводится с целью определения значения напряжения пробоя). Опыт повторить три раза и вычислить среднее значение напряжения пробоя.

5)Результаты измерений и расчетов коэффициента трансформации по фор-

мулам (1) – (7) записать в табл. 1 и 2.

Т а б л и ц а 1

Зависимость значений расстояния между шарами разрядника от напряжения пробоя

Т а б л и ц а 2 Зависимость значений напряжения пробоя от расстояния между шарами

1.3.Контрольные вопросы

1)Чем испытательный трансформатор отличается от силового?

2)Какие требования необходимо соблюдать при регулировке напряжения автотрансформатором?

3)Для чего предназначено основное оборудование испытательной уста-

новки?

10