ИЭ (13.03.02) / Лабы / Наш отчёт 1_1

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО ––––––––––––––––––– ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ ––––––––––––––––––– ЛАБОРАТОРИЯ ТЕХНИКИ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ––––––––––––––––––––– –––––––––––––––––––––

Студенты Института ИЭ Группы №3231302/90201 «23» сентября 2021г. Работа принята_____________________________

Отчет о работе № 1.1

Разрядные напряжения воздушных промежутков при напряжении постоянного тока

СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЙ

Рис.1. Принципиальная схема установки

Замечания преподавателя:

1. Цели работы

1. Определить зависимость разрядных напряжений от длины промежутков острие — плоскость и острие — острие при положительной и отрицательной полярности напряжения на острие.

2. Для тех же промежутков определить зависимость средних разрядных напряженностей от расстояния между электродами.

2. Результаты проведённого эксперимента и вычислений

Условия проведения эксперимента:

Поправочный коэффициент на давление для промежутков длинной до 1 м:

Поправочный коэффициент на температуру:

Поправочный коэффициент на абсолютную влажность:

1. Результаты измерений с использованием электродов острие-острие при положительной полярности напряжения:

Табл.1. Электроды острие-острие при положительной полярности

l, см	U, кВ	U0, кВ	E, кВ/см
1	12	12,25	12,25
2	22	22,45	11,23
4	43	43,89	10,97
6	54	55,11	9,19
8	65	66,34	8,29

Где:

l – расстояние между электродами;

U – измеренное разрядное напряжение;

U₀ – разрядное напряжение, приведённое к нормальным условиям, усреднённое;

E – средняя приведённая разрядная напряжённость.

Пример расчёта для последней строки:

2. Результаты измерений с использованием электродов острие-острие при отрицательной полярности напряжения:

Табл.2. Электроды острие-острие при отрицательной полярности

l, см	U, кВ	U0, кВ	E, кВ/см
1	11	11,12	11,12
2	21	21,22	10,61
4	43	43,45	10,86
6	55	55,58	9,26
8	67	65,68	8,21

Пример расчёта для последней строки:

3. Результаты измерений с использованием электродов острие-плоскость при положительной полярности напряжения:

Табл.3. Электроды острие-плоскость при положительной полярности

l, см	U, кВ	U0, кВ	E, кВ/см
1	11	11,12	11,12
2	21	21,22	10,61
4	43	43,45	10,86
6	55	55,58	9,26
8	67	65,68	8,21
10	60	61,24	6,12
12	71	72,47	6,04

Пример расчёта для последней строки:

4. Результаты измерений с использованием электродов ‘острие-плоскость’ при отрицательной полярности напряжения:

Табл.4. Электроды острие-плоскость при отрицательной полярности

l, см	U, кВ	U0, кВ	E, кВ/см
1	19	19,20	19,20
2	43	43,45	21,73
3	65	65,68	21,89
4	88	88,93	22,23

Пример расчёта для последней строки:

3. Графики

Рис.2. Зависимость разрядного напряжения от расстояния между электродами

Рис.3. Зависимость разрядной напряжённости от расстояния между электродами

< + > - положительная полярность напряжения,

< - > - отрицательная полярность напряжения.

4. Выводы

Как видно из графиков в случае несимметричных электродов острие – плоскость и положительной полярности на игле пробой происходит при меньшем напряжении, чем при отрицательной полярности, так как при отрицательной полярности электрода объемный заряд в узкой зоне непосредственной близости у электрода состоит из положительных ионов, а сразу за ними — из электронов и отрицательных ионов. Такое распределение заряда приводит к ослаблению поля вне зоны развивающегося канала разряда, что усложняет условия его развития. В результате разрядные напряжения в резко неоднородных полях при отрицательной полярности электрода с наименьшим радиусом кривизны имеют большие значения, чем в случае положительной его полярности.

На электродах острие-плоскость также гораздо более сильно выражается влияние полярности используемого напряжения (при положительной полярности разрядное напряжение заметно ниже пробивного напряжения при отрицательной полярности).

У пары электродов острие-острие разницы в полярности напряжения не наблюдается, из-за симметрии системы. Так как при подаче различных полярностей напряжения в любом случае и анодом и катодом будет электрод «острие», что будет создавать одинаковые поля при каждой из полярностей.