СОДЕРЖАНИЕ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 ТЕОРИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.1 Принципиальная схема и устройство высоковольтного измерительного моста . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2 ПРАКТИКА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.1 Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

ВЫВОД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение мостового метода измерения тангенса угла диэлектрических потерь и ёмкости изолирующих устройств, а также способа определения ди­ электрической проницаемости материалов при частоте 50 Гц.

3

1 ТЕОРИЯ

Рисунок 1. Упрощённая схема замещения и векторная диаграмма для диэлектрика

Угол сдвига фаз в реальных установка всегда меньше 90. Угол,

дополняющий до 90 называют углом потерь . Его тангенс определяется от­

ношением активной и ёмкостной составляющих тока через диэлектрик. Потери активной мощности в диэлектрике пропорциональны тангенсу

= 2 tg( )

Диэлектрическая проницаемость материала является численной харак­ теристиков способности диэлектрика поляризоваться. Для испытуемого образ­

ца находится так:

Для плоского конденсатора:

= 0

Для цилиндрического конденсатора

где:

•C ­ ёмкость части поля, не искажённой краевым эффектом;

•S ­ площадь электрода, используемого в измерении в см2;

•d ­ толщина диэлектрика, см;

•1 и 2 ­ внутренний и внешний радиусы трубчатого образца, см;

•l ­ длина используемого в измерении электрода, см;

4

• 0 = 1 11 ­ диэлектрическая проницаемость вакуума, Ф/см.

4 9 10

Коэффициент потерь = tg( )

и tg при изменении условий работы диэлектрика могут меняться,

поэтому сравнение результатор замеров важно проводить в одних и тех же условиях.

1.1Принципиальная схема и устройство высоковольтно­ го измерительного моста

Измерение ёмкости и tg производится на мосте Шеринга(Рисунок 2).

Мост урашновешивается подбором параметров плеч 3 и 4 при включении в 1 плечо изолирующего устройства и во 2 воздушного конденсатора без потерь .

Рисунок 2. Мост шеринга

Из условий равновесия

1 = 32 4

или

Отсюда:

5

В зависимости от расположения заземления различают нормульную и

перевёрнутую схему моста:

•Нормальная используется когда оба электрода изолированы от земли.

Нельзя использовать если образец имеет 1 электрод, жёстко заземлён­ ный.

•Обратная схема получается при заземлении точки со стороны испыту­ емого объекта. При перевёрнутой схеме величина измеренной ёмкости будет больше, а величина тангенса угла потерь меньше, т.к. измеряется не только ёмкость внутреннего поля между электродами, но и ёмкость внешнего поля.

6

2 ПРАКТИКА

2.1 Контрольные вопросы

1.Каково значение тангенса угла потерь для оценки качества изолирую­ щих материалов, применяемых в технике сильных токов и радиотех­ нике?

•Характеризует величину диэлектрических потерь в материале под воздействием напряжения

2.Как зависит тангенс угла потерь от температуры и частоты для мате­ риалов с различными видами поляризации?

•Тангенс угла потерь зависит от величины поляризации, так что он будет отличаться для каждого материала, даже если температуры и частота одинаковы.

3.Почему при перевёрнутой схеме измеряется большая ёмкость, чем при нормальной?

•При перевёрнутой схеме величина измеренной ёмкости будет больше, а величина тангенса угла потерь меньше, т.к. измеря­ ется не только ёмкость внутреннего поля между электродами,

но и ёмкость внешнего поля.

7

4.Какое физическое свойство диэлектрика оценивается величиной ди­ электрической проницаемости?

•Характеризует степень поляризации единицы объёма веще­ ства

5.Как зависит диэлектрическая проницаемость от температуры и часто­ ты для диэлектриков с различными видами поляризации?

•В зависимости от вида поляризации диэлектрическая прони­ цаемость будет отличаться. Поэтому даже при одинаковых температуре и частоте ответ будет различаться

6.Как обеспечить безопасность экспериментатора при использовании перевёрнутой схемы моста?

•Выполнять требования безопасности. Проводить заземление точки B когда напряжение не подано.

8

ВЫВОД

В процессе лабораторной работы были определены тангенс диэлектри­ ческих потерь, ёмкость исследуемого изолирующего устройства и потери активной мощности, используя прямую и обратную схемы подключения моста Шеринга. По результатам видно, что ёмкость изолирующего устройства полу­ чилась больше при использовании обратной схемы. Рассчитанные потери активной мощности так же оказались больше при использовании обратной схемы, что связано с тем, что измерялась не только ёмкость внутреннего поля между электродами, но и ёмкость внешнего поля между электродами образца,

присоединённым к диагонали моста, и землёй.

9