3. Экспериментальная часть

3.1. Описание установки

В данной работе измерение зависимости tg отUпроводится мостовым методом с использованием высоковольтного моста P595. Электрическая схема измерительной части установки показана на рис. 30.

PHT_р Z₀

Z₂C_хC₀

U

НИ

R₃ R₄

Р₁ Z₄ Р₂

Z₃

^ЭКРАН

Рис. 30. Электрическая схема установки

Принцип измерения сводится к следующему. Схема через регулятор напряжения РН подключается к сети 220 В. Напряжение с РН подается на повышающий трансформатор Тр, а с него – к противоположным вершинам моста, в плечи которого включены исследуемый конденсаторС_х, эталонный конденсаторC₀, магазин сопротивленийR₃и емкостьC₄. ПараллельноC₄присоединено постоянное сопротивлениеR₄. В диагональ моста включен нуль – индикатор НИ. Кроме того, к вершинам диагонали подключены газовые разрядкиP₁ иP₂, соединенные другим концом с заземленным выводом высоковольтного трансформатора. ИзменениемR₃иC₄добиваются равновесия мостовой схемы, т. е. выравнивания потенциалов вершин диагонали моста. При равновесии должно выполняться условие: произведение полных (комплексных) сопротивлений противоположных плеч равно.

Для устранения краевых разрядов у кромок электродов и удаления воздушных включений между электродами и образцом испытания проводятся в ванне с трансформаторным маслом.

С целью исключения поверхностных токов используется охранный электрод, непосредственно присоединенный к заземленному экрану. Этим самым поверхностные токи испытываемого изолятора выводятся из плеч мостовой схемы.

Разрядники в данной схеме имеют охранное значение.

Работу при светящихся разрядниках следует немедленно прекратить, отключить установку от сети и поставить в известность преподавателя или лаборанта!

3.2. Порядок выполнения работ

В связи с тем, что исследование характеристик материалов на высоковольтном мосте проводится при напряжениях, достигающих 10 кВ, студент должен детально изучить правила техники безопасности, получить у преподавателя исчерпывающую инструкцию, ознакомиться с устройством и действием автоматической блокировки и только после этого приступить к выполнению работы, соблюдая следующую последовательность действий:

1. При включенном рубильнике (вилке) ознакомиться с элементами установки и ее монтажным исполнением.

2. Установить ручки в положения:

“Чувствительность”- “Выкл”.

“R₃”- “50”

“tg ”- 5,0

“А”-”+ tg ” (полож. 1)

“В”-10 кВ (С_х= 3мкФ).

3. Тумблер “Сеть” включено

4. Плавно установить требуемое рабочее напряжение (поочередно устанавливается значение напряжений 1, 2, 3...10 кВ).

5. Установить минимальную чувствительность моста.

6. Произвести уравновешивание моста регулировкой “R₃” (стрелка индикатора должна занять положение ближе к “0”; чувствительность постепенно повышают, но не выше “60”). Если индикатор удалось установить в положение “0”, то п. 7 не выполняется.

7. Произвести уравновешивание регулированием “tg ”.

8. Произвести отчет получившихся значений tg иR₃.

9. Вычислить для всех напряжений значение С_хпо формуле:

(k= 10⁴Ом)C₀ = 50 (пФ)

10. Вычислить для всех напряжений значение по формуле

,

где ₀ – электрическая постоянная, равная 8,85Ф/м;h– толщина образца;h= 4м;S– площадь образца;S=r², гдеr= 5010^-3 м – радиус образца.

11. Заполнить табл. 9.

Таблица 9

№	U, кВ	R3, Ом	tg 	Cх	

12. Построить графики tg =f(U),=f(U).

ВАЖНО: Перед началом обработки результатов сформируйте файл отчета. Для этого запустите на Рабочем столе пиктограмму файла «Отчет» и заполните предлагаемую форму. Затем сохраните ее, нажав клавишу <ЗАПИСЬ>.

Обработку результатов выполнять в пакете MSExcelилиOrigin. Снятые с прибора данные занести в таблицу и рассчитать дополнительные параметры. Графики зависимостей аппроксимироватьB-Splineфункцией. Для этого использовать команду менюSpline, а в окне редактирования графика (см. рис. 6 и 14 вводного занятия) на вставке<Line>в строке<Connect>заменить команду<Spline>на<B-Spline>. Вставить графики в отчет, заполнить таблицы данных. Сохранить файл обработки (файл пакетаORIGIN(OPJ) илиMSExcel) и отчет с именем: <фамилия И.О.>_4. Рабочая папка:МиЭЭТ/<Номер группы>.