Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Омский государственный университет путей сообщения

ОмГУПС (ОмИИТ)

Кафедра «Электроснабжение железнодорожного транспорта»

Отчёт по лабораторной работе №1

Название лабораторной работы: «Напряжение пробоя. Коэффициент трансформации высоковольтного трансформатора»

Выполнил: студент гр. 41е Макаров Г. В. 07.12.2012 Проверил Доцент кафедры ЭЖТ Тарабин И. В.

Омск 2012

Цель работы: изучение метода измерения напряжения пробоя с помощью шариковых разрядников, определение коэффициента трансформации высоковольтного трансформатора.

Краткие теоретические сведения

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

Наиболее распространёнными и дающими наибольшую точность для измерения напряжения искрового разряда являются шариковые разрядники. Экспериментальным путём 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:

gпр

(1)

Где δ – относительная плотность воздуха,

δ=0,386

(2)

R_ш – радиус шаров

P – барометрическое давление, мм. рт. ст.

t – температура окружающей среды, ⁰С.

Формула (1) справедлива при выполнении условия:

2Rш

(3)

Где Х – расстояние между шарами, см.

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:

Uпр. max=

(4)

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

f

(5)

Эффективное значение напряжения

(6)

Коэффициент трансформации рассчитывается по формуле:

(7)

Где U₁ – действующее значение напряжения на первичной обмотке трансформатора, В.

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

Рис. 2. Схема измерения напряжения с помощью шаровых разрядников

D – Диаметр шара

P – Геометрическая точка на поверхности шара при его соприкосновении с другим шаром шарового разрядника.

S – Величина разрядного промежутка

A_min(max) – Минимальное (максимальное) расстояние от точки P до заземлённой поверхности.

R – радиус сферы, внутри которой не должно быть посторонних предметов.

Экспериментальные данные

В лаборатории была температура t=18 ⁰C и барометрическое давление Р=730 мм рт. ст., диаметр шаров D=12.5см.

Т а б л и ц а 1

Перечень безопасных расстояний при работе с шариковыми разрядниками

D, cм	Amin	Amax	R
До 6.25	7D	9D	14S
10 – 15	6D	8D	12S
25	5D	7D	10S
50	4D	6D	8S

Так как D = 12.5 см, то А_min=87.5 см, A_max=112.5 см.