ЭТМ РГР №3
.docxНекоммерческое акционерное общество
«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»
Кафедра «Электрические станции, сети и системы»
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3
По дисциплине: «Электротехническое материаловедение»
Специальность: 5B071800 Электроэнергетика
Выполнил: Ибатаев Данияр Группа: Э-13-9
№ зачетной книжки – 124381
Руководитель: доцент, Оспанова Г.Ж.
Алматы 2015
Содержание:
Задача 1 3
Задача 2 5
Заключение 6
Список использованной литературы 7
Задача 1
К диэлектрику прямоугольной формы размерами а·b и высотой h приложено постоянное напряжение U = 1000 В. Напряжение подводится к противоположным граням аb, покрытым слоями металла. Известны размеры диэлектрика: а = 320 мм, b = 145 мм, h = 4 мм, удельное объемное сопротивление и удельное поверхностное сопротивление , =3,1 - относительная диэлектрическая проницаемость, тангенс угла диэлектрических потерь при 20.
1) Требуется определить ток утечки, мощность потерь и удельные диэлектрические потери.
2) Требуется определить мощность потерь и удельные диэлектрические потери температурах и при переменном напряжении U=1000 В и частоте f=100 Гц. Коэффициент, характеризующий температурную зависимость тангенса угла диэлектрических потерь,
Решение:
-
Ток утечки протекает как через объем диэлектрика, так и по поверхностям четырех боковых граней (через две грани a и через две грани b). Поэтому сопротивление между электродами определяется параллельным соединением объемного и поверхностного сопротивлений. Объемное сопротивление равно:
Поверхностное сопротивление равно:
Полное сопротивление изоляции равно:
Ток утечки:
Мощность потерь:
Удельные диэлектрические потери:
Определим емкость плоского конденсатора, образованного металлическими гранями, между которыми находится диэлектрик, полагая, что εr не зависит от температуры:
Мощность диэлектрических потерь при температуре 20°С будет равна:
Удельные диэлектрические потери при температуре 20°С:
Учтем, что тангенс дельта изменяется с температурой по экспоненциальному закону: Тогда мощность диэлектрических потерь при температуре 100°С будет равна:
Удельные диэлектрические потери при температуре 100°С:
Задача 2
Расстояние между плоскими токоведущими частями заполнено диэлектриком, имеющим значение относительной диэлектрической проницаемости и электрической прочности Eпр1 = 30 кВ/мм. Какое предельное напряжение можно приложить к токоведущим частям и насколько снизится это напряжение, если между токоведущими частями появится микротрещина – воздушная прослойка толщиной ? Электрическая прочность воздуха Епр2 = 3 кВ/мм, а относительная диэлектрическая проницаемость равна .
Решение:
Предельное напряжение между токоведущими частями при отсутствии микротрещин равно:
При наличии микротрещины – воздушной прослойки напряжение между токоведущими частями будет равно:
Зная, что напряженности в различных слоях обратно пропорциональны диэлектрическим проницаемостям, т.е:
Выразим напряженность Eпр1 в диэлектрике:
И подставим это значение в уравнение для напряжения:
Отсюда следует, что значение предельного напряжения уменьшилось в 17 раз, что, естественно, приведет к преждевременному пробою изоляции.
Заключение
Электротехнические материалы имеют существенное значение в конструкциях самых разнообразных электротехнических и радиотехнических устройств и аппаратов. Учитывая тенденцию в современной электротехнике к увеличению напряжений и мощностей, уменьшению габаритов и веса отдельных машин и аппаратов и повышению их надежности, роль электроматериалов становится более значительной.
Список использованной литературы
1.Богородитский Л.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М, Электротехнические материалы. 2-е изд. – Л.: Энероатомиздат, 1985. -304 с.;
2.Корицкий Ю.В. Электротехнические материалы. 3-е изд.- М.:Высшая школа, 1990.-306 с.;
3.Конспект лекций по «Электротехническому материаловедению».