лабы / ТВН ЛБ3

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт – ИШЭ

Направление – Электроэнергетика и электротехника

Кафедра – ОЭЭ

Эффект полярности и влияние барьеров на электрическую прочность воздушных промежутков на постоянном напряжении

Отчет по лабораторной работе № 3

по дисциплине «Техника высоких напряжений»

Выполнили студенты гр. 5А6Б _______ Кошкин Д.Р.

^{Подпись}

Проверил ассистент _______ _______ Старцева Е.В.

^{Подпись Дата}

Томск – 2018

Цель работы: исследование влияния полярности электродов и влияния барьеров на пробивное напряжение воздушного промежутка острие-плоскость.

Рисунок 1 - Электрическая схема установки

^{АТ – автотрансформатор; Т – высоковольтный трансформатор; R}_з ^{– защитное} сопротивление; V – выпрямитель; С – конденсатор; R – токоограничивающее сопротивление; μА – прибор для измерения высокого напряжения

Таблица 1. Результаты измерений и расчетов для опыта без барьера

S, см	Uр, кВ			Uр ср, кВ	Полярность острия
	1	2	3
1	9	10	10	9,67	-
2	20	18	18	18,67	-
3	24	25	25	24,67	-
4	35	32	38	35	-
1	9	10	9	9,67	+
2	12	18	16	15,33	+
3	20	19	19	19,33	+
4	22	24	24	23,33	+

Таблица 2. Результаты измерений и расчетов для опыта с барьером

S1, см	Uр, кВ				Uр ср, кВ		Полярность острия
	1	2	3
0,5	48	48	48	48		-
1	42	42	42	42		-
1,5	38	38	38	38		-
0,5	48	48	48	48		+
1	42	42	42	42		+
1,5	38	38	38	38		+

-острие

Рисунок 2 - Зависимость U_{р ср} = f(S) без барьера

- острие

S₁, см

+ и – с барьером

Рисунок 3 - Зависимость U_{р ср} = f(S₁)с барьером при S=4см;

Вывод: При выполнении лабораторной работы было исследовано влияния барьеров и полярности электродов на пробивное напряжение воздушного промежутка острие-плоскость.

При анализе опытных данных можно убедиться, что при любой полярности электродов с увеличением расстояния между ними растет пробивное напряжение, но при тех же промежутках у отрицательно заряженного острия пробивное напряжение больше, чем у положительного. Это происходит по причине уменьшения напряженности во внешнем пространстве при отрицательно заряженном острие. Как видно из опытов при помещении барьера пробивное напряжение увеличилось в 1,4 и 2,2 при отрицательном и положительном остриях соответственно. В теории при положительной полярности острия разрядное напряжение может увеличиться в 2-2,5 раза по сравнению с промежутком без барьера, а при отрицательной полярности коронирующего электрода в 1,2-1,3 раза. Можно сделать вывод, что полученные данные совпали с теорией.

На практике увеличение разрядных напряжений изоляционных промежутков достигается помещением в промежуток барьеров из твердого диэлектрика (электрокартон, гетинакс и др.). При положительном острие положительные ионы оседают на барьер и растекаются по его поверхности тем равномернее, чем дальше от острия расположен барьер. Это приводит к более равномерному распределению напряженности в промежутке между барьером и плоскостью и, следовательно, к значительному увеличению разрядного напряжения. При отрицательной полярности острия электроны двигаясь от острия, попадают на барьер, теряют скорость, и большинство из них становятся отрицательными ионами. Барьеры в промежутке устанавливаются на таком оптимальном расстоянии от острия, при котором разрядные напряжения максимальны – (0,15-0,3) длины промежутка между электродами.

Ответы на вопросы

1. От каких факторов зависят разрядные напряжения промежутков?

Разрядные напряжения зависят от:

• длина промежутка;

• размеров и формы электродов;

• способа подключения электродов;

• плотности и вида газа;

• полярности электродов;

• вида напряжения (постоянное, переменное, импульсное);

• степени неравномерности электрического поля;

• частоты напряжения;

• времени воздействия напряжения;

• атмосферных условий.

2. В каких промежутках полярность электродов влияет на величину разрядного напряжения?

В резконеоднородном поле при несимметричных электродах существенно влияет на величину разрядного напряжения.

3. Как можно увеличить разрядные напряжения изоляционных промежутков?

На практике увеличение разрядных напряжений изоляционных промежутков достигается помещением в промежуток барьеров.

4. Из какого материала выполняется барьер?

Твердого диэлектрика электрокартон, гетинакс.

4. На каком оптимальном расстоянии от острия устанавливается барьер в межэлектродном промежутке?

Барьеры в промежутке устанавливаются на таком оптимальном расстоянии от острия, при котором разрядные напряжения максимальны ((0,15 – 0,3) длины промежутка между электродами.