1.2. Порядок выполнения работы
1) Тщательно очистить поверхность шаров разрядника от пыли, развести их на расстояние 12 – 15 см, установить шкалу разрядника на нуль, подключить оба шара к высоковольтному трансформатору и убедиться в том, что дистанционный привод для перемещения шаров работает исправно.
2) С помощью автотрансформатора установить напряжение на первичной обмотке трансформатора Т2 50 В и при помощи привода начать плавно (без рывков) сближать шары. После наступления пробоя зафиксировать расстояние Х, при котором наступил пробой. Опыт повторить три раза и рассчитать среднее значение расстояния Х.
3) Повторить задания, приведенные в п. 2, при значениях напряжения 70, 90, 110, 130, 150 В.
4) Установить шары на расстоянии Х, которое указывается преподавателем, и, плавно повышая напряжение от нуля до момента пробоя, записать значение
напряжения пробоя (опыт проводится с целью определения значения напряжения пробоя). Опыт повторить три раза и вычислить среднее значение напряжения
пробоя.
5) Результаты измерений и расчетов коэффициента трансформации по формулам (1) – (7) записать в таблицы 1 и 2.
1.3 Практическая часть
Таблица 1 - Зависимость значений расстояния между шарами разрядника от напряжения пробоя
Расстояние между шарами, см |
Напряже-ние на обмотке автотран-сформа-тора U2, В |
Коэффи-циент неравн-омерно-сти эл. поля f |
Пробив-ной градиент воздуха gпр, кВ/см |
Макси-мальное пробивное напряже-ние Uпр max, кВ |
Эффек-тивное напря-жение пробоя Uэф.пр, кВ |
Коэффи-циент транс-форма-ции k |
|||
Х 1 |
Х2 |
Х3 |
Хср |
||||||
1,0 |
0,9 |
0,8 |
0,9 |
50 |
1,05 |
32,48 |
27,84 |
19,89 |
397,8 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
75 |
1,08 |
42,1 |
29,77 |
396,93 |
|
1,8 |
1,8 |
2,0 |
1,9 |
100 |
1,1 |
56,1 |
39,67 |
396,7 |
|
2,6 |
2,6 |
2,5 |
2,6 |
130 |
1,14 |
74,08 |
52,38 |
402,92 |
|
3,1 |
3 |
3 |
3 |
150 |
1,17 |
83,28 |
58,89 |
392,6 |
|
Таблица 2 - Зависимость значений напряжения пробоя от расстояния между шарами
Расто-яние между шара-ми, см |
Напряжение на обмотке автотрансформатора U2, В |
Коэфф-ициент неравно-мерности эл. поля f |
Проби-вной градиент воздуха gпр, кВ/см |
Макси-мальное пробивное напряже-ние Uпр max, кВ |
Эффек-тивное напряже-ние пробоя Uэф.пр, кВ |
Коэфф-ициент транс-форма-ции k
|
|||
измерение |
|||||||||
1-е |
2-е |
3-е |
ср. |
||||||
4,5 |
234 |
220 |
214 |
223 |
1,26 |
32,48 |
116 |
82,02 |
367,8 |
Вычисление для строки при U2=50В( таблица 1):
Пробивной градиент воздуха gпр:
δ =0,98; R=6,25 см
Среднее значение расстояния между шарами:
Коэффициент неравномерности электрического поля:
Максимальное (амплитудное) пробивное напряжение Uпр max:
Эффективное пробивное напряжение Uэф пр:
,
Коэффициент трансформации:
Вычисления для остальных строк выполняем аналогично.
Вычисление для таблицы 2:
,
Среднее значение напряжения на обмотке автотрансформатора:
Среднее значение коэффициента трансформации, определяемого в
таблице 1:
Вывод: в ходе выполнения лабораторной работы был изучен метод измерения напряжения пробоя с помощью шаровых разрядников, был определён из опытных данных коэффициент трансформации высоковольтного трансформатора.
Результаты опытов и расчетов занесены в таблицы 1 и 2, в отчете также приведены примеры математических расчетов. Исследуя зависимость значений расстояния между шарами разрядника от напряжения пробоя, мы определили коэффициент трансформации, среднее его значение составляет k=397,39. После проведения исследования значений напряжения пробоя от расстояния между шарами коэффициент трансформации равен k=367,8. Различие в полученных значениях обусловлено погрешностями измерений.