Методика и техника эксперимента

В данной работе электрическая прочность твердых диэлектриков определяется на высоковольтной установке, источником питания которой является прибор для испытания электрической прочности УПУ-10, который позволяет определять электрическую прочность, как на переменном, так и на постоянном напряжениях. Максимальная величина напряжения может быть получена до 10 кВ. Структурная схема высоковольтной установки приведена на рис. 1.

Заземляющая клемма УПУ-10 должна быть соединена с заземляющим контуром лаборатории гибким медным проводом сечением не менее 2,5 мм².

На рис. 2 приведена лицевая панель прибора, где 1 - кнопка (красная) включения высокого напряжения; 2 - сигнализатор пробоя диэлектрика; 3 - сигнализатор включения высокого напряжения; 4 - прибор (индикатор), измеряющий ток утечки через диэлектрик; 5 - переменный резистор для калибровки индикатора тока (установка стрелки на деление 100 мкА); 6 - вольтметр дал измерения выходного напряжения; 7 - второй переменный резистор для калибровки индикатора тока (установка вольтметра на деление 10 кВ); 8 - кнопка калибровки индикатора тока (контроль); 9 - сигнализатор включения сетевого питания; 10 - кнопка (с ключом) включения сетевого питания; 11 - рукоятка регулятора напряжения на выходе; 12 - клемма для подключения нулевого провода; 13 - переключатель диапазона выходного напряжения: 1,3,10 кВ; 14 - предохранительная крышка клемм высоких переменного и постоянного напряжений; 15 - гнездо штифта предохранительной крышки; 16 - клемма "переменное высокое напряжение";

I7 - клемма "постоянное высокое напряжение"; 18 - переключатель вида напряжения "=" или "~".

Порядок выполнения работы

1. Убедиться, что выключатель 10 (см. рис. 2) на лицевой панели прибора (ключ) находится в положении "выкл.", а рукоятка регулятора напряжения 11 (см. рис. 2) находится в крайнем левом положении.

2. Установить исследуемый материал между электродами и закрыть крышку измерительной ячейки.

3. По указанию преподавателя переключателем 18 (см. рис.2) установить режим работы прибора на переменное или постоянное напряжение. Высоковольтный кабель подключить соответственно к клеммам 16 или 17. Закрыть предохранительную крышку 14. Переключатель диапазона напряжения 13 в начальной стадии установить на 1 кВ, затем, при необходимости, его переключать на 3 и 10 кВ.

4. Подключить УПУ-10 к сети. Вставить ключ в гнездо кнопки 10 и, нажав кнопку, сделать поворот ключом по часовой стрелке. При этом загорится сигнализатор 9 (см. рис. 2) Прогреть прибор в течение 5 мин.

5. Нажать кнопку 1 (см. рис. 2). При этом загорается сигнализатор 3 (см. рис. 2). Держа нажатой кнопку 1, плавно повышать напряжение на образце диэлектрика, нажимая на рукоятку регулятора напряжения 11 (см. рис. 2) и вращая ее по часовой стрелке, одновременно наблюдая за показаниями вольтметра 6 (за пробивное напряжение принимается максимальное напряжение перед пробоем). При пробое диэлектрика загорается сигнализатор 2. Значение пробивного напряжения U_пр занести в табл. 1 или табл. 2.

6. Отпустить кнопку 1, регулятор напряжения 11 вернуть в нулевое положение.

7. По указанию преподавателя на переменном или постоянном напряжении (или поочередно на том или другом) снять зависимость пробивного напряжения U_пр от толщины диэлектрика d. В качестве диэлектрика используется конденсаторная, или кабельная бумага. Толщина измеряется посредством увеличения числа слоев бумаги от I до 10 и определяется с помощью микрометра. Для каждой толщины образца диэлектрика произвести по три измерения U_пр. По трем значениям U_пр определить среднее значение, по этому значению по формуле (1) определить электрическую прочность Е_пр диэлектрика на каждой толщине образца.

8. Результаты измерений и расчетов занести в табл. 1 или табл. 2 в соответствии с видом напряжения.

Таблица 1