Тольяттинский государственный университет

Кафедра «Промышленная электроника»

Отчет по лабораторной работе №4

Определение электрической прочности воздуха и ее зависимости от формы электродов и расстояния между ними

по дисциплине

«Электротехнические материалы»

Руководитель: Чуркин И. М.

Исполнитель: студент Гелевера С.И.

Группа Элб-201

Бригада №1

Тольятти 2012

1. Цель работы

Целью работы является изучение методики определения электрической прочности газообразных диэлектриков, определение зависимости электрической прочности воздуха от формы электродов и расстояния между ними.

2. Программа работы

1. Изучить дополнительную «Инструкцию по технике безопасности

при работе на электроустановках с напряжением выше 1000 В».

2. Изучить электрическую схему установки, особенности ее

управления и методику определения на ней электрической прочности воздуха.

3. Определить зависимость электрической прочности воздуха от

величи­ны зазора между электродами в поле, близком к равномерному, т.е. между двумя плоскими электродами.

4. Определить зависимость электрической прочности воздуха от

величи­ны зазора между электродами в неравномерном электрическом поле между острием и плоским электродом.

5. Определить зависимость электрической прочности воздуха в

неравно­мерном поле между двумя остриями.

6. По данным измерений определить амплитудные значения

пробивного напряжения U_пр и электрической прочности Е_пр .

7. По результатам измерений построить график U_пр = f(h) и E_пр = f(h).

8. Сделать письменные выводы по проделанной работе.

3. Описание лабораторной установки и методики проведения опыта

Электрическая прочность воздуха определяется на установке АМИ-60.

Для получения равномерного электрического поля применяют два плос­ких электрода с закругленными краями и сферические электроды, которые дают равномерное поле при зазоре между ними значительно меньшем, чем радиус сферы.

Неравномерное электрическое поле получают применением двух заост­ренных или плоского и заостренного электродов.

Установка для определения электрической прочности воздуха смонти­рована в виде передвижного пульта, ее упрощенная принципиальная схема дана на рис.1.1.

Установка питается от сети переменного тока (U = 220 В. f = 50 Гц).

Напряжение от сети подается на первичную обмотку I регулировочного трансформатора 2 через контакт блокировки 1 и 7.

Вторичная обмотка II регулировочного трансформатора 2 предназначены для питания лампочек сигнализации ЗЛ и КЛ. Зеленая лампочка ЗЛ подключается непосредственно к концам обмотки II и загорается при подклю­чении установки к сети. Красная лампочка КЛ подключается к обмотке II через контакты 1,2 автоматического выключателя 3.

Рис.1.1. Электрическая схема установки АМИ-60

Цепь красной лампочки замыкается при включении высокого напряже­ния автоматическим выключателем.

Обмотка III регулировочного трансформатора 2 предназначена для пи­тания первичной обмотки повышающего трансформатора 4. Величина на­пряжения, снимаемого с обмотки III трансформатора 2, зависит от количе­ства витков, число которых можно изменить, перемещая ползун П ручкой регулятора напряжения.

Первичная обмотка повышающего трансформатора питается по следу­ющей цепи: ползун П регулятора напряжения, контакты 1,3 автоматическо­го выключателя, обмотка его электромагнита, первичная обмотка транс­форматора 4, обмотка III регулировочного трансформатора.

Со вторичной обмотки повышающего трансформатора 4 высокое напряже­ние подается на электроды разрядника 5 через балластное сопротивление R_Д.

Сопротивление R_Д ограничивает величину тока в момент пробоя, благо­даря чему искровой разряд не может перейти в дуговой.

Величина высокого напряжения измеряется вольтметром 6, подключен­ным параллельно первичной обмотке трансформатора 4. Шкала вольтмет­ра обозначена в киловольтах вторичного напряжения.

Когда воздушный зазор не пробит, во вторичной обмотке трансформа­тора 4 протекает малый ток, обусловленный емкостью проводов и разряд­ника и большим сопротивлением утечки между электродами. Поэтому бу­дет мал ток и в первичной обмотке, который создает малое магнитное поле электромагнита автоматического выключателя 3.

При пробое промежутка между электродами разрядника значительно возрастает ток обмотки II, а следовательно, и обмотки I повышающего транс­форматора 4. Поле электромагнита автоматического выключателя возрас­тает, что вызывает срабатывание последнего, и цепи первичной обмотки повышающего трансформатора и красной лампочки разрываются. Высо­кое напряжение снимается, красная лампочка гаснет.

Органы управления (регулятор напряжения, автоматический выключа­тель, индикаторные лампочки и вольтметр) расположены на верхней пане­ли установки. Разрядники вынесены за ограждение. В зависимости от того, какое поле необходимо получить, подключаются необходимые электроды.

Зазор между электродами измеряется щупами, величина зазора регули­руется перемещением электродов.

Поскольку длительность приложенного напряжения влияет на электри­ческую прочность воздуха, напряжение на разряднике нужно повышать плав­но, со скоростью 10³ - 2·10³ В/с. Случайные единичные искры, не вызвавшие отключения высокого напряжения, в расчет не принимаются. Пробой со­провождается срабатыванием автоматического выключателя.

При измерении наблюдается разброс показаний прибора, поэтому при одном зазоре производить не менее 5 пробоев (измерений). Про­бивное напряжение будет равно среднеарифметическому отдельных показа­ний вольтметра.