Описание лабораторной установки
Рис. 3 Схема лабораторной установки
Схема состоит из следующих элементов и приборов:
АТ – лабораторный автотрансформатор, служащий для регулирования напряжения; V – вольтметр на низкой стороне повышающего трансформатора; Тр – высоковольтный трансформатор; R – резистор служит для защиты трансформатора от больших токов и большой крутизны среза напряжения при перекрытии объекта испытания; Об – объект испытания; кV – электрический киловольтметр С-100.
Высоковольтная камера снабжена блокировкой, исключающей подачу высокого напряжения при открытой двери камеры.
Подготовка к проведению исследований
При подготовке к работе следует:
изучить описание, изучить лабораторную установку и инструкции по технике безопасности для работающих с высоким напряжением;
записать технические характеристики используемого в работе оборудования;
подготовить таблицы для записи экспериментальных данных;
После собеседования с преподавателем и получения допуска к работе приступить к проведению эксперимента.
Включение установки и различные переключения производить только с разрешения преподавателя.
Проведение исследований
Опыт проводится в следующем порядке:
а) убедиться, что установка отключена;
б) испытательные электроды подключить между выводом высоковольтного трансформатора и землей, поместить образец диэлектрика между электродами;
в) выйти из ограждения и замкнуть блокировку безопасности;
г) проверить, находиться ли рукоятка АТ в нулевом положении, и если не находится, то установить ее в этом положении;
д) включить включатель В, т.е. подать напряжение на автотрансформатор и первичную обмотку высоковольтного трансформатора;
е) с помощью АТ увеличить напряжение на испытуемом образце до наступления прибоя. Скорость повышения напряжения 1 кВ в секунду;
ж) при пробое записать показания вольтметра и установить рукоятку АТ в нулевое положение.
1. Определение зависимости кратковременных (мгновенных) пробивных напряжений и напряженностей от толщины диэлектрика на воздухе для промасленной и непромасленной конденсаторной бумаги.
Толщину бумаги перед испытанием нужно измерить микрометром.
Изменение толщины диэлектрика в процессе испытания производится путем изменения числа слоев (листов) бумаги.
Опыт провести при постепенном увеличении числа слоев с 10 до 60. электроды располагаются с обеих сторон образца один против другого. Для каждой толщины пробивные напряжения и напряженности определять как среднее из трех пробоев. Напряжение поднимать от нуля с равномерной скоростью до момента пробоя.
2. Определить Епр для четырех-пяти твердых диэлектриков (по указанию преподавателя).
Таблица 1
Число слоев конденсаторной бумаги |
суммарная толщина мм |
Uпр кВ |
Епр кВ/мм
|
Примечание |
1. 10 2. 20 3. 30 4. 40 5. 50 Воздух 1. 2. 3. 4. 5. |
0,95 1,9 2,85 3,80 4,75
2 4 6 8 10 |
|
|
Толщина одного слоя l=0,095 мм |
Контрольные вопросы
1. Физические основы явления пробоя диэлектриков.
2. Виды и формы пробоя твердых диэлектриков и методы пробоя.
3. В чем сущность электрического, теплового, электрохимического и электромеханического пробоя у твердых диэлектриков.
4. Что такое краевой эффект и как его устранить?
5. Что такое однородное и неоднородное электрическое поле?
6. Влияние структуры материала на величину Епр.
7. Принципы действия использованного в работе оборудования.
8. Как изменится электрическая прочность диэлектрика при увеличении площади прилегающих к нему электродов?
9. Как изменится Епр при использовании различных материалов электродов (меди, стали, вольфрама, алюминий)?
Таблица 2
Металл |
Работа выхода, эВ
|
Медь Никель Вольфрам Алюминий |
4,4 – 5,24 5,03 4,52 2,5 – 2,8 |
ЛИТЕРАТУРА
1. Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротехнические материалы. М.: Энергия, 1977.
2. Тареев Б.М., Казарновский Д.М. Испытания электроизоляционных материалов. М.: Госэнергоиздат, 1959.
3. Справочник по электротехническим материалам/ Под ред. Ю.В. Корицкого, В.В. Пасынкова, Б.М. Тареева. М.: Энергоатомиздат, 1987. Т.2, стр.387–412.
4. С.Н. Колесов, И.С. Колесов “Материаловедение и технология конструктивных материалов”. 2004г.: М: “Высшая школа”
______________________________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ЖИДКИХ И ГАЗООБРАЗНЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучение физических основ явления пробоя диэлектриков и практическое ознакомление с процессом испытания жидких и газообразных диэлектриков.