Лаб ЭТМ (ЗФ). Студентов

Студентов _________________________________________________________________________

Скачать 438 Kb.

Название	Студентов
Анкор	Лаб ЭТМ (ЗФ).doc
Дата	20.12.2017
Размер	438 Kb.
Формат файла
Имя файла	Лаб ЭТМ (ЗФ).doc
Тип	Лабораторная работа #13229

Кафедра высоковольтной электроэнергетики, электротехники и электрофизики
Дисциплина: “Материаловедение”
ОТЧЕТЫ

Диэлектрик

Толщина h, мм

Пробивное напряжение, U_пр, кВ

Е_пр, кВ/мм

Диэлектрик

Толщина h, мм

Е_пр, кВ/мм

Электрокартон

Курса ___ группы ______ по лабораторным работам

Отчет принял преподаватель___________________

Лабораторная работа

“ПРОБОЙ ТВЕРДЫХ И ЖИДКИХ ДИЭЛЕКТРИКОВ”
Цель работы: практическое ознакомление с методами определения электрической прочности твердых и жидких диэлектриков и изучение влияния на нее некоторых факторов.

Рис.1. Принципиальная схема испытательной установки

Электрическая прочность диэлектрика определяется по формуле Е_пр=U_пр/h, где U_пр – пробивное напряжение, кВ; h – толщина диэлектрика, мм.

1.Определение кратковременной электрической прочности образцов твердых

диэлектриков.

Таблица 1. Результаты измерений и расчетов.

Место и характер пробоя:

2.Определение электрической прочности лакоткани при ступенчатом подъеме напряжения.

Ступень повышения напряжения U= кВ.

Таблица 2. Результаты измерений и расчетов.

Время выдержки на ступени, мин	1	3	5
Общее время выдержки под напряжением, t , мин
U_пр, кВ
Е_пр, кВ/мм

Рис.2.Зависимость электрической прочности лакоткани от длительности приложения напряжения

Рис.3.Зависимость электрической прочности конденсаторной бумаги от числа слоев

3.Стандартное испытание трансформаторного масла на пробой

Испытание производится на установке АИМ-80 в стандартной электродной системе при расстоянии между электродами 2,5 мм, 5 пробоев

U_пр, кВ: Ū_пр= кВ

Заключение о пригодности трансформаторного масла к эксплуатации:

4.Определение электрической прочности многослойного диэлектрика

(конденсаторной бумаги)

Таблица 3. Результаты измерений и расчетов

Число слоев, n
Толщина, h, мм
U_пр, кВ
Е_пр, кВ/мм

5.Определение пробивного и разрядного напряжения стекла

Таблица 4. Результаты измерений

Диэлектрик	Воздух	Тр-ное масло	Стекло в воздухе	Стекло в масле
U_пр, кВ

Вывод:

Лабораторная работа

“ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ВОЗДУХА”
Цель работы: определение электрической прочности воздуха и исследование влияния различных факторов на электрическую прочность и пробивное напряжение воздуха для различных электродных систем.

Рис.1. Электрическая схема испытательной установки

Приведение экспериментального значения среднего пробивного напряжения к нормальным условиям (температура 20С, давление 101,3 кПа) производится по формуле

, где

- пробивное напряжение, приведенное к номальным условиям, кВ;

- опытное значение среднего пробивного напряжения, кВ;  - относительная плотность воздуха.

, где Р – давление воздуха в лаборатории, кПа; Р= кПа; t – температура воздуха в лаборатории, С; t= С.

, где

- среднее значение пробивного напряжения, измеренное вольтметром с первичной стороны испытательного трансформатора (после регулировочного трансформатора РТ), В; К_тр – коэффициент трансформации, принимаемый равным 500 при невключенном трансформаторе Т2, и 50 – при включенном Т2.
1.Определение электрической прочности воздуха в однородном поле

(электроды Роговского)

Среднее значение электрической прочности воздуха

,кВ/см, где h – расстояние между электродами.

Таблица 1. Результаты измерений и расчетов

h, см	U_1пр, В			, В	, кВ	, кВ	Е_пр, кВ/см
h, см	1	2	3	, В	, кВ	, кВ	Е_пр, кВ/см
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5

Рис.2. Зависимость электрической прочности воздуха от расстояния между электродами

Рис.3. Диаграмма пробивных напряжений

2.Влияние формы электродов на пробивное напряжение воздуха

при межэлектродном расстоянии 2 см

Таблица 2. Результаты измерений

Форма электродов	U_пр, В			, В	, кВ	, кВ
Форма электродов	1	2	3	, В	, кВ	, кВ
Игла – игла
Шар – шар
Плоскость – плоскость

3.Влияние полярности постоянного напряжения на пробивное напряжение

в резконеоднородном поле. Электроды игла – плоскость

Таблица 3.Результаты измерений и расчетов

Полярность иглы	h, см	U₁_пр, В			, В	, кВ	, кВ
Полярность иглы	h, см	1	2	3	, В	, кВ	, кВ
1	2	3	4	5	6	7	8
Положительная	1
	2
	3
	4
	5

Таблица 3. Продолжение

1	2	3	4	5	6	7	8
Отрицательная	1
	2
	3
	4
	5

Рис.4. Зависимость пробивного напряжения воздуха от расстояния между электродами

вида “игла-плоскость”

Рис.5. Влияние давления и расстояния на пробивное напряжение воздуха
4. Влияние давления на электрическую прочность воздуха

Давление в испытательной камере определяется по следующей формуле Р_к=Р Р₁, где Р – давление воздуха в лаборатории, кПа; Р₁=1 – n; n – показания вакууметра, атм.

Таблица 4. Результаты измерений и расчетов

n, атм	Р_к, кПа	h, мм	Р_кh, кПа м	U₁_пр, В			, В	, кВ
n, атм	Р_к, кПа	h, мм	Р_кh, кПа м	1	2	3	, В	, кВ
1	2	3	4	5	6	7	8	9
0,86		1
		2
		10
0,8		1
		2
		10
0,7		1
		2
		10
0,6		1
		2
		10
0,5		1
		2
		10
0,4		1
		2
		10
0,3		1
		2
		10
0,2		1
		2
		10
0,1		1
		2
		10
0		1
		2
		10

Лабораторная работа

“ИЗМЕРЕНИЕ ТАНГЕНСА УГЛА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ”
Цель работы: практическое ознакомление с методами измерения тангенса угла диэлектрических потерь при напряжении промышленной и высокой частоты.

Диэлектрическими потерями называется электрическая энергия рассеиваемая в диэлектрике в единицу времени при воздействии на него электрического поля и вызывающую нагрев диэлектрика.

Углом диэлектрических потерь  называется угол, дополняющий до 90 угол сдвига фаз в емкостной цепи, рис.1.

1.Измерение тангенса угла диэлектрических потерь на высоком напряжении 50 Гц

(мостовой метод)

Рис.1.Параллельная схема замещения и векторная диаграмма

Рис.2. Принципиальная схема высоковольтного моста для измерения tg (нормальная схема)

Тр – испытательный трансформатор; С_х – испытуемый объект; С_о=50 пФ – высоковольтный образцовый конденсатор; НИ – нульиндикатор; Р₁, Р₂ – разрядники; R₄=10000/.
При равновесии моста имеют место следующие равенства:

или в процентах tg=100C₄;

пФ.

Мощность диэлектрических потерь Р=U²C_xtg.

1.1.Измерение угла диэлектрических потерь у реальных объектов

Таблица 1. Результаты измерений и расчетов

Наименование объекта	U, B	R₃, Ом	tg, %	С_х, пФ	Р, Вт
Проходной изолятор
Опорно-штыревой изолятор
Трансформатор

1.2.Измерение угла диэлектрических потерь у образцов твердых диэлектриков

Значение относительной диэлектрической проницаемости плоского диэлектрика определяется по формуле

, где С_х – емкость образца, пФ; h – толщина образца, м; S – площадь электродов, м²; _о=8,85 пф/м – электрическая постоянная.

Таблица 2. Результаты измерений и расчетов

Наименование образца	h, мм	U, кВ	R₃, Ом	tg, %	С_х, пФ		Р, Вт

1.3.Влияние напряжения на диэлектрические потери в диэлектрике

с воздушным включением

Таблица 3.Результаты измерений и расчетов

U, B	2000	3000	4000	5000	6000	7000
R₃, Ом
tg, %
С_х, пФ
Р, Вт

Рис.3.Зависимость тангенса угла диэлектрических потерь от напряжения

Рис.4.Блок-схема измерителя добротности Е9-5А
2.Измерение тангенса угла диэлектрических потерь на высоких частотах

(резонансный метод)

Рис.5. Принципиальная схема измерителя добротности

Рис.6. Зависимость тангенса угла диэлектрических потерь от частоты

При резонансе

,

где С_к – емкость контура; U_р – напряжение резонанса; Q_к =1/tg - добротность контура; R_к – активное сопротивление контура.

Емкость образца определяется по формуле: С_х=С₁ – С₂, где С₁ – значение емкости прибора при настройке контура в резонанс без подключения образца, пФ; С₂ – значение емкости прибора при настройке контура в резонанс с подключенным образцом, пФ.

Тангенс угла диэлектрических потерь образца

,

где Q₁ и Q₂ – добротности контура, измеренные при резонансе в отсутствии емкости образца и при ее подключении соответственно.

Таблица 4. Результаты измерений и расчетов

Наименование образца	Частота МГц	Q₁	C_1, пФ	Q₂	C₂, пФ		C_x, пФ	tg