Politechnika Lubelska
Elektrotechnika i Informatyka
Imię i nazwisko: Paulina Woźniak Mateusz Tłuczek Emil Wójcik
Temat ćwiczenia: Wytrzymałość układów uwarstwionych powietrze – dielektryk stały.

1. Warunki atmosferyczne

- temperatura otoczenia: t=21,2 °C,

- ciśnienie atmosferyczne: b=992 hPa,

- wilgotność względna powietrza: φ=44%.

1. Schemat pomiarowy

1. Pomiar napięcia przeskoku U_p przy różnych odstępach elektrod.

a – odstęp między elektrodami płaskimi

1 – elektroda uziemiona

2 – elektroda powierzchniowa uziemiona

1. Pomiar napięcia początkowego iskier ślizgowych U_osl i napięcia przeskoku U_p.

a – odstęp między elektrodami płaskimi

a₁ – grubość płyty izolacyjnej

1 – elektroda uziemiona

2 – elektroda powierzchniowa uziemiona

3 – materiał izolacyjny

4 – elektroda wysokonapięciowa

5 – ekran

6 – metalizacja powierzchni (powiększenie elektrody 4)

1. Tabele pomiarowe

Przekładnia transformatora probierczego:

ϑ=110kV/220V

1. Pomiar napięcia przeskoku U_p.

L.p.	a	Dielektryki
		Szkło organiczne
		up
	cm	V
1.	1	35
2.		33
3.		34
4.	2	31
5.		30
6.		32
7.	3	40
8.		46
9.		45
10.	4	52
11.		70
12.		80
13.	5	64
14.		70
15.		82

Przykładowe obliczenia:

$u_{\text{psr}} = \frac{u_{p1} + u_{p2} + u_{p3}}{3} = \frac{35 + 33 + 34}{3} = 34$

$U_{p} = u_{\text{psr}} \bullet \vartheta = 34 \bullet \frac{110}{220} = 17$

1. Rozkład napięcia na dielektrykach uwarstwionych szeregowo i odpowiadające im wartości natężenia pola

Numer dielektryka	Uv	Upr	ai	εi	Napięcie przemienne	Zakres
					Upi	Up
	V	kV	cm	-	kV	kV
1	70	35	0,8		13,1	13,1
2			0,85		15,2	2,1
3			1,2		26,4	11,2
4			1,5		35	8,6
5			0		-	-

1. Rozkład napięcia na dielektrykach uwarstwionych szeregowo i odpowiadające im wartości natężenia pola

Numer dielektryka	Uv	Upr	ai	εi	Napięcie przemienne	Zakres
					Upi	Up
	V	kV	cm	-	kV	kV
1	70	35	0,8		3,9	3,9
2			0,85		4,3	0,4
3			1,2		6,5	2,2
4			1,5		7,8	1,3
5			3		35	27,8

1. Rozkład napięcia na dielektrykach uwarstwionych szeregowo i odpowiadające im wartości natężenia pola

Numer dielektryka	Uv	Upr	ai	εi	Napięcie przemienne	Zakres
					Upi	Up
	V	kV	cm	-	kV	kV
1	70	35	0,8		3,4	3,4
2			0,85		3,8	0,4
3			1,2		5,7	1,9
4			1,5		6,9	1,2
5			4		35	28,8

Przykładowe obliczenia:

$$E_{p} = \frac{\text{Up}}{a_{i}} = \frac{0,4}{0,85} = 0,5$$

1. Charakterystyki

1. Wykres przedstawiający zależności napięcia przeskoku „U_p” w funkcji odległości „a”

2. Wykres przedstawiający zależności rozkładu napięcia i natężenia pola poszczególnych dielektryków

1. Wnioski

W niniejszym ćwiczeniu przeprowadziliśmy szereg pomiarów określając napięcie przeskoku w zależności od odległości elektrod dla powietrza, szkła organicznego, teflonu oraz dla tekstolitu. Z uzyskanych wyników możemy stwierdzić, że materiałem o najgorszych właściwościach dielektrycznych jest tekstolit, zaś najlepszym szkło organiczne.