Sprawozdanie

Temat:

Badanie wytrzymałości wskośnej wybranych materiałów izolacyjnych stałych.

Sekcja 4

Grupa 4

Torsten Urzyński

Łukasz Dróżdż

Łukasz Jochemczyk

Bartosz Gęca

Robert Mańka

Mariusz Grabowski

Data ćwiczenia: 14.05.2013 Data oddania sprawozdania 28.05.2013

1. Przebieg ćwiczenia

Pomiary wytrzymałości elektrycznej doraźnej wykonuje się przy napięciu regulowanym ze stałą prędkością od zera aż do przebicia próbki. Napięcie zwiększa się tak, aby przebicie nastąpiło w czasie 10-20 sekund od chwili rozpoczęcia próby. W ramach ćwiczenia przewidziano wykonanie pomiaru napięcia przebicia w zależności od liczby warstw próbki w powietrzu i oleju w temperaturach otoczenia.

2. Układ pomiarowy

Schemat wysokonapięciowej części układu probierczego do badania wytrzymałości elektrycznej dielektryków stałych.

Schemat 1.

Oznaczenia schematu:

TP- transformator probierczy

Ro- rezystor ograniczający

E – układ elektrod

OB- próbka badana

N- naczynie na olej

kV- kilowoltomierz elektrostatyczny

3. Opracowanie pomiarów

Tabela 1. Pomiary dla papieru izolacyjnego

Lp.	Dane próbki	Up [V]	Przekładnia	Up [kV]	ε [kV/mm]
	Materiał i środowisko	Ilość warstw n	Grubość próbki a [mm]
1	Warunki normalne; Papier izolacyjny	4	0,05	18	220V/30kV
2		4	0,05	18
3		8	0,1	39
4		8	0,1	39
5		12	0,15	48
6		12	0,15	48
7		16	0,18	60
8		16	0,18	58
9		20	0,25	70
10		20	0,25	68
11 12	Preszpan; warunki normalne	1 1	0,21 0,21	20 24	230V/30kV
13 14	Papier; warunki normalne	1 1	1,51 1,51	46 48	230V/30kV
15 16	Karton; warunki normalne	1 1	0,34 0,34	17 16	230V/30kV

Tabela 2. Uśrednione wartości.

Lp.	Dane próbki	Up [v]	Przekładnia	Up [kV]	ε [kV/mm]
	Materiał i środowisko	Ilość warstw n	Grubość próbki a [mm]
1	Warunki normalne; Papier izolacyjny	4	0,05	18	220V/30kV
2		8	0,1	39
3		12	0,15	48
4		16	0,18	59
5		20	0,25	69
6	Preszpan; warunki normalne	1	0,21	22	220V/30kV
7	Papier; warunki normalne	1	1,51	47	220V/30kV
8	Karton; warunki normalne	1	0,34	16,5	220V/30kV

Tabela 3. Warunki otoczenia pracowni.

Temperatura otoczenia [˚C]	Ciśnienie P [hPa	Wilgotność względna w %	Gęstość wzgledna [Pa/K]
22	995	50	0,98

4.Wzory

U_p - napięcie przebicia [kV]:

U_przebicia=k_T*U  

 

gdzie:

U_przebicia -napięcie przebicia

k_T - przekładnia transformatora

U - napięcie pierwotne (wskazanie woltomierza)

ɛ- wytrzymałość skrośna dielektryka [kV/mm]

$$\mathbf{\varepsilon =}\frac{\mathbf{U}_{\mathbf{\text{przebicia}}}}{\mathbf{g}}$$

ɛ - wytrzymałość skrośna dielektryka

U_przebicia -napięcie przebicia

g - grubość dielektryka (odległość między elektrodami)

5. Wykresy

Wykres 1. zależność napięcia przebicia papieru izolacyjnego od grubości próbki

Wykres 2. zależność wytrzymałości skrośnej papieru izolacyjnego od grubości próbki.

6. Wnioski

1. Z punktu widzenia wytrzymałości dielektrycznej izolatorów stałych bardzo dobrym izolatorem jest folia polietylowa, ale z przyczyn występowania na niej wyładowań niezupełnych nie można jej stosować w elektrotechnice, natomiast popularnym i stosowanym izolatorem jest papier izolacyjny.

2. Wytrzymałość papieru izolacyjnego rośnie niemalże proporcjonalnie do ilości warstw i dzięki temu poprzez odpowiednie przeliczenie wartości napięcia można dobrać odpowiednie zabezpieczenie izolacyjne.

3. Aby dobrze dobrać dielektryk trzeba dobrze przeanalizować warunki sieci i pracy urządzeń.