POLITECHNIKA POZNAŃSKA INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI PRZEMYSŁOWEJ Zakład Podstaw Elektrotechniki
Ćwiczenie nr 6 Temat: Badanie układów iskiernikowych powietrznych – układ kulowy i ostrzowy.
Rok akademicki: 2012/2013 Wydział: Elektryczny Kierunek: Elektrotechnika Studia dzienne Grupa E3
Uwagi:

Wstęp:

Podczas przeprowadzania przez nas ćwiczenia iskierników laboratorium panowały następujące warunki atmosferyczne:

temperatura: t=18,5 ^oC (T=291,5K)

ciśnienie: p=998hPa

gęstość względną powietrza:

$$\delta = \frac{297}{1013} \times \frac{p}{T} = \frac{297 \times 998}{1013 \times 291,5} = 0,99$$

Do obliczeń użyte zostały następujące wzory:

wyładowania początkowe w warunkach normalnych:

obliczeniowa wartość skuteczna napięcia przeskoku :

napięcie przeskoku w warunkach normalnych:

(dla 0,99 ;k)

natężenie pola magnetycznego:

- współczynnik niejednorodności pola– odczytany z wykresu zawartego w skrypcie.

1.Układ ostrzowy:

1.1. Tabela pomiarowa:

Lp.	a	U01	U02	U03	U0 (śr)	U0n	Up1	Up2	Up3	Up (śr)	Upn	Up’
	[cm]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]
1	3	23	24	23	23,33	23,57	23	24	23	23,33	23,33	23,57
2	6	33	33	33	33,00	33,33	35	34	34	34,33	34,33	34,68
3	9	35	39	44	39,33	39,73	50	49	48	49,00	49,00	49,49
4	12	43	44	42	43,00	43,43	60	60	60	60,00	60,00	60,61
5	15	43	45	44	44,00	44,44	64	65	65	64,67	64,67	65,32
6	18	45	45	45	45,00	45,45	75	75	75	75,00	75,00	75,76

1.2. Wykresy zależności U_0n= f(a) i U_0n= f(a):

2.Układ kulowy:

2.1. Tabela pomiarowa:

Lp.	d	a	a/r	βn	U01	U02	U03	U0 (śr)	U0n	Up1	Up2	Up3	Up (śr)	Upn	E0n
	[cm]	[cm]	[-]	[-]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV/cm]
1	6,25	1	0,32	1,15	20	21	18	19,67	19,87	20	21	18	19,67	19,87	22,85
2		1,5	0,48	1,2	30	31	31	30,67	30,98	30	31	31	30,67	30,98	24,78
3		2	0,64	1,25	40	39	40	39,67	40,07	41	43	43	42,33	42,76	25,04
4		2,5	0,8	1,3	41	45	43	43,00	43,43	52	52	52	52,00	52,53	22,59
5		3	0,96	1,35	47	45	44	45,33	45,79	62	62	61	61,67	62,29	20,61
6		3,5	1,12	1,49	52	52	49	51,00	51,52	70	70	72	70,67	71,38	21,93

2.2. Wykresy zależności U_0n= f(a) i U_0n= f(a):

2.3. Wykresy zależności U_0n= f(a) i U_0n= f(a):

3. Badanie wpływu trzeciej kuli na wytrzymałość układu kulowego:

2.1. Tabela pomiarowa:

Lp.	d	d1	a	s	Up1	Up2	Up3	Up (śr)	Upn	Rola trzeciej kuli
	[cm]	[cm]	[cm]	[cm]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]
1	6,25	15	3	3	59	61	58	59,33	59,93	trzecia kula pod wysokim napięciem
2				5	63	63	62	62,67	63,30
3				7	65	62	63	63,33	63,97
1				3	61	52	57	56,67	57,24	trzecia kula uziemiona
2				5	61	62	62	61,67	62,29
3				7	63	62	60	61,67	62,29
1				3	60	59	61	60,00	60,61	trzecia kula o potencjale swobodnym
2				5	62	62	60	61,33	61,95
3				7	63	64	62	63,00	63,64

2.3. Wykres zależności U_pn= f(s/d) :

3. Wnioski:

Celem ćwiczenia było zbadanie dwóch typów układów iskiernikowych powietrznych: kulowych i ostrzowych.

Dla obu rodzajów iskrowników można zauważyć, że napięcia snopienia utrzymywały się na względnie zbliżonym poziomie, a krzywa zależności napięcia snopienia od odległości iskrowników charakteryzuje się spadkiem stromości dla kolejnych, coraz wyższych wartości. Tendencja ta jest znacznie lepiej widoczna na krzywej wyznaczonej dla układu ostrzowego. Ostatni punkt tego wykresu dla iskierników kulowych jest tzw. błędem grubym spowodowanym najprawdopodobniej odgłosami ćwiczeń prowadzonych na sąsiednich stanowiskach. Napięcie snopienia miało zdecydowanie większe wartości dla iskierników kulowych.

Wykresy wyznaczone dla napięcia przeskoku są o wiele bardziej strome i mają charakter niemal liniowy( w przypadku iskierników ostrzowych wykres w środkowej części odbiega od wartości wyznaczonych ze wzorów co pokazuje jak niedokładna jest metoda pomiarowa). Wartości napięcia przeskoku rosną proporcjonalnie do odległości między iskiernikami w całym badanym zakresie i osiągają znacznie wyższe wartości w układzie iskierników kulowych.

Natężenie pola które teoretycznie powinno maleć wraz ze wzrostem odległości pomiędzy kulami, dla pierwszych dwóch pomiarów osiąga wartości niższe niż dla trzeciego. Nieprawidłowość ta wynika z założenia jakie przyjęliśmy dla pierwszych dwóch pomiarach w których nie zaobserwowaliśmy snopienia i przyjęliśmy, że następuje ono bezpośrednio przed przeskokiem, a więc przy tym samym napięciu.

Wyznaczene charakterystyki ΔU_pn= f(s/d) nie są miarodajne, gdyż z trzech pomiarów możemy uzyskać tylko dwie wartości ΔU_pn dla każdej wartości napięcia na trzeciej kuli i tym samym tylko dwa punkty charakterystyki dla każdego przebiegu.Na uzyskanych w ten sposób charakterystykach wartość zmiany napięcia przeskoku ΔU_pn w zależności od stosunku s/d dla trzeciej kuli o potencjale swobodnym rosła wraz ze wzrostem tego stosunku, natomiast dla trzeciej kuli uziemionej, lub o wysokim napięciu malała wraz z wzrostem wartości stosunku s/d, z tym, że na kuli uziemionej wartość ta była wyższa i przebieg miał większą stromość.