| Laboratoria IWN | Grupa dziekańska | |
|---|---|---|
| Numer ćwiczenia | 6 | |
| Temat: | Badanie rezystywności dielektryków ciekłych i stałych | Grupa laboratoryjna |
| Data wykonania: | 29.10.09 | Data oddania: |
Wstęp
Dielektryki to ciała stałe, ciekłe i gazowe bardzo słabo przewodzące prąd elektryczny. Rezystywność dielektryków jest większa od 106 Ωm. Dielektryki mają szerokie zastosowanie w elektrotechnice jako materiały izolacyjne.
Rezystywność nazywana oporem elektrycznym właściwym, charakteryzuje się w sposób ilościowy zdolność materiału do przewodzenia prądu elektrycznego. Jest to opór elektryczny odniesiony do wymiarów geometrycznych próbki. Jednostką rezystywności jest Ωm. Charakteryzuje właściwości izolacyjne, jest również pomocna w ocenie stanu materiału.
Rozróżniamy dwa rodzaje rezystywności: skrośną i powierzchniową.
Schematy pomiarowe
Pomiar rezystywności w zależności od temperatury dla dielektryków ciekłych
Pomiar rezystywności skrośnej wybranych dielektryków stałych
Metodyka pomiarów
Pomiar rezystywności oleju izolacyjnego z zależności od temperatury
Należy wykonać pomiar rezystancji oleju izolacyjnego dla kilku wartości temperatury. W tym celu należy połączyć miernik izolacji z elektrodami naczynia pomiarowego. Pomiary rezystancji oleju przeprowadzić przy napięciu pomiarowym 1000V. Pomiar rezystancji wykonać po 60s od chwili przyłożenia napięcia. Należy odczytać wartość rezystancji sondy i wyznaczyć temperaturę na podstawie załączonej charakterystyki sondy.
W stanie ustalonym temperatura wewnętrznej i zewnętrznej elektrody powinna być taka sama. Ćwiczenie rozpocząć od wykonania pomiaru rezystancji oleju w temperaturze pokojowej. Następnie wykonać pomiary dla temperatury 30, 40, 50, 60 ºC. Procedura zmiany temperatury odbywa się następująco: wpierw należy nastawić żądaną temperaturę na regulatorze i załączyć urządzenie. Po ok. 15 minutach odczytać wartość temperatury elektrody wewnętrzne z termometru oraz elektrody zewnętrznej (sondo PT-100). Jeżeli różnica temperatury między wewnętrzną a zewnętrzną elektrodą przekracza 4ºC – poczekać do chwili zmniejszenia różnicy do wartości 4ºC. Jeżeli różnica temperatur nie przekracza 4ºC – wyłączyć regulator. Wykonać pomiar rezystancji oleju izolacyjnego – jako temperaturę oleju przyjąć temperaturę zewnętrznej elektrody (sonda PT-100). Powtórzyć powyższe czynności dla kolejnej wartości temperatury.
Pomiar rezystywności wybranych dielektryków stałych
Aby dokonać pomiaru rezystywności dielektryka stałego należy: połączyć układ zgodnie z powyższym schematem, włączyć miernik rezystancji (napięcie pomiarowe 1000V). Uruchomić program do akwizycji danych, a następnie ustawić częstość próbkowania na 1s i czas pomiaru na 300s.
Wyniki pomiarów
Dla pomiaru rezystywności oleju izolacyjnego
Dla pomiaru rezystywności dielektryków stałych
Przykładowe wyliczenia rezystywności
$$\frac{C_{0}}{\varepsilon_{0}} = \frac{60*10^{- 12}}{8,854*10^{- 12}} = 6,777\left\lbrack \frac{F}{\frac{F}{m}} = m \right\rbrack$$
$$\rho_{v} = R_{v}\frac{C_{0}}{\varepsilon_{0}} = 15,5*10^{9}*6,777 = 105,044*10^{9}\left\lbrack \Omega*m \right\rbrack$$
Wnioski
Celem ćwiczenia było badanie rezystywności dielektryków ciekłych i stałych. Według wyników pomiary rezystywności dla oleju izolacyjnego, rezystywność maleje wraz ze wzrostem temperatury. Energia aktywacji wyznaczona metodą graficzną wyniosła
43,69 -10-13[eV].Wskaźnikiem jakości izolacji jest współczynnik absorpcji w przypadku preszpanu i płyty bawełniano-fenylowej współczynnik jest bardzo dobry (zbliżony do 1), natomiast w przypadku mykanidu jakość izolacji jest mierna, wiąże się to najprawdopodobniej z błędem pomiaru.