AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA im. Stanisława Staszica w Krakowie			Imię i Nazwisko : Golenia Jacek Grela Jakub Derendarz Michał Wójcik Łukasz Dela Grzegorz Wastag Jacek Wyroba Mateusz
Laboratorium Techniki Wysokich Napięć
Rok akademicki: 08/09		Rok studiów: 4			Grupa:
Kierunek: ELEKTROTECHNIKA
Temat: Wyładowania powierzchniowe, ślizgowe.
Data wykonania: 20-11-2008			Data zaliczenia:

1.Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z rodzajami wyładowań zachodzących na powierzchniach materiału stałego tj. wyładowaniami powierzchniowymi i wyładowaniami ślizgowymi.

2. Wstęp teoretyczny:

W różnych konstrukcjach wysokonapięciowych, takich jak: izolatory wsporcze, liniowe, przepustowe, połączenia czołowe w maszynach elektrycznych, linie natężenia pola elektrycznego przebiegają częściowo w materiale stałym a częściowo w otaczającym ten materiał ośrodku gazowym lub ciekłym. W zależności od obecności składowej natężenia pola elektrycznego, stycznej lub normalnej wyładowania można podzielić na te, które mają:

+ wyłącznie składową styczną to - wyładowania powierzchniowe

+ wyłącznie składową normalną to- wyładowania ślizgowe

Wyładowania powierzchniowe.

Napięcie przeskoku powinno przy tej samej odległości elektrod, być jednakowe zarówno w układzie elektrod z materiałem stałym jak i bez niego. W praktyce w obecności materiału stałego, napięcie to posiada wartość mniejszą. Jest to spowodowane absorpcją wilgoci przez materiał stały. Im materiał ten jest bardziej hydrofilowy tym obniżenie przeskoku jest większe.

W warunkach eksploatacji, szczególnie izolatorów liniowych, tworzy się na ich powierzchni przewodząca warstwa, pochodząca od zanieczyszczeń w powietrzu. Przepływające wówczas po powierzchni znaczne prądy tworzą tzw. wyładowanie zabrudzeniowe, poprzedzające przeskok zabrudzeniowy. Wartość napięcia przeskoku zabrudzeniowego silnie zależy od parametrów warstwy zabrudzeń. W warunkach coraz silniejszego zanieczyszczenia przemysłowego atmosfery, przeskok zabrudzeniowy musi być uwzględniony przy projektowaniu układów izolacyjnych.

Wyładowania ślizgowe.

Wyładowania ślizgowe występują przy tzw. ukośnym uwarstwieniu dielektryków: stałego i gazowego lub ciekłego, gdy wektor natężenia pola elektrycznego na ich granicy zmienia kierunek.

Wyładowania ślizgowe występują po powierzchni izolatorów przepustowych lub na krawędziach zwijek kondensatorowych. Mają postać iskier ślizgowych. Wyładowania ślizgowe mogą rozwijać się również po powierzchniach dielektryków zanurzonych w innych dielektrykach np. oleju.

3.Pomiary:

3.1 Pomiary i obserwacja wyładowań powierzchniowych po izolatorze wsporczym.

Model badanego izolatora wsporczego:

Przeprowadziliśmy kilka pomiarów napięcia dla różnych odległości elektrod a.

a [cm]	Usk [kV]
2	14zle
4	25
6	33
8	42
10	49
12	58
14	64
16	76
18	78
20	90

3.2 Obserwacja wyładowań powierzchniowo-ślizgowych po izolatorze przepustowym

Schemat pomiarowy wyładowań powierzchniowo-ślizgowych:

- napięcie początkowe wyładowań ślizgowych

- pojemność jednostkowa

= 7

W czasie wykonywania ćwiczenia zmierzyliśmy napięcie początkowe wyładowania, wyniosło ono 23 kV.

Z powyższych wzorów po podstawieniu wartości otrzymujemy 25,045 kV

3.3 Obserwacja i pomiar wyładowań ślizgowych

Schemat pomiarowy wyładowań ślizgowych:

Przeprowadziliśmy kilka pomiarów napięcia dla różnych grubości szkła.

Usk [kV]	Grubość [cm]
4,2	0,41
4,5	0,82
6,2	1,26
6,5	1,72
7,4	2,34
5,2	2,77

Napięcie początkowe wyładowań ślizgowych dla układu typu płaskiego:

= 7.5

3.4 Badanie przebicia izolatorów SW 4-10 i SW 6-10

SW 4-10 SW 6-10

R=3,35cm R=5,1cm

h=11,38cm h=11,72cm

Dla obydwu izolatorów przebicie nastąpiło przy 66kV.

4. Wnioski:

Wyładowania elektryczne zarówno powierzchniowe jak i ślizgowe prowadzą do chemicznego rozkładu materiału izolacyjnego. Powstają ścieżki, tak zwane ślady pełzne o zwiększonej przewodności. Takie ślady obserwowaliśmy dla izolatora wsporczego. W pierwszej kolejności prąd płynął właśnie po tych ścieżkach.

Jest to wyzwanie dla konstruktorów, którzy powinni tak projektować układy izolacyjne aby ograniczać wyładowania, a jeśli jakieś wystąpią to powinny one jak najmniej zanieczyszczać izolacje.

Izolatory SW 4-10 i SW 6-10 różnią się grubością i nieznacznie wysokością. Przebicie izolatorów zachodzi dla takich samych wartości napięcia. Jednak izolator SW 6-10 jest izolatorem, który może być bardziej mechanicznie obciążony jest bardziej wytrzymały. Stąd mimo takiego samego napięcia przebicia zastosowanie takich izolatorów jest różne.

E₂

E_1n

E_2s

E_2n ε₂

E₁ ε₁

E_1s

U₀

U₀

kV

izolator

kV

a

składowa styczna

WN

WN

układ płaski

---