POLITECHNIKA POZNAŃSKA Instytut Elektroenergetyki Zakład Wysokich Napięć i Materiałów Elektrotechnicznych
Laboratorium Techniki Wysokich Napięć Ćwiczenie nr 4 Temat: Pomiar współczynnika strat wysokonapięciowego układu izolacyjnego.
Rok akad. 2002/2003 Wydział Elektryczny Kierunek Elektrotechnika Specjalność EPiEL	Jakacki Zbigniew Jastrzębski Grzegorz Łyszczarz Damian	Data:
				wykonanie ćwiczenia	oddanie sprawozdania
				01.04.2003	08.04.2003
				Ocena:
Uwagi:

Pomiar współczynnika strat wysokonapięciowego układu izolacyjnego.

W tym ćwiczeniu badamy trzy rodzaje wysokonapięciowych układów izolacyjnych. Układy te obrazują trzy przewodu wysokonapięciowe. Podczas ćwiczenia mieliśmy spisać wartości R₃ i C₄ zrównoważonego mostka Scheringa dla różnych napięć (podanych w tabeli pomiarowej). Na podstawie tych danych, korzystając ze wzorów umieszczonych w literaturze przygotowanej do przeprowadzenia tego ćwiczenia.

1. Przeprowadzenie ćwiczenia.

Schemat pomiarowy:

Tabela pomiarowa:

Obiekt badany	U	R3	C4	Cx	tgδ	P	Uwagi
		kV	Ω	μF	pF	-		μW
	Przewód LYekyN	2	116,25	0,7701	377,85	0,770 ⋅ 10^-9		123,54	Przewód z izolacją z polichlorku winylu o długości l = 2 [m]
		4	116,1	0,77708	378,34	0,777 ⋅ 10^-9		124,50
		6	115,5	0,81416	380,31	0,814 ⋅ 10^-9		129,77
		8	114,2	0,84712	384,64	0,847 ⋅ 10^-9		133,50
	Kabel YHAKX	5	75,56	0,0011	581,33	11 ⋅ 10^-9		0,1147	Kabel z izolacją polietylenową o długości l = 1,9 [m] z prototypowymi głowicami.
		7,5	75,56	0,0011	581,33	11 ⋅ 10^-9		0,1147
		10	75,56	0,0021	581,33	21 ⋅ 10^-9		0,2190
		12,5	75,56	0,0051	581,33	51 ⋅ 10^-9		0,5318
		15	75,52	0,0101	581,64	1,01 ⋅ 10^-9		1,0526
		17,5	75,46	0,0151	582,10	1,51 ⋅ 10^-9		1,5724
	Kabel YHAKXS	6	58,26	0,0021	753,95	21 ⋅ 10^-9		0,1688	Kabel z izolacją polietylenową o długości l = 2,3 [m]
		8	58,24	0,0041	754,21	41 ⋅ 10^-9		0,3295
		10	58,24	0,0041	754,21	41 ⋅ 10^-9		0,3295
		12	58,24	0,0061	754,21	61 ⋅ 10^-9		0,4902
		14	58,23	0,0081	754,34	81 ⋅ 10^-9		0,6509
		16	58,2	0,0111	754,73	1,11 ⋅ 10^-9		0,8915

Wartości C_x, tgδ i P zostały wyznaczone na podstawie wzorów:

W powyższych wzorach wartości należy podstawiać w jednostkach podstawowych.

Wykresy tgδ = f(U) badanych układów:

Wykres współczynnika strat dla przewodu LYekyN umieściłem na oddzielnym układzie współrzędnych, gdyż wartości tgδ tego przewodu różni się od tgδ pozostałych kabli o około dwa rzędy wielkości. Umieszczając wszystkie układy na jednym wykresie nie zauważylibyśmy różnicy między kablem YHAKX a YHAKXS.

Wykresy P = f(U) badanych układów:

Zależność P = f(U) również przedstawiłem na dwóch wykresach z identycznych powodów jak w przypadku poprzednim.

2. Wnioski.

W ćwiczeniu przeprowadziliśmy pomiar pojemności dla przewodu LYekyN i kabli YHAKX i YHAKXS. Na podstawie tej pojemności określiliśmy współczynnik strat i moc strat. Z powyższych wykresów wynika że moc strat jest w przybliżeniu proporcjonalna do współczynnika strat. Stwierdzam to na podstawie podobieństwa tych wykresów.

Na podstawie wykresu współczynnika strat w zależności od wartości przyłożonego napięcia, można określić wartość napięcia zapłonu wyładowań niezupełnych, lecz nie jest to twardą regułą. Jeżeli izolacja będzie posiadała wewnątrz struktury wtrąciny lub szczeliny o różnych wymiarach, odczyt napięcia zapłony wyładowań niezupełnych będzie utrudniony. W dwóch badanych obiektach widać jest wyraźne przegięcie charakterystyki. W tym punkcie wartość napięcia jest napięciem zapłonu wyładowań niezupełnych. Owe obiekty to przewód z izolacją z polichlorku winylu i kabel z izolacją polietylenową. I w przybliżeniu U₀ wynosi odpowiednio około 3 [kV] dla przewodu LYekyN i około 8 [kV] dla kabla YHAKX. Natomiast napięcia dla kabla nie jestem w stanie określić, gdyż w tej charakterystyce występują dwa przegięcia. Co prawda mogło nastąpić błędne wyzerowanie mostka Scheringa, ponieważ na mostek ten oddziaływały wyładowania wywoływane w sąsiednich stanowiskach laboratoryjnych, ale też w usieciowanej izolacji badanego przewodu mogły występować szczeliny, a jak wiadomo to zniekształca charakterystykę i odczyt napięcia zapłony wyładowań niezupełnych jest znacznie utrudniony. Na podstawie wartości współczynnika strat badanych obiektów stwierdzić można, iż kable mają znacznie mniejszy współczynnik strat od przewodu a co za tym idzie w kablach straty mocy są dużo mniejsze. Widoczna jest też różnica między kablem YHAKX a YHAKXS. Z naszych pomiarów wynika, że badana izolacja usieciowana ma większe straty mocy niż kabel YHAKX.

---