Politechnika Lubelska

Katedra Techniki Wysokich Napieć

Laboratorium TWN

Temat:Pomiar wysokich napieć.

Grupa dziekańska : ED 6.1

Grupa laboratoryjna : Maciej Bara

Adam Baran

Robert Siwiec

Mariusz Wolanin

Data wykonania : 1997.03. 14

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z mechanizmami przeskoku i przebicia przy udarach napięciowych, oraz porównanie wytrzymałości statycznej i udarowej wybranych układów izolacyjnych.

2. Warunki atmosferyczne :

t_o = 26 ^oC

b = 755 mmHg

ϕ = 37 ^o/_o

3. Wykonanie ćwiczenia:

a) wyznaczanie 50% wytrzymałości powietrza przy udarach łączeniowych w układzie ostrze-ostrze przy użyciu generatora udarów .

Tabela pomiarowa:

a	v	ku	u	Uud	Uudn	Ustn
cm	-	-	V	kV	kV	kV
4	1100	4.89	60	95,04	130,24	26,64
6	1100	4.61	70	110,88	151,94	32,96
8	1100	4.70	85	134,64	184,50	39,28
10	1100	4.66	98	155,23	212,72	45,6

Przykładowe obliczenia :

δ = 0.289⋅p/T = 0.289⋅755/ 299 =0.73

U_ud = 1.41*v*u =1.41⋅1100⋅70 =110,88 kV

U_udn = U_ud / δ =110,88/0.73=151,94 kV

U_stn = 14 + 3.16⋅a=14+3.16*6=32,96kV

k_u = U_udn / U_stn=151,94/32,96=4,89

b) pomiar 50% wytrzymałości udarowej powietrza w układzie ostrze-ostrze oraz kula-kula.

Schemat układu pomiarowego:

Tabela pomiarów

typ	a	n1	n2	ku	u	Uud	Uudn	Ustn
iskiernika	cm	-	-	-	V	kV	kV	kV
	6	273,3	3,48	3,57	64	85,83	117,61	32,96
ostrze-ostrze	8	273,3	3,48	3,37	72	96,55	132,31	39,28
	10	273,3	3,48	3,32	82,5	110,63	151,61	45,6
	4	273,3	3,48	6,07	88	118,01	161,71	26,64
kula-kula	6	273,3	3,48	6,86	123	164,95	226,03	32,96
	8	273,3	3,48	6,92	148	198,47	271,97	39,28

Przykładowe obliczenia :

δ = 0.289⋅p/T = 0.289⋅755/ 299 =0.723

U_ud = 1.41⋅n₁⋅n₂⋅u =1.41*272.3*3.48*148 =198.47 kV

U_udn = U_ud / δ =198.47/0.73=271.97 kV

U_stn = 14 + 3.16⋅a=14+3.16*8=39.28 kV

k_u = U_udn / U_stn=271.97/39.28=6.92

4. Dane unormowane.

5. Wnioski:

Wytrzymałość udarowa powietrza jest większa od wytrzymałości statycznej.Wynika to faktu ,że czas rozwoju wyładowań jest krótszy w polu jednostajnym.W całej przestrzeni między elektrodami ,po przekroczeniu pewnej wartości zwanej wartoscią krytyczną natężenia pola, powstaje bardzo dużo lawin elektronowych ,które po przebyciu małej odległości tworzą kanał plazmowy.

W polu niejednorodnym lawiny powstają w obszarze gdzie natężenie pola elektrycznego ma wartość największą.Wiąże się to z tym , że muszą przebyć dużą odległość poruszając się przy tym w polu o malejącym charakterze-spowoduje to natomiast spowolnienie rozwoju tychże lawin.

Granicy wytrzymałości udarowej układu nie możemy jednoznacznie określić gdyż zależy ona od tego w którym momencie pojawi się elektron zapoczątkowujący powstanie lawiny .Aby można było porównywać wytrzymałość różnych układów izolacyjnych wprowadza się 50-cio procentowe napięcie przeskoku ,czyli takie napięcie przeskoku przy którym połowa przyłożonych do układu jednakowych udarów powoduje przeskok.Oprócz 50% napięcia przeskoku często używa się pojęcia ;współczynnika udaru k_u ,czyli stosunku 50% napięcia przeskoku do statycznego napięcia przeskoku.

Współczynnik mówi nam ile razy wytrzymałość udarowa układu izolacyjnego jest wyższa od jego wytrzymałości statycznej.Wartość tego współczynnika uzależniona jest od rozkładu pola oraz od drogi przeskoku .W polu jednorodnym wartość zbliżona jest do jeden,zaś w niejednorodnym do 1.5 lub większej.

---