PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA INSTYTUT POLITECHNICZNY
Laboratorium Inżynierii Materiałów Elektrotechnicznych   Ćwiczenie nr 1 Temat: Badanie rezystywności skrośnej i powierzchniowej wybranych dielektryków stałych
Rok akademicki: 2010/2011  Nr grupy: 3	Wykonawcy: Jacek Lesień Łukasz Olejnik Marcin Sobczak Łukasz Witwicki	Data
				Wykonania ćwiczenia	Oddania sprawozdania
				Ocena:
Uwagi:

1. Część teoretyczna

• Wytrzymałość dielektryków stałych, podobnie jak cieczy i gazów, jest określona za pomocą napięcia lub naprężenia przebicia. Przebicie dielektryka stałego oznacza jednak trwałą utratę właściwości izolacyjnych, a zatem jego zniszczenie. Określenie krytycznej wartości naprężenia jest utrudnione zarówno ze względu na dużą różnorodność dielektryków (zwłaszcza ich strukturę), jak i ograniczoną powtarzalność warunków narażeniowych.

Wytrzymałość materiału, określana na podstawie próbek, nie jest miarodajna do określenia wytrzymałości układu izolacyjnego.

Wynikające z geometrycznego rozkładu naprężenia są silnie zakłócane nie tylko przez wewnętrzne czynniki strukturalne, ale również przez wiele czynników zewnętrznych, do których należą: rodzaj naprężeń (zmienne, stałe, impulsowe), czas oddziaływania naprężenia, wyładowania niezupełne(wewnętrzne i zewnętrzne), temperatura, ciśnienie i wilgotność.

• Mechanizm elektryczny - występuje wówczas, gdy dielektryk jest czysty i jednorodny, nie ma możliwości powstania wyładowań zewnętrznych i są kontrolowane warunki środowiskowe, a więc gdy rozwój wyładowania zależy wyłącznie od właściwości materiału i temperatury. Wyładowanie to ma charakter elektronowy, a do jego wystąpienia niezbędne jest natężenie pola rzędu IOW* cm" i obecność co najmniej jednego elektronu w paśmie przewodnictwa.

• Mechanizm cieplny - występuje wówczas, gdy dielektryk rozgrzewa się pod wpływem prądów upływu i strat polaryzacyjnych, a więc gdy dostarczone do niego ciepło Q| staje się większe niż ciepło Q2 oddane przez układ do otoczenia, tzn.

Q1-Q2 = Q≥0

• Mechanizm jonizacyjno-starzeniowy - występuje wówczas gdy wytrzymałość

dielektryka maleje wskutek wyładowań niezupełnych (wewnętrznych i zewnętrznych)

lub pod wpływem starzenia cieplnego i elektrochemicznego.

• Wysokie napięcie stale jest stosowane znacznie rzadziej w próbach i badaniach układów izolacyjnych niż inne napięcia probiercze. Jego parametry nie są objęte normami.

Wysokie napięcie stale charakteryzują następujące parametry:

-Wysokość napięcia U określa się przez jego wartość średnia (dla napięcia idealnie

stałego wartości: skuteczna, maksymalna, i średnia są równe).

-Biegunowość napięcia

-Zmienność lub pulsacja napięcia

-Współczynnik zmienności napięcia wyliczony w procentach ze wzoru:

W=(Um-Umin/U)*100

gdzie Um , Umin, oraz U są odpowiednio wartościami maksymalną, minimalną i średnią napięcia wyprostowanego.

Wysokie napięcie stałe stosowane jest do prób napięciowych układów izolacyjnych o dużej pojemności (np. kabli), do badań naukowych w dziedzinie wytrzymałości elektrycznej dielektryków i układów oraz do wytwarzania napięć udarowych.

2. Rysunek do ćwiczenia

3. Tabele pomiarowe

Izolator wsporczy

odległość [cm]	pomiar 1 [kV]	pomiar 2 [kV]	pomiar 3 [kV]	średnia [kV]
1	12	13	12	12,3
2	18	19	19	18,7
3	24	24	22	23,3
4	24	26	25	25
6	35	33	33	33,7
8	46	45	46	45,7
10	50	52	51	51
12	56	57	59	57,3

Izolator przepustowy

odległość [cm]	pomiar 1 [kV]	pomiar 2 [kV]	pomiar 3 [kV]	średnia [kV]
1	4	4	4	4
2	18,5	18	17	17,8
3	21	22	24	22,3
4	25	24	25	24,7
6	38	39	38	38,3
8	40	42	44	42
10	52	52	51	51,7
12	58	59	57	58

5. Charakterystyki napięciowo-odległościowe

Izolator wsporczy

Izolator przepustowy

Zestawienie

6. Wnioski

Wyładowanie na izolatorze wsporczym występuje przy wyższym napięciu niż na izolatorze przepustowym. Zauważamy to gdy odległość między elektrodami zwiększamy do 8 cm.

Z charakterystyki, która zestawia dwa izolatory wynika, że gdy elektrody są w odległości ok. 8 cm od siebie, przeskok napięcia wystąpi przy bardzo zbliżonej wartości napięć u obu izolatorów. Gdy odległość przekroczy 8 cm wyładowanie na izolatorze przepustowym występuje przy wyższym napięciu niż przy izolatorze wsporczym.

Pomiary wykonywaliśmy w tych samych warunkach. Temperatura, ciśnienie, wilgotność powietrza, które mają także istotne znaczenie dla wytrzymałości dielektrycznej powietrza, były stałe, więc napięcie przeskoku zależało tylko od zmiany odległości pomiędzy elektrodami..

---