WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

POLITECHNIKA ŚLĄSKA

LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁÓW ELEKTROTECHNICZNYCH

TEMAT: Badanie wytrzymałości elektrycznej skrośnej wybranych materiałów izolacyjnych stałych

Adamaszek Mateusz

Lisiak Artur

Mekier Michał

Różycki Damian

Sottor Grzegorz

Włodarczyk Leszek

EL Gr. I

Sekcja I

1) Przebieg ćwiczenia

Pomiary wytrzymałości elektrycznej doraźnej wykonuje się przy napięciu regulowanym ze stałą prędkością od zera aż do przebicia próbki. Napięcie zwiększa się tak, aby przebicie nastąpiło w czasie 10-20 sekund od chwili rozpoczęcia próby. W ramach ćwiczenia przewidziano wykonanie pomiaru

Napięcia przebicia w zależności od liczby warstw próbki w powietrzu i oleju w temperaturach otoczenia.

2) Układ pomiarowy

Schemat wysokonapięciowej części układu probierczego do badania wytrzymałości elektrycznej dielektryków stałych.

TP- transformator probierczy

Ro- rezystor ograniczający

E - układ elektrod

OB- próbka badana

N- naczynie na olej

kV- kilowoltomierz elektrostatyczny

3) Tabela 1

Lp.	Dane próbki			Up	Przekładnia	Up	ε	Uwagi
		Materiał i środowisko	Ilość warstw n						Grubość próbki a
-	-	-	mm	V	-	kV	kV/mm	-
1	Warunki normalne; Papier izolacyjny	4	0,05	18	220V/30kV	2,455	49,100
2			4	0,05		18,5		2,523	50,460
3			4	0,05		18		2,455	49,100
4			8	0,1		39		5,318	53,180
5			8	0,1		39		5,318	53,180
6			8	0,1		39		5,318	53,180
7			12	0,15		56		7,636	50,907
8			12	0,15		55		7,500	50,000
9			12	0,15		56		7,636	50,907
10			16	0,2		62		8,455	42,275
11			16	0,2		66		9,000	45,000
12			16	0,2		62		8,455	42,275

Tabela 2 (z wartościami uśrednionymi dla n = 4,8,12,16)

Lp.	Dane próbki			Up	Przekładnia	Up	ε	Uwagi
		Materiał i środowisko	Ilość warstw n						Grubość próbki a
-	-	-	mm	V	-	kV	kV/mm	-
1	Warunki normalne; Papier izolacyjny	4	0,05	18,2	220V/30kV	2,477	49,553
2			8	0,1		39		5,318	53,180
3			12	0,15		55,7		7,590	50,604
4			16	0,2		63,3		8,636	43,183

4) Wykresy

5) Wnioski

Damian Różycki

1. Z punktu widzenia wytrzymałości dielektrycznej izolatorów stałych bardzo dobrym izolatorem jest folia polietylowa, ale z przyczyn występowania na niej wyładowań niezupełnych nie można jej stosować w elektrotechnice, natomiast popularnym i stosowanym izolatorem jest bibuła kondensatorowa.

2. Wytrzymałość bibuły kondensatorowej rośnie niemalże proporcjonalnie do ilości warstw i dzięki temu poprzez odpowiednie przeliczenie wartości napięcia można dobrać odpowiednie zabezpieczenie izolacyjne.

3. Aby dobrze dobrać dielektryk trzeba dobrze przeanalizować warunki sieci i pracy urządzeń.

Michał Mekier

1) Z przebadanych 3 próbek (folia polietylenowa, bibuła kondensatorowa, papier) największą wytrzymałość na przebicia skrośne wykazała folia polietylenowa, najmniejszą zaś zwykły papier,
2) Folia polietylenowa jest bardzo dobrym izolatorem, jednakże nie można jej stosować w układach izolacyjnych, gdyż po jej zastosowani mogą pojawić się wyładowania niezupełne,
3) Bibuła kondensatorowa cechuje się dużo większą wytrzymałością na przebicia skrośne niż zwykły papier, mimo iz jest od niego znacząco cieńsza,
4) Ze względu na owe dobre właściwości dielektryczne bibuła kondensatorowa doskonale nadaje się do stosowania jako izolator w różnych układach izolacyjnych,
5) Zależność warstw bibuły od napięcia przebicia jest zależnością nieliniową, co widać na wykresach Up=f(a),
6) Ilość warstw izolatora wpływa na napięcie przebicia próbki (im więcej tym większe napięcie przebicia),
7) Nieznaczne niedokładności i błędy mogą wynikać z niedokładnych odczytów urządzeń pomiarowych.

Artur Lisiak

• Dzięki charakterystyce wytrzymałości skrośnej bibułki można mniej wiecej określić jaką potrzebujemy grubość do zaizolowania urządzenia
• Badana bibułka kondensatorowa posiada duża większą wytrzymałość na przebicia skrośne niż　zwykła kartka papieru choć jest dużo cieńsza.
• Folia polietylenowa jak zaobserwowaliśmy jest bardzo dobrym dielektrykiem (nie ma przebicia skrośnego)
• Bibułka kondensatorowa pomimo ,swej niedużej grubości ma bardzo dobre własności dielektryczne i z powodzeniem może być stosowana w wielu układach izolacyjnych.
• Wytrzymałość elektryczna izolatorów stałych głównie zależy od grubości danego izolatora
• Wytrzymałość dielektryczna bibułki kondensatorowej jest zależna do ilości warstw.
• Błędy i niedokładności pomiarów mogą wynikać z niedokładności urządzeń pomiarowych(błędów przy odczycie), z różnic w grubościach bibułki oraz przez czynnik ludzki.

Leszek Wodarczyk

• Zależność napięcia przebicia od grubości papieru ma charakter nieliniowy, wraz ze wzrostem grubości rośnie napięcie przebicia.

• Kartka papieru ma mniejszą wytrzymałość na przebicia skrośne niż bibułka kondensatorowa pomimo tego, że jest grubsza

• Podczas badania folii polietylenowej nie zaobserwowaliśmy przebicia skrośnego lecz następowały wyładowania pełzne wzdłuż folii (co powodowało jej grzanie).

• Mimo swoich dobrych właściwości dielektrycznych folia nie może być stosowana w układach izolacyjnych olejowych wysokiego napięcia gdyż może być przyczyną wyładowań niezupełnych.

• Błędy i niedokładności pomiarów mogą wynikać z niedokładności użytych urządzeń pomiarowych, błędów przy ich odczycie oraz różnic w grubościach badanych próbek.

Mateusz Adamaszek

-Mimo małej grubości bibułka kondensatorowa ma lepsze właściwości dielektryczne
(np. lepsze niż zwykła kartka papieru ) dzięki czemu znajduje zastosowanie w wielu układach izolacyjnych
-Wartości z trzech pomiarów dla danej　grubości nie odbiegają znacznie od siebie , co świadczy o stabilnych parametrach bibułki kondensatorowej
-Folia polietylenowa stanowi lepsze zabezpieczenie dielektryczne - podczas badania nie nastąpiło przebicie lecz wyładowanie wzdłuż folii .
-Stosowanie folii w układach izolacyjnych wysokiego napięciach może być przyczyna wyładowań niezupełnych.
-Charakterystyka napięcia przebicia od grubości nie jest linowa　- wraz ze wzrostem grubości napięcie przebicia rośnie.

Grzegorz Sottor

- Charakterystyka Up=f(a) nie jest liniowa. Dalsze zwiększanie grubości nie daje już liniowego wzrostu odporności na przebicia.

- Epsilon wraz, ze wzrostem grubości powoli maleje.

- Mimo mniejszej grubości bibuła kondensatorowa ma większą odporność na przebicia niż zwykły papier drukarkowy.

- Folia polietylowa okazała się dobrym izolatorem - nie wystąpiło przebicie, lecz wyładowania pełzne. Jednak pod wpływem tych wyładowań zaczęła się grzać i przyklejać do elektrod, co świadczy o jej nie przydatności w urządzeniach pracujących w wyższych temperaturach.

- Wyniki pomiarów dla danych grubości próbek nie odbiegały od siebie znacząco co świadczy o stałych parametrach bibuły kondensatorowej.

- Wytrzymałość materiałów izolacyjnych stałych zależy od ich grubości

- Bibuła kondensatorowa jest dobrym izolatorem.

4

---