Raport z wykonania ćwiczenia nr 1

Napięcie przebicia

Gębala Mariusz

Pulzin Aleksander

Samczyński Ariel

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było zmierzenie napięcia przebicia próbki papieru w powietrzu oraz w oleju.

Do badania napięcia przebicia użyto elektrod płaskich.

2. Przygotowanie teoretyczne

Przebicie elektryczne - nagły przepływ prądu przez izolator. Napięcie przy którym zachodzi to zjawisko nosi nazwę napięcia przebicia.

Przebicie elektryczne izolacji - uszkodzenie izolacji elektrycznej w wyniku przekroczenie napięcia wytrzymywanego , na skutek wystąpienia w obwodzie elektrycznym przepięcia. Przyczyną może być też wadliwie wykonana instalacja elektryczna.

Podczas przebicia można wyróżnić następujące etapy:

1. procesy przedprzebiciowe,

2. rozwój wyładowania do powstania kanału przewodzącego zwierającego elektrody,

3. wyładowanie główne, wynikające z neutralizacji ładunku elektrycznego kanału zwierającego elektrody.

Mechanizm przebicia elektrycznego - polegające na zniszczeniu materiału procesami elektronowymi (elektronowa jonizacja zderzeniowa, procesy emisji polowej, przebicia wolnych przestrzeni - wnęk gazowych) zachodzącymi w bardzo krótkim czasie, kiedy inne mechanizmy nie mogą się rozwinąć.

3. Pomiary

Badanie napięcia i naprężenia przebicia w powietrzu o następujących odległościach.

Naprężenie zostało wyznaczone na podstawie wzoru:

Gdzie:

U₀ - napięcie przebicia w kV_sk

K₀ - naprężenie przebicia w w kV_sk/cm

d - odległość

Odległość [mm]	Średnie napięcie przebicia [kV]	Średnie naprężenie przebicia [kV/cm]
1,8	3,8 ± 0,1	2,1 ± 0,56
1,5	2,5 ± 0,1	1,67 ± 0,4
1,0	1,9 ± 0,1	1,9 ± 0,29
0,5	1,0 ± 0,1	2,0 ± 0,15
Średnia	2,3 ± 0,1	1,92 ± 0,35

Badanie napięcia i naprężenia przebicia różnej ilości suchych, cienkich kartek:

Ilość kartek/grubość kartek [mm]	Średnie napięcie przebicia [kV]	Średnie naprężenie przebicia [kV/cm]
1 / 0,1	0,5 ± 0,1	5,0 ± 0,06
3 / 0,3	1,5 ± 0,1	5,0 ± 0,18
5 / 0,5	2,3 ± 0,1	4,6 ± 0,28
7 / 0,7	2,6 ± 0,1	3,71 ± 0,33
Średnia	1,73 ± 0,1	4,58 ± 0,21

Badanie napięcia i naprężenia przebicia różnej ilości suchych, grubszych kartek:

Ilość kartek/grubość kartek [mm]	Średnie napięcie przebicia [kV]	Średnie naprężenie przebicia [kV/cm]
1 / 0,2	1,1 ± 0,1	5,5 ± 0,13
2 / 0,4	2,0 ± 0,1	5,0 ± 0,24
3 / 0,6	2,8 ± 0,1	4,67 ± 0,34
4 / 0,8	3,5 ± 0,1	4,34 ± 0,43
Średnia	2,35 ± 0,1	4,88 ± 0,29

Badanie napięcia i naprężenia przebicia różnej ilości kartek zamoczonych w oleju:

Ilość kartek/grubość kartek [mm]	Średnie napięcie przebicia [kV]	Średnie naprężenie przebicia [kV/cm]
1 / 0,1	1,1 ± 0,1	11,0 ± 0,12
2 / 0,2	4,3 ± 0,1	21,5 ± 0,45
3 / 0,3	4,7 ± 0,1	15,67 ± 0,50
Średnia	3,37 ± 0,1	16,06 ± 0,36

Badanie napięcia i naprężenia przebicia dla różnej odległości na płytce drukowanej:

odległość [mm]	Średnie napięcie przebicia [kV]	Średnie naprężenie przebicia [kV/cm]
3,5	3,2 ± 0,1	0,91 ± 0,67
3,7	3,8 ± 0,1	1,03 ± 0,75
5,5	4,0 ± 0,1	0,72 ± 0,95
Średnia	3,67 ± 0,1	0,89 ± 0,79

Błędy pomiarowe zostały wyznaczone sposobem różniczki zupełnej korzystając z poniższego wzoru:

Natomiast niedokładność napięcia przebicia jest równe dokładności przedziałki urządzenia pomiarowego (0,1 kV).

---