Badanie powietrznych układów izolacyjnych przy napięciu przemiennym	AiR II 27.10.15
Kamiński Mateusz, Kinder Jakub, Konieczny Tomasz, Lipczyk Marek	Materiałoznawstwo elektryczne

1. Uwagi prowadzącego.

2. Część teoretyczna.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z układem probierczym i podstawowymi metodami pomiaru wysokiego napięcia. Głównym celem ćwiczenia jest poznanie izolacyjnych własności powietrza i mechanizmów jego przebicia w układzie elektrod z polem niejednostajnym (elektrody ostrze - ostrze) i z polem jednostajnym (elektrody płyta - płyta).

3. Tabela pomiarowa.

układ ostrze - ostrze		układ kula - kula		układ płyta - płyta
odległość (mm)	napięcie (V)	odległość (mm)	napięcie (V)	odległość (mm)	napięcie (V)
10	28	5	46	5	42
20	44	10	78	10	74
30	90	15	106	15	110
40	109	20	124	20	134
50	112	25	134	25	155

4. Obliczenia.

Obliczono wartość przekładni transformatora:

Przeliczono odczytane napięcia wg zależności:
, gdzie:

- napięcie przebicia po stronie WN,

- napięcie przebicia po stronie NN.

Przykład:

, dla układu ostrze - ostrze i odległości 10 mm,

, dla układu kula - kula i odległości 20 mm,

, dla układu płyta - płyta i odległości 10 mm.

Wszystkie napięcia przebicia po stronie WN zestawiono w tabeli:

układ ostrze - ostrze		układ kula - kula		układ płyta - płyta
odległość (mm)	napięcie UPW (V)	odległość (mm)	napięcie UPW (V)	odległość (mm)	napięcie UPW (V)
10	7304,36	5	12000,02	5	10956,54
20	11478,28	10	20347,86	10	19304,38
30	23478,30	15	27652,22	15	28695,70
40	28434,83	20	32347,88	20	34956,58
50	29217,44	25	34956,58	25	40434,85

5. Charakterystyki.

Na podstawie powyższych danych wykreślono na jednym wykresie charakterystyki dla trzech układów. Wykres załączono na następnej kartce.

U_PW 1 - układ ostrze - ostrze

U_PW 2 - układ kula - kula

U_PW 3 - układ płyta - płyta

6. Wnioski.

Ćwiczenie bardzo dobrze zobrazowało poruszony temat, czyli zbadanie powietrznych układów izolacyjnych przy napięciu przemiennym. Do dyspozycji mieliśmy układ z polem jednostajnym i niejednostajnym. Analizując dany wykres widzimy, że napięcie przebicia różni się w zależności od tego, jakie stosujemy elektrody oraz przerwę między nimi. W przypadku wyładowań ważne jest napięcie maksymalne, dlatego, że to ono powoduje przebicie przez warstwę powietrza, co można było zauważyć podczas ćwiczenia. Układ ostrze - ostrze charakteryzuje się najniższym napięciem przebicia przy odległości 10 mm. Wynosi ono tylko 28 V dla napięcia sieciowego oraz 7304,36 V, by wywołać przebicie po stronie wtórnej. Układ ten ma słabe właściwości izolacyjne w porównanie do innych, powietrze jest zdecydowanie gorszym izolatorem. Najlepsze właściwości izolacyjne powietrza zaobserwowaliśmy w układach z polem jednostajnym (płyta - płyta, kula - kula). Przy odległości pomiędzy elektrodami 10mm w układzie kula - kula napięcie przebicia wynosiło aż 78 V, gdzie w układzie ostrze - ostrze zaledwie 28 V. Układ płyta - płyta charakteryzuje się najbardziej stromą charakterystyką, co świadczy o tym, że w tym układzie bardzo szybko rośnie napięcie minimalne do wykonania przebicia.

---