POLITECHNIKA POZNAŃSKA Instytut Elektroenergetyki Zakład Wysokich Napięć i Materiałów Elektrotechnicznych
Badanie układów iskiernikowych powietrznych - układ kulowy i ostrzowy.
Rok akad.: 2004/2005	Wykonujący ćwiczenie:	Nr ćwiczenia: I
Wydział: Elektryczny	Hejdysz Przemysław Dolata Jacek Balbuza Krzysztof Defitowski Jakub
Rodz. stud.: Dzienne				Data wykonania ćwiczenie: 6 kwiecień 2005
Kierunek: Elektrotechnika
Specjalność: Elektroenergetyka			Data oddania sprawozdania: 1 czerwiec 2005
Profil:			Ocena:
Uwagi:

1. Wstęp.

Podczas przeprowadzania przez nas ćwiczenia iskierników laboratorium panowały następujące warunki atmosferyczne:

wilgotność powietrza: 50%

temperatura: t=23 ^oC (T=296K)

ciśnienie: p=1015hPa

gęstość względną powietrza obliczyliśmy w następujący sposób:

Wzory:

wyładowania początkowe w warunkach normalnych:

obliczeniowa wartość skuteczna napięcia przeskoku (ukł. ostrzowy niesymetryczny):

napięcie przeskoku w warunkach normalnych:

(możemy przyjąć, że dla
0,99
k)

natężenie pola magnetycznego:

- współczynnik niejednorodności pola (ukł. niesymetryczny) - odczytany dla iskierników z wykresu (skrypt).

możemy przyjąć, że dla
0,99
k2. Układ ostrzowy.

2.1. Tabela pomiarowa.

Lp.	a	U01	U02	U03	U0 (śr)	U0n	Up1	Up2	Up3	Up (śr)	Upn	Up'
		[cm]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]
1	2	13	13	13	13	13,13	14	14	14	14	14,14	20,32
2	3	15	15	15	15	15,15	26	26	26	26	26,26	23,48
3	4	17	17	16,5	16,83	17	34	34	33	33,67	34,01	26,64
4	5	18	17	17	17,33	17,51	39	39	40	39,33	39,73	29,8
5	7	18	18	18	18	18,18	49	48	49	48,67	49,16	36,12
6	9	18	18	18	18	18,18	58	57	56	57	57,58	42,44
7	11	18	19	19	18,67	18,86	62	63	63	62,67	63,3	48,76
8	13	20	19	18	19	19,19	68	66	63	65,67	66,33	55,08
9	15	20	19	19	19,33	19,53	73	74	74	73,67	74,41	61,4

2.2. Wykresy zależności U= f(a).

3. Układ kulowy.

3.1. Tabela pomiarowa.

Lp.	d	a	a/r	ၢn	U01	U02	U03	U0 (śr)	U0n	Up1	Up2	Up3	Up (śr)	Upn	E0n
		[cm]	[cm]	[-]	[-]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV/cm]
1	6,25	1	0,32	1,1	21	21	21	21	21,21	21	21	21	21	21,21	23,33
2	6,25	1,5	0,48	1,17	30	30	30	30	30,3	31	31	31	31	31,31	23,64
3	6,25	2	0,64	1,28	31	31	31	31	31,31	42	42	42	42	42,42	20,04
4	6,25	2,5	0,8	1,38	32	32	32	32	32,32	53	53	53	53	53,54	17,84
5	6,25	3	0,96	1,50	32	32	32	32	32,32	63	63	63	63	63,64	16,16
6	6,25	3,5	1,12	1,62	32	32	31	31,67	31,99	71	71	74	72	72,73	14,81

Lp.	d	a	a/r	ၢn	U01	U02	U03	U0 (śr)	U0n	Up1	Up2	Up3	Up (śr)	Upn	E0n
		[cm]	[cm]	[-]	[-]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV/cm]
1	15	1	0,13	1,04	20	20	20	20	20,2	20	20	20	20	20,2	21,01
2	15	1,5	0,2	1,07	33	32	33	32,67	33	35	35	35	35	35,35	23,54
3	15	2	0,27	1,10	34	34	35	34,33	34,68	42	43	43	42,67	43,1	19,07
4	15	2,5	0,33	1,12	34	35	35	34,67	35,02	57	57	57	57	57,58	15,69
5	15	3	0,4	1,15	35	36	35	35,33	35,69	66	66	66	66	66,67	13,68

3.2. Wykresy zależności U= f(a).

1. d = 6,25 [cm]

2. d = 15 [cm]

4. Badanie wpływu trzeciej kuli na wytrzymałość układu kulowego.

4.1. Tabela pomiarowa.

Lp.	d	d1	a	s	U01	U02	U03	U0(śr)	U0n	Up1	Up2	Up3	Up(śr)	Upn	Rola trzeciej kuli
		[cm]	[cm]	[cm]	[cm]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]		[kV]
1	6,25	15	3	3	34	33	30	32,33	32,66	50	50	50	50	50,51		trzecia kula pod wysokim napięciem
2	6,25	15	3	5	33	29	30	30,67	30,98	62	63	62	62,33	62,96
3	6,25	15	3	7	35	35	35	35	35,35	64	64	64	64	64,65
1	6,25	15	3	3	29	29	30	29,33	29,63	53	54	54	53,67	54,21		trzecia kula uziemiona
2	6,25	15	3	5	29	29	29	29	29,29	61	61	60	60,67	61,28
3	6,25	15	3	7	31	30	29	30	30,3	62	62	62	62	62,63
1	6,25	15	3	3	31	32	31	31,33	31,65	62	62	62	62	62,63		trzecia kula o potencjale swobodnym
2	6,25	15	3	5	31	31	31	31	31,31	63	63	63	63	63,64
3	6,25	15	3	7	31	31	31	31	31,31	64	64	64	64	64,65

4.2. Wykres zależności
U_pn= f(s/d).

5. Wnioski.

Naszym zadaniem było zbadanie układów iskiernikowych powietrznych kulowych i ostrzowych. Jak zauważyliśmy dla obu przypadków, napięcie snopienia U_0n utrzymywało się prawie na stałym poziomie, przy czym charakterystyka przebiegu tego napięcia dla iskiernika kulowego była bardziej liniowa i wartość tego napięcia w porównaniu z przypadkiem iskiernika ostrzowego była wyższa. Napięcie przeskoku natomiast rosło nam wraz z zwiększaniem odległości między elektrodami. Widzimy że wartości obu napięć (snopienia i przeskoku) miały większe wartości dla iskierników kulowych niż dla ostrzowych. Porównując przebiegi napięć przeskoku U_pn i U_p' w zależności od a widzimy, że wartość obliczeniowa napięcia U_p' ma wartość mniejszą niż uzyskana z pomiarów (U_pn), oznacza to, że metoda pomiarów napięć przeskoku za pomocą iskierników nie jest metodą najdokładniejszą. Niestety pomiar napięcia snopienia może być w tym przypadku obarczony dużym błędem, gdyż w pracowni panował hałas wywołany przeprowadzaniem ćwiczeń przez kolegów na innych stanowiskach pomiarowych. Jak widzimy wartość natężenia pola E_on malała wraz z zwiększaniem odległości między kulami, co jest oczywiste, ponieważ im mniejsza odległość między kulami, tym większe zagęszczenie linii pola i tym samym większe jego natężenie.

Wyznaczenie charakterystyki
U_pn = f(s/d) nie jest do końca zadowalające, gdyż z trzech pomiarów możemy uzyskać tylko dwie wartości
U_pn dla każdej wartości napięcia na trzeciej kuli i tym samym tylko dwa punkty charakterystyki dla każdego przebiegu.

---