POLITECHNIKA LUBELSKA W LUBLINIE | LABORATORIUM TECHNIKI WYSOKICH NAPIĘĆ |
---|---|
Nazwisko i imię: Kiszka Mariusz Kowalczyk Krzysztof Klain Mateusz |
Data: 21.10.2014 |
Nr ćwiczenia: 9 |
Ocena: |
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie wytrzymałości dielektrycznej powietrznego układu o polu silnie niejednorodnym bez przegrody oraz z przegrodą izolacyjną umieszczoną w różnych odległościach przestrzeni międzyelektrodowej przy tej samej odległości elektrod. Badania wytrzymałości dielektrycznej powietrznego układu można wykonać przy napięciu stałym o różnej biegunowości elektrod oraz przy napięciu przemiennym.
Warunki atmosferyczne:
Temperatura otoczenia: t=22°C
Ciśnienie atmosferyczne: b=985hPa
Wilgotność względna powietrza: φ=51%
Przebieg ćwiczenia:
3.1) Schematy układów pomiarowych:
Rys.1 Schemat układu pomiarowego do wyznaczania pomiarów wpływu przegrody izolacyjnej przy napięciu przemiennym.
Rys.2 Schemat układu pomiarowego do wyznaczania pomiarów wpływu przegrody izolacyjnej przy napięciu stałym.
3.2) Tabele z wynikami pomiarów i obliczeniami:
Tabela 1 Pomiary wykonane przy napięciu przemiennym
a | a1 | Um | Ums | Up | Rodzaj przegrody izolacujnej |
---|---|---|---|---|---|
[cm] | [cm] | [V] | [V] | [V] | |
3 | 0* | 95 | 98 | 96,5 | |
3 | 0 | 95 | 99 | 97 | |
3 | 0,5 | 97 | 98 | 97,5 | |
3 | 1 | 98 | 107 | 102,5 | |
3 | 1,5 | 119 | 132 | 125,5 | |
3 | 2 | 126 | 111 | 118,5 | |
3 | 2,5 | 168 | 134 | 151 | |
3 | 3 | 89 | 50 | 69,5 |
Tabela 2 Pomiary wykonane przy napięciu stałym i dodatniej biegunowości elektrody ostrzowej.
a | a1 | Um | Ums | Up | Rodzaj przegrody izolacujnej |
---|---|---|---|---|---|
[cm] | [cm] | [V] | [V] | [V] | |
3 | 0* | 98 | 87 | 92,5 | |
3 | 0 | 88 | 89 | 88,5 | |
3 | 0,5 | 81 | 84 | 82,5 | |
3 | 1 | 116 | 114 | 115 | |
3 | 1,5 | 137 | 139 | 138 | |
3 | 2 | 176 | 178 | 177 | |
3 | 2,5 | 180 | 183 | 181,5 | |
3 | 3 | 68 | 70 | 69 |
Tabela 3 Pomiary wykonane przy napięciu stałym i ujemnej biegunowości elektrody ostrzowej.
a | a1 | Um | Ums | Up | Rodzaj przegrody izolacujnej |
---|---|---|---|---|---|
[cm] | [cm] | [V] | [V] | [V] | |
3 | 0* | 135 | 135 | 135 | |
3 | 0 | 139 | 131 | 135 | |
3 | 0,5 | 105 | 110 | 107,5 | |
3 | 1 | 102 | 101 | 101,5 | |
3 | 1,5 | 139 | 141 | 140 | |
3 | 2 | 178 | 166 | 172 | |
3 | 2,5 | 170 | 164 | 167 | |
3 | 3 | 144 | 136 | 140 |
3.3) Przykładowe obliczenia:
Średnia wartość napięcia na transformatorze wyznaczona z napięcia Um:
$Ums = \frac{Ums1 + Ums2}{2} = \frac{95 + 98}{2}$ = 96,5V
Przekładnia transformatora:
$\vartheta = \ \frac{60000}{230} = 260$
Napięcie przeskoku:
Up = $\sqrt{2}$*Ums* ϑ = $\sqrt{2}*96,5*260 =$ 35482,61V = 35kV
3.4) Wykresy:
Rys. 3 Wykres zależności Up=f(a) przy napięciu przemiennym.
Rys. 4 Wykres zależności Up=f(a) przy dodatniej biegunowości elektrody ostrzowej.
Rys. 5 Wykres zależności Up=f(a) przy ujemnej biegunowości elektrody ostrzowej.
Wnioski:
Przy napięciu przemiennym wraz ze zbliżaniem kartki do elektrody ostrzowej napięcie
przeskoku rosło. Wytrzymałość dielektryczna układu zwiększała się. Jednakże przy umieszczeniu przegrody w bezpośrednim sąsiedztwie elektrody napięcie przeskoku malało.
Podobne rezultaty otrzymaliśmy przy napięciu stałym i dodatniej biegunowości elektrody ostrzowej.
Natomiast przy ujemnej biegunowości elektrody ostrzowej wraz ze zbliżaniem przegrody do
ostrza napięcie przeskoku malało. Wytrzymałość układu malała. Jednakże po osiągnięciu pewnej
odległości napięcie przeskoku rosło. Przy bezpośrednim sąsiedztwie ostrza i bariery napięcie
przeskoku znowu malało.