Politechnika Opolska

LABORATORIUM

Przedmiot:	Technika wysokich napięć

Kierunek studiów:	Elektrotechnika	Rok studiów:	II
Semestr:	IV	Rok akademicki:	2013-2014

Temat:
Badanie wyładowań ślizgowych część 2.

Projekt wykonali:
Nazwisko:
1.
3.
5.

Ocena za projekt:	Data:	Uwagi:

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z izolacyjnymi własnościami powietrza i mechanizmami jego przebicia.

1. Wstęp teoretyczny:

W układach wysokiego napięcia bardzo często spotykaną izolacją jest powietrze. Zachodzi więc potrzeba dokładnej znajomości procesów jonizacyjnych, mechanizmów wyładowania oraz wytrzymałości dielektrycznej powietrza, gdyż od tych czynników uzależniona jest bezawaryjna praca układów.

Wytrzymałość dielektryczna powietrza zależy od :

• konstrukcji układu izolacyjnego i zależnego od niej rozkładu pola elektrycznego,

• przebiegu napięcia w czasie,

• gęstości powietrza,

• wilgotności powietrza.

Wyładowania ślizgowe- forma wyładowania powierzchniowego powstają głównie przy napięciu przemiennym. Występują w układach o dużej nierównomierności pola elektrycznego i w układach z szeregowo-równoległym uwarstwieniem dielektryka stałego z dielektrykiem gazowym lub ciekłym np. izolatory przepustowe, lub układy izolacji uzwojeń maszyn elektrycznych. Wyładowania mogą występować wokół elektrody uziemionej, kiedy napięcie między elektrodami zmienia się znacznie szybciej niż napięcie na pojemnościach skrośnych. Na pojemnościach wzdłużnych pojawiają się spadki napięcia, które mogą być wystarczające do wywołania jonizacji wysokonapięciowej, a następnie wyładowań świetlących.

Wyładowania ślizgowe powstają również w układach o równoległym uwarstwieniu dielektryków. Przykładem takiego układu jest izolator wsporczy. W układzie takim natężenie pola po obu stronach powierzchni w każdym z dielektryków jest takie samo. W tej sytuacji, przeskok nastąpi w dielektryku o niższej wytrzymałości np. kiedy jednym z dielektryków jest powietrze, a drugim dielektryk ciekły lub stały przeskok nastąpi w powietrzu.

1. Tabelki pomiarowe:

1. Dla izolatora wsporczego:

Odległość [cm]	U0[V]	$$\overset{\overline{}}{x}$$	Us[V]	$$\overset{\overline{}}{x}$$	UP [V]	$$\overset{\overline{}}{x}$$
3	42	40,66667	42	40,66667	58	57,33333
	40		40		56
	40		40		58
5	50	50,66667	70	67,33333	74	74,66667
	52		66		76
	50		66		74
7	56	55,33333	72	71,33333	92	92,66667
	54		72		92
	56		70		94
9	60	60	80	81,33333	112	108
	58		80		110
	62		84		102
11	62	60,66667	78	79,33333	126	127,3333
	60		80		128
	60		80		128

Odległość [cm]	U0[V]	$$\overset{\overline{}}{x}$$	Us[V]	$$\overset{\overline{}}{x}$$	UP [V]	$$\overset{\overline{}}{x}$$
3	21000	20333,33	21000	20333,33	29000	28666,67
	20000		20000		28000
	20000		20000		29000
5	25000	25333,33	35000	33666,67	37000	37333,33
	26000		33000		38000
	25000		33000		37000
7	28000	27666,67	36000	35666,67	46000	46333,33
	27000		36000		46000
	28000		35000		47000
9	30000	30000	40000	40666,67	56000	54000
	29000		40000		55000
	31000		42000		51000
11	31000	30333,33	39000	39666,67	63000	63666,67
	30000		40000		64000
	30000		40000		64000

1. Dla izolatora przepustowego:

Odległość [cm]	U0[V]	$$\overset{\overline{}}{x}$$	Us[V]	$$\overset{\overline{}}{x}$$	UP [V]	$$\overset{\overline{}}{x}$$
11	26	26	32	33	123	124
	27		32		125
	25		35		124
9	28	25,33333	36	36,66667	110	109,6667
	26		38		109
	22		36		110
7	24	22,66667	32	31,33333	94	95,33333
	22		28		96
	22		34		96
5	22	21,66667	36	32,33333	74	74
	20		30		74
	23		31		74
3	23	20,66667	32	30	55	54
	20		30		54
	19		28		53

Odległość [cm]	U0[V]	$$\overset{\overline{}}{x}$$	Us[V]	$$\overset{\overline{}}{x}$$	UP [V]	$$\overset{\overline{}}{x}$$
11	13000	13000	16000	16500	61500	62000
	13500		16000		62500
	12500		17500		62000
9	14000	12666,67	18000	18333,33	55000	54833,33
	13000		19000		54500
	11000		18000		55000
7	12000	11333,33	16000	15666,67	47000	47666,67
	11000		14000		48000
	11000		17000		48000
5	11000	10833,33	18000	16166,67	37000	37000
	10000		15000		37000
	11500		15500		37000
3	11500	10333,33	16000	15000	27500	27000
	10000		15000		27000
	9500		14000		26500

1. Izolator równoległy

LP	U0	Us	UP
1	66	86	116
2	74	88	118
3	874	88	116

LP	U0	Us	UP
1	33000	43000	58000
2	37000	44000	59000
3	3700	4400	58000

1. Wykresy:

1. Zależność U₀=f(a) i U_p=f(a) dla modelu izolatora wsporczego:

2. Zależność U_o=f(a), U_s=f(a) i U_p=f(a) dla modelu izolatora przepustowego:

1. Wnioski:

W przypadku izolatora przepustowego, na wartość napięcia przeskoku wpływa silnie niejednorodne pole elektryczne. Niejednorodność pola jest przyczyną powstawania na powierzchni dielektryka stałego wyładowań niezupełnych przechodzących w przeskok co z kolei spowodowane jest małymi wymiarami elektrody zewnętrznej i różnicą przenikalności dielektrycznych powietrza i dielektryka stałego.