Katedra Urządzeń Elektrycznych i TWN
Politechnika Lubelska	Ćwiczenie Nr 8
Świetlicki Paweł Jędrzejewicz Leszek Panas Paweł	Zespół: III
Temat ćwiczenia: Wytrzymałość dielektryczna powietrza w zależności od ciśnienia	Data wykonania: 06.12.2010

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zaobserwowanie mechanizmów wyładowania w układach elektrod o polu silnie niejednorodnym przy różnych wartościach ciśnienia oraz wyznaczenie zależności napięcia przeskoku w powietrzu od ciśnienia w dwóch układach elektrod: ostrze-ostrze i ostrze-płyta.

1. Warunki atmosferyczne:

Temperatura otoczenia t = 22, 2C,  t = 295.35K

Ciśnienie atmosferyczne b = 986hPa

Wilgotność względna powietrza φ = 16%

1. Układ pomiarowy:

1. Wyniki pomiarów:

Tabela 1. Pomiar wytrzymałości powietrza w zależności od ciśnienia dla układu ostrze-ostrze

L.p.		ϑ	PMn	p	up	upsr	Up
		-	kG/cm^2	hPa	V	V	kV
1	1	60000 V / 380 V	0,9	98,6	11	11,5	2,6
	2				12,2
	3				11,2
2	1		0,8	197,2	24,5	24,3	5,4
	2				24
	3				24,5
3	1		0,7	295,8	42	42,1	9,4
	2				42,2
	3				42
4	1		0,6	394,4	61	61,7	13,8
	2				62,5
	3				61,5
5	1		0,5	493	80	79,3	17,7
	2				78
	3				80
6	1		0,4	591,6	100	99,7	22,3
	2				99
	3				100
7	1		0,3	690,2	124	122,3	27,3
	2				122
	3				121
8	1		0,2	788,8	136	141,3	31,6
	2				144
	3				144
9	1		0,1	887,4	162,5	160	35,7
	2				160
	3				157,5
10	1		0	986	150	147,5	32,9
	2				147,5
	3				145

Tabela 2. Pomiar wytrzymałości powietrza w zależności od ciśnienia dla układu ostrze-płyta

L.p.		ϑ	PMn	p	up	upsr	Up
		-	kG/cm^2	hPa	V	V	kV
1	1	60000 V / 380 V	0,9	98,6	17,5	17,8	4
	2				18
	3				18
2	1		0,8	197,2	39	39,2	8,8
	2				39,5
	3				39
3	1		0,7	295,8	68	67	15
	2				66
	3				67
4	1		0,6	394,4	86	85,3	19
	2				84
	3				86
5	1		0,5	493	102	101,3	22,6
	2				102
	3				100
6	1		0,4	591,6	112	110	24,6
	2				108
	3				110
7	1		0,3	690,2	120	121,3	27,1
	2				122
	3				122
8	1		0,2	788,8	126	132,7	29,6
	2				140
	3				132
9	1		0,1	887,4	144	134,7	30,1
	2				132
	3				128
10	1		0	986	138	134,7	30,1
	2				136
	3				130

1. Przykładowe obliczenia:

p = (1−P_Mn) • b = (1−0,9) • 986 = 98, 6 kG/cm²

$U_{p} = \sqrt{2} \bullet u_{\text{psr}} \bullet \vartheta = \sqrt{2} \bullet 11,5 \bullet \frac{60000}{380} = 2,6$ kV

$\vartheta = \frac{60000V}{380V}$

1. Wnioski:

W ćwiczeniu badaliśmy wytrzymałość dielektryczną powietrza w zależności od ciśnienia. Zaobserwowaliśmy że im mniejsze ciśnienie tym wytrzymałość powietrza mniejsza. W układzie ostrze-ostrze dla kilku najmniejszych początkowych wartości ciśnienia obserwowaliśmy palenie się łuku elektrycznego przy małej wartości napięcia co skutkowało niezadziałaniem zabezpieczeń i nie zgaszeniu łuku. Dla wyższych ciśnień następował przeskok. Zależność napięcia przeskoku od ciśnienia ma charakter liniowy. W układzie ostrze-płyta obserwujemy że dla ciśnień bliskich ciśnieniu atmosferycznemu napięcie przeskoku utrzymywało niemalże stałą wartość. Porównując charakterystyki dla dwu układów elektrod widzimy że większą wytrzymałość przy niskich ciśnieniach ma układ ostrze-płyta. Natomiast przy ciśnieniach bliskich ciśnieniu atmosferycznemu większą wytrzymałością charakteryzował się układ ostrze-ostrze.