POLITECHNIKA POZNAŃSKA INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI PRZEMYSŁOWEJ Zakład Podstaw Elektrotechniki

Ćwiczenie nr 6 Temat: Badanie układów iskiernikowych powietrznych – układ kulowy i ostrzowy.

Rok akademicki: 2012/2013 Wydział: Elektryczny Kierunek: Elektrotechnika Studia dzienne Grupa E4

Uwagi:

Wstęp:

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

temperatura: t=18,5 ^oC (T=291,5K)

ciśnienie: p=998hPa

gęstość względną powietrza:

$$\delta = \frac{297}{1013} \times \frac{p}{T} = \frac{297 \times 998}{1013 \times 291,5} = 0,99$$

Do obliczeń użyte zostały następujące wzory:

wyładowania początkowe w warunkach normalnych:

obliczeniowa wartość skuteczna napięcia przeskoku :

napięcie przeskoku w warunkach normalnych:

(dla 0,99 ;k)

natężenie pola magnetycznego:

- współczynnik niejednorodności pola– odczytany z wykresu zawartego w skrypcie.

1.Układ ostrzowy:

1.1. Tabela pomiarowa:

Lp.	a	U01	U02	U03	U0 śr	U0	U0n	Up1	Up2	Up3	Up śr	Up	Upn	Up'
	[cm]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]
1	0,5						0,00	7,5	7	17	8,50	5,993	6,05	15,58
2	1						0,00	9,5	9	17	8,50	5,993	6,05	17,16
3	1,5	11	12	12	11,50	8,1075	8,19	13	12	25	12,50	8,813	8,90	18,74
4	2	17,5	21	17,5	18,67	13,16	13,29	20	22	45	22,50	15,86	16,02	20,32
5	2,5	23	24	23	23,17	16,3325	16,50	27	25	52	26,00	18,33	18,52	21,9
6	3	23,5	23	23	23,00	16,215	16,38	28	30	57	28,50	20,09	20,30	23,48
7	3,5	24,5	24	23,5	23,83	16,8025	16,97	33	33	64	32,00	22,56	22,79	25,06
8	4,5	24	23	25	24,00	16,92	17,09	34	34	68	34,00	23,97	24,21	28,22
9	5,5	26	23	25	24,6667	17,39	17,57	37,5	37	74	37,00	26,09	26,35	31,38
10	6,5	22,5	21	20,5	21,3333	15,04	15,19	41	42	83	41,50	29,26	29,55	34,54
11	7,5	20,5	21	21,5	21	14,805	14,95	43	41	82	41,00	28,91	29,20	37,7
12	8,5	20,5	21	21,5	20,8333	14,6875	14,84	46	47	92	46,00	32,43	32,76	40,86
13	9,5	21	22	21,5	21,5	15,1575	15,31	49,5	52	99	49,50	34,9	35,25	44,02
14	10,5	22,5	23	22,5	22,5	15,8625	16,02	54,5	54,5	110	55,00	38,78	39,17	47,18
15	11,5	22,5	21	21	21,5	15,1575	15,31	57	58	115	57,50	40,54	40,95	50,34
16	12,5	21	22	21,5	21,3333	15,04	15,19	60,5	60	121	60,50	42,65	43,08	53,5
17	13,5	22	22	21,5	21,8333	15,3925	15,55	64	65	130	65,00	45,83	46,29	56,66
18	14,5	22,5	21	21	21,3333	15,04	15,19	65,5	65,5	129	64,50	45,47	45,93	59,82
19	15,5	22	22	22	22	15,51	15,67	70	70	71	70,33	49,59	50,09	62,98

1.2. Wykresy zależności U_0n= f(a) i U_0n= f(a):

2.Układ kulowy:

2.1. Tabela pomiarowa:

Lp.	d	a	a/r	βn	U01	U02	U03	U0śr	U0	U0n	Up1	Up2	Up3	Up śr	Up	Upn	E0n
	[cm]	[cm]	[-]	[-]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV/cm]
1	6,25	0,5	0,16	1							13	12,5	13	12,83	9,048	9,14	0,00
2	6,25	1	0,32	1,15							23,5	23,5	23,5	23,50	16,57	16,73	0,00
3	6,25	1,5	0,48	1,2	35	35	35	34,50	24,32	24,57	35,5	35,5	35,5	35,50	25,03	25,28	19,65
4	6,25	2	0,64	1,3	33	33	34	33,33	23,5	23,74	44	42	53,5	46,50	32,78	33,11	15,43
5	6,25	2,5	0,8	1,5	34	35	35	34,67	24,44	24,69	54,5	54,5	53,5	54,17	38,19	38,57	14,81
6	6,25	3	0,96	1,6	34	34	34	33,83	23,85	24,09	64	62,5	61,5	62,67	44,18	44,63	12,85
7	6,25	3,5	1,12	1,65	33	34	34	33,67	23,74	23,97	71	71	71	71,00	50,06	50,56	11,30

2.2. Wykresy zależności U_0n= f(a) i U_0n= f(a):

2.3. Wykresy zależności U_0n= f(a) i U_0n= f(a):

3. Badanie wpływu trzeciej kuli na wytrzymałość układu kulowego:

2.1. Tabela pomiarowa:

Lp.	d	d1	a	s	Up1	Up2	Up3	Up	Upn	Rola trzeciej kuli	s/d	dUpa
	[cm]	[cm]	[cm]	[cm]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]	[kV]
1	6,25	15	3	3	62,5	61	62,5	62,00	62,63	trzecia kula pod wysokim napięciem	0,48	0,00
2	6,25	15	3	5	63,5	64	63	63,50	64,14		0,8	1,50
3	6,25	15	3	7	65	65,5	64,5	65,00	65,66		1,12	1,50
1	6,25	15	3	3	60,5	61,5	62,5	61,50	62,12	trzecia kula uziemiona	0,48	0,00
2	6,25	15	3	5	61	60	61,5	60,83	61,45		0,8	-0,67
3	6,25	15	3	7	56	56,5	55	55,83	56,40		1,12	-5,00
1	6,25	15	3	3	57,5	58	57,6	57,70	58,28	trzecia kula o pot. swob.	0,48	0,00
2	6,25	15	3	5	62	62,5	61,5	62,00	62,63		0,8	4,30
3	6,25	15	3	7	62	64	63	63,00	63,64		1,12	1,00

2.3. Wykres zależności U_pn= f(s/d) :

3. Wnioski:

Celem ćwiczenia było zbadanie dwóch typów układów iskiernikowych powietrznych: kulowych i ostrzowych.

Dla obu rodzajów iskrowników można zauważyć, że napięcia snopienia utrzymywały się na względnie zbliżonym poziomie. Wyniki pomiarów obarczone są błędami spowodowanymi najprawdopodobniej odgłosami ćwiczeń prowadzonych na sąsiednich stanowiskach dlatego nie można było jednoznacznie stwierdzić kiedy snopienie się rozpoczeło. Napięcie snopienia miało zdecydowanie większe wartości dla iskierników kulowych.

Wartości napięcia przeskoku rosną proporcjonalnie do odległości między iskiernikami w całym badanym zakresie i osiągają znacznie wyższe wartości w układzie iskierników kulowych.

Natężenie pola które teoretycznie powinno maleć wraz ze wzrostem odległości pomiędzy kulami, dla pierwszych dwóch pomiarów osiąga wartości niższe niż dla trzeciego. W dwóch pierwszych pomiarach nie usłyszeliśmy snopienia przez co nie wykonaliśmy pomiarów

Wyznaczene charakterystyki ΔU_pn= f(s/d) nie są miarodajne, gdyż z trzech pomiarów możemy uzyskać tylko dwie wartości ΔU_pn dla każdej wartości napięcia na trzeciej kuli i tym samym tylko dwa punkty charakterystyki dla każdego przebiegu.Na uzyskanych w ten sposób charakterystykach wartość zmiany napięcia przeskoku ΔU_pn w zależności od stosunku s/d dla trzeciej kuli o potencjale swobodnym jest stała wraz ze wzrostem tego stosunku, natomiast dla trzeciej kuli uziemionej, lub o wysokim napięciu malała wraz z wzrostem wartości stosunku s/d.