POLITECHNIKA LUBELSKA

WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI

KATEDRA URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH I TWN

LABORATORIUM TECHNIKI WYSOKICH NAPIEĆ

Ćw. nr 1

Pomiar wysokich napięć

Grupa dziekańska: Data wykonania ćwiczenia:

Grupa laboratoryjna:

1. Warunki atmosferyczne:

- temperatura otoczenia t = 21,5 °C

- ciśnienie atmosferyczne b = 995 hPa

- wilgotność względna powietrza φ = 24%

2. Schematy układów pomiarowych:

3. Tabela pomiarowa:

Tabela 1. Pomiar wysokich napięć

Układ pomiarowy					Iskiernik kulowy				Metoda prostownik.		Dzielnik pojemnościowy			Przekładnik napięciowy
Lp		U	1	U1	a	asr	Upn	Up	I	Um	UV2	U2	2	UV3	U3	3
				V	-	kVm	mm	mm	kVm	kVm	μA	kVm	V	kVm	-	V	kVm	-
	1	1	160	60000 V / 220 V	61,71	21,4	21,5	63	61,74	640	62,26	87,9	58,77	472,78	-	-	30000 V / 100 V
		2																		21,7
		3																		21,3
	2	1				140													54	16,4	17,2	51,5	50,47	568	55,25	76,5	51,15		-	-
		2																		17,7
		3																		17,5
	3	1				120													46,28	15	15,5	47	46,06	496	48,25	65,5	43,79		101,7	43,14
		2																		15,9
		3																		15,7
	4	1				100													38,56	12,9	12,8	40	39,2	411	39,98	54,5	36,44		88	37,34
		2																		12,8
		3																		12,7
	5	1				80													30,85	8,1	8,06	26	25,48	322	31,32	43,6	29,15		72	30,55
		2																		8
		3																		8,1
	6	1				60													23,14	5,4	5,43	18	17,64	240	23,35	32,7	21,86		54,5	23,12
		2																		5,5
		3																		5,4
	7	1				50													19,28	4,9	4,83	15	14,7	202	19,65	26,8	17,92		45	19,09
		2																		4,8
		3																		4,8

4. Przykładowe obliczenia:

a_sr =
=
= 21,5 mm

Względna gęstość powietrza: δ =
·
= 0,289

δ = 0,289
= 0,976

Wyznaczanie napięcia po stronie WN transformatora probierczego:

₁ =
·160 · 272,72 = 61711,13 V_m

Pomiar iskiernikiem kulowym:

Względna gęstość powietrza dla δ = 0,98 wynosi 0,98

Napięcie przeskoku: U_p = k · U_pn

U_p = 0,98 · 63 = 61,74 kV_m

Metoda prostownikowa:

C₁ = 102,8 pF

Napięcie maksymalne: U_m =

U_m =
= 62,26 kV_m

Dzielnik pojemnościowy:

C₁ = 102,8 pF

C₂ = 48,5 pF

Przekładnia dzielnika pojemnościowego:
₂ =

₂ =
= 472,78

Maksymalna wartość napięcia przyłożonego do dzielnika pojemnościowego:

U₂ = U_V2 ·
₂ ·

U₂ = 87,9 · 472,78 ·
= 58,77 kV_m

Przekładnik napięciowy:

Maksymalne napięcie: U₃ = U_V3 ·
₃ ·

U₃ = 101,7 · 300 ·
= 43,14 kV_m

5. Wykres:

Rys.5. Wykresy zależności: 1)U=f(U₁) 2)U=f(U_p) 3)U=f(U_m) 4)U=f(U₂) 5)U=f(U₃)

U=f(U₁) zależność napięcia na wyjściu autotransformatora w funkcji napięcia strony wtórnej transformatora probierczego

U=f(U_p) zależność napięcia na wyjściu autotransformatora w funkcji napięcia U_pn przeliczonego na warunki rzeczywiste

U=f(U_m) zależność napięcia na wyjściu autotransformatora w funkcji napięcia obliczonego dla metody prostownikowej

U=f(U₂) zależność napięcia na wyjściu autotransformatora w funkcji napięcia obliczonego dla metody dzielnika pojemnościowego

U=f(U₃) zależność napięcia na wyjściu autotransformatora w funkcji napięcia obliczonego dla metody przekładnika napięciowego

6. Wnioski:

Po dokonaniu wszystkich pomiarów i wykreśleniu charakterystyk można stwierdzić, że wysokie napięcie jest mierzone z porównywalną dokładnością przez wszystkie układy. Jednak można zauważyć pewne odstępstwa od normy.

Przy pomiarze za pomocą iskiernika kulowego mimo przeliczenia wartości na warunki normalne i dokonania 3 prób dla każdej zadanej wielkości napięcia otrzymana charakterystyka wykazuje największe odstępstwa od normy. W celu zapewnienia jednostajnego rozkładu pola musi być spełnionych kilka warunków; osie kul w iskierniku muszą być idealnie poziome, a ich powierzchnia gładka, czysta i sucha. Najprawdopodobniej więc któryś z powyższych warunków nie był spełniony i stąd wystąpiły niedokładności.

Największą dokładność analizując charakterystyki wykazuje metoda prostownikowa, ponieważ wartość zmierzonego napięcia jest najbliżej wartości obliczonej przy wykorzystaniu przekładni transformatora.

Pozostałe metody wykazują nieco większy błąd. Mimo to metoda dzielnika pojemności jest lepsza od metody przekładnika napięciowego, ponieważ jest bardziej zbliżona do charakterystyki wzorcowej; w przekładniku napięciowym napięcie narasta szybciej. Spowodowane to może być dość sporym poborem mocy przez przekładnik napięciowy.

---