POLITECHNIKA POZNAŃSKA INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI ZAKŁAD WYSOKICH NAPIĘĆ I MATERIAŁÓW ELEKTROTECHNICZNYCH
Laboratorium Techniki Wysokich Napięć Ćwiczenie nr 6   Temat: Pomiar współczynnika strat wysokonapięciowego układu izolacyjnego
Rok akademicki:2007/2008   Wydział Elektryczny   Studia dzienne I ST.   Nr grupy: E - 2/2	Wykonawcy:   1.Maciej Barełkowski 2.Błażej Nowotny	Data
				Wykonania ćwiczenia	Oddania sprawozdania
				03.04.2008r	10.04.2008r
				Ocena:
Uwagi:

1. Wstęp teoretyczny

Współczynnik strat można wyjaśnić na podstawie obwodu prądu przemiennego z włączonym szeregowo kondensatorem próżniowym C_0­­ . Jeżeli do kondensatora wprowadzimy dielektryk to jego pojemność oraz ładunek na okładkach wzrośnie o ΔC i Δq. Zmieni się również natężenie prądu o Δi.

Jeżeli kondensator jest bezstratny to prąd płynący w obwodzie wyprzedza napięcie o kąt równy Π/2. W rzeczywistości jednak w dielektrykach występują straty związane z przewodnictwem oraz ze zjawiskami polaryzacji. Straty te najlepiej odzwierciedlają zastępcze układy szeregowo - równoległe. W układzie zastępczym równoległym, w kondensatorze wypełnionym dielektrykiem rzeczywistym poza prądem ładowania płynie prąd i_S który reprezentuje prąd upływu i energię traconą w procesie polaryzacji dielektryka. Jest on zgodny co do fazy z przyłożonym napięciem. Zatem wypadkowa zmiana natężenia wynosi ΔI = Δi + i_S. Opór R przedstawia straty w dielektryku.

wykres wskazowy układu

Współczynnikiem strat nazywamy tangens kąta strat definiowany jako stosunek natężenia prądu związanego ze stratami w dielektryku do całkowitego natężenia prądu płynącego w obwodzie.

W układzie izolacyjnym zawierającym szczeliny bądź wtrąciny gazowe mogą wystąpić dodatkowe straty związane z wyładowaniami niezupełnymi. Występują one powyżej napięcia zapłonu wyładowań niezupełnych U₀ i szybko rosną ze wzrostem napięcia.

Pomiary współczynnika strat tgδ wykonuje się najczęściej za pomocą mostka Scheringa.

W stanie równowagi mostka zachodzą poniższe zależności:

R₄ zwykle ma wartość równa 1000/Π = 318,3Ω wówczas wzory upraszczają się do poniższej postaci:

1.1 Układ pomiarowy

Zastosowaliśmy układ mostka Sheringa typu P 5026 z kondensatorem wzorcowym MCF 120/200P o pojemności C₀ = 138pF. Obiektami badań są dwa wysokonapięciowe kable energetyczne oraz przewód stosowany do zasilania oświetlenia neonowego.

2. Pomiary

2.1 Przewód LYekyN (izolacja z polichlorku winylu, długość: 2m)

2.1.1 Tabela pomiarowa

U	R3	C4	CX	tgδ	P
kV	Ω	μF	pF	---	mW
2	122,9	0,77	357	0,077	34,58
4	122,7	0,78	358	0,078	140,36
8	120	0,88	366	0,088	647,66

2.1.2 Wykresy tgδ = f(U) oraz P = f(U)

2.2 Przewód YHAKX (izolacja polietylenowa, długość: 1,9m)

2.2.1 Tabela pomiarowa

U	R3	C4	CX	tgδ	P
kV	Ω	μF	pF	---	mW
5	77	<0,001	<570	<0,0001	<1
12,5	77	0,002	570,46	0,0002	5,60
17,5	76,9	0,009	571,20	0,0009	49,46

2.2.2 Wykresy tgδ = f(U) oraz P = f(U)

2.3 Przewód YHAKXS (izolacja polietylenowa, długość: 1,9m)

2.3.1 Tabela pomiarowa

U	R3	C4	CX	tgδ	P
kV	Ω	μF	pF	---	mW
6	59,5	0,005	738,24	0,0005	4,17
10	59,5	0,008	738,24	0,0008	18,55
12	59,4	0,01	739,48	0,001	33,45

2.3.2 Wykresy tgδ = f(U) oraz P = f(U)

2.4 Przykładowe obliczenia

Dla przewodu YHAKXS i napięcia U=12kV:

3. Wnioski

- pomiary polegały na zrównoważeniu mostkiem R3 i C4 kolejno na odpowiednich czułościach.

- jak widać przy większych napięciach kabel YHAKXS jest najlepszy lecz cena nie pozwala na masowe używanie takiego kabla.

- Izolacja przewodu 2 i 3 jest w dobrym stanie nie widać większych przebić

- ze względy na mało liczny czas pracy dokonaliśmy tylko po 3 pomiary o różnych napięciach z przewidywanych co najmniej 5 ale i tak ładnie widać z charakterystyk, że przewody są w dość zadawalającym stanie i nie widać dużych przebić.

---