182


  1. Cel i zakres ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie wytrzymałości elektrycznej materiałów dielektrycznych stałych i ciekłych (oleju transformatorowego, papieru kablowego suchego i nasyconego olejem transformatorowym, płytki fenolowo-formaldehydowej z mączką drzewną i płytki melaminowej z celulozą) oraz pomiar wytrzymałości materiałów na prądy pełznące.

II. Stosowane metody pomiarowe

Do wykonania pomiaru stosowane są elektrody kuliste umieszczone w odległości 2,5mm (rys.3) od siebie i zanurzone w oleju transformatorowym.

Aby pomiary były dokładne elektrody powinny być oczyszczone eterem naftowym lub czterochlorkiem węgla i dokładnie wysuszone.

Pomiaru dokonuje się napięciem przemiennym rosnącym automatycznie z

prędkością 2kV/s aż do wystąpienia przebicia. Następnie wyniki należy

porównać z wymaganiami normy PN-90/C-96058.

Sposób wykonania pomiarów:

Do wykonania pomiarów służy aparat o regulowanym automatycznie napięciu od 0 do 60 kV. Po załączeniu wyłącznika napięcie rośnie z wyżej podaną prędkością aż do momentu przebicia co powoduje automatyczne wyłączenie obwodu i jednoczesne zatrzymanie wskazówki woltomierza co pozwala na dokładny odczyt wartości napięcia przebicia. Należy wykonać sześć pomiarów i po każdym z nich przeczyścić elektrody. Między kolejnymi pomiarami należy odczekać pięć minut.

Do badania wytrzymałości elektrycznej papieru kablowego używa się mosiężnych elektrod walcowych. Jeden z biegunów wysokiego napięcia jest uziemiony. Układ pomiarowy zbudowany jest na transformatora wysokiego napięcia typu TP-60 o przekładni 220/30000 V.

Schemat układu przedstawia rys. 2. Badanie wykonano dla dwóch próbek papieru złożonych z pięciu arkuszy.

Grubość próbek:

-0,54 mm dla papieru suchego

-0,53 mm dla papieru nasyconego w oleju.

Szerokość i długość próbek w obu przypadkach wynosiła 100x100mm.

Sposób wykonania pomiarów:

Do badania służy układ probierczy do pomiaru wytrzymałości elektrycznej oleju transformatorowego , gdzie jedna z elektrod jest uziemiona.

Pierwszą czynnością jest załączenie wyłącznika W1 i sprowadzenie napięcia autotransformatora do 0.

Następnym etapem ćwiczenia jest załączenie wyłączników W2 i W3 i zwiększenie napięcia aż do momentu nastąpienia przebicia (tu wyłącza się automatycznie wyłącznik W3). Wartość napięcia przebicia należy odczytać ze wskazań woltomierza po stronie pierwotnej i pomnożyć przez odwrotność przekładni transformatora. Kolejne pomiary należy wykonać analogicznie.

Badanie odporności na prądy pełznące metodą kroplową wykonuje się

dla próbki dielektryka z żywicy fenolowo- formaldehydowej z mączką drzewną o grubości min. 3 mm i średnicy 100mm.

Próbka została umieszczona pomiędzy dwoma elektrodami wykonanymi z platyny ustawionymi w odległości 4 mm od siebie.

Do zwilżania próbki używa się 0,1 % roztwór chlorku amonu w wodzie destylowanej. Krople roztworu opadają pomiędzy elektrody w odstępach 30 sekundowych.

Pomiar wykonuje się przy pięciu różnych wartościach napięcia począwszy od 500 V w dół , określając liczbę kropel dla każdego z napięcia do momentu zwarcia elektrod.aa

Analogicznie wykonuje się pomiary dla płytki z melaminy z dodatkiem celulozy.

• Sposób określania wytrzymałości elektrycznej poszczególnych próbek:

-wytrzymałość elektryczną oleju transformatorowego wyznacza się jako średnią arytmetyczną wyników otrzymanych przy sześciu pomiarach, wraz ze względnym odchyleniem standardowym V (w %), korzystając ze wzorów:

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

gdzie:

Up-napięcie przebicia określające wytrzymałość

V-względne odchylenie standardowe

Upi-wartości napięć przebicia otrzymane w kolejnych pomiarach

n-liczba pomiarów

S-średnie odchylenie standardowe

-wytrzymałość elektryczną papieru kablowego określa się wykonując pięć przebić na próbce złożonej z pięciu warstw papieru i obliczając średnią arytmetyczną poszczególnych wyników. Wytrzymałość tę wyliczamy ze wzoru:

0x08 graphic

-wytrzymałość elektryczną na prądy pełzne definiujemy jako średnią wartość napięcia, przy którym następuje zwarcie elektrod śladem pełznym po opadnięciu pomiędzy nie 50-tej kropli 0,1 % roztworu chlorku amonu w wodzie destylowanej. Wartość tę odczytuje się z wykresu.

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic

2.Tabela pomiarów.

Lp.

Napięcie przebicia

Upi [kV]

Średnie odchylenie standardowe S

Średnie odchylenie standardowe S

Napięcie przebicia Upi [kV]

1.

2.

3.

4.

5.

6.

0x08 graphic
Napięcie przebicia przy pojedynczych pomiarach Upi[ kV ]

Średnie odchylenie standardowe S

Względne odchylenie standardowe

V [ % ]

Napięcie przebicia

Up [kV ]

+/- V

62

10,9

0,2

56,8 +- 0,2 %

60

0x08 graphic
74

46

54

0x08 graphic
45

Kolejne pomiary dokonywane były co 5 min.

0x08 graphic

0x08 graphic

Rys.4 Elektrody do pomiaru wytrzymałości elektrycznej papieru kablowego

suchego i nasyconego olejem transformatorowym według

PN-86/E-04404.

IV. Spis użytych przyrządów:

-pulpit sterowniczy nr 019/ J-7/664-1/T/733

-elektrody do pomiaru napięcia przebicia papieru :

  1. suchego J-7-IV a-2434

  2. nasyconego J-7-V d-178

-układ elektrod z precyzyjnym dozownikiem kropli

-woltomierz J-7-IV a-349

-woltomierz 09450

-woltomierz 631109

-elektrody do pomiaru napięcia przebicia oleju trans. 899802

-transformator WN 238110

V. Tabele z wynikami pomiarów i wykresy.

Tabela z wynikami pomiarów wytrzymałości elektrycznej oleju transformatorowego (zgodnie z normą).

Lp.

Napięcie przebicia

Upi [kV]

Względne odchylenie standardowe V[%]

Średnie odchylenie standardowe S

Napięcie przebicia Up [kV]

1.

43

19,9

8,787

44,17±19,9 %

2.

35

3.

58

4.

49

5.

35

6.

45

0x08 graphic

0x08 graphic

Tabela z wynikami pomiarów wytrzymałości elektrycznej oleju transformatorowego (niezgodnie z normą)

Lp.

Napięcie przebicia

Upi [kV]

Względne odchylenie standardowe V[%]

Średnie odchylenie standardowe S

Napięcie przebicia Up [kV]

1.

39

3,6

1,378

38,5±3,6 %

2.

37

3.

40

4.

40

5.

37

6.

38

Tabela z wynikami pomiarów odporności próbki fenolowo-formaldehydowej na prądy pełzające.

Napięcie przyłożone [ V ]

Ilość kropel przy których nastąpiło przebicie

Średnia ilość kropel powodująca przebicie

500

3

3

500

2

500

3

400

4

4

400

4

400

3

300

5

5

300

5

300

5

200

28

28

100

157

157

Tabela z wynikami pomiarów wytrzymałości próbki melaminowej na prądy pełzające.

Napięcie przyłożone [ V ]

Ilość kropel przy których nastąpiło przebicie

Średnia ilość kropel powodująca przebicie

500

10

10

400

14

14

300

?

?

200

?

?

100

?

?

Tabela z wynikami pomiarów wytrzymałości elektrycznej papieru kablowego suchego i nasyconego olejem transformatorowym.

Napięcie przebicia dla papieru suchego

Po stronie pierwotnej

Upi [ V ]

Napięcie przebicia dla papieru suchego

Po stronie wtórnej

Upi [ V ]

Wytrzymałość elektryczna papieru suchego

Eps [ kV/mm ]

Krotność wzrostu

Wytrzymałości elektrycznej

Epn/ Eps

32

4363

7,51

3,93

37

5045

34

4636

33

4500

33

4500

32

4363

31,5

4295

30

4090

34

4636

34

4636

Napięcie przebicia dla papieru nasączonego

Po stronie pierwotnej

Upi [ V ]

Napięcie przebicia dla papieru nasączonego

Po stronie wtórnej

Upi [ V ]

Wytrzymałość elektryczna papieru nasączonego

Epn[ kV/mm ]

118

16090

29,55

120

16363

126

17181

130

17727

113

15409

126

17181

110

15000

113

15409

120

16363

116

15818

Napięcie po stronie wtórnej jest to napięcie po stronie pierwotnej pomnożone przez przekładnię transformatora czyli 30000/220.

0x08 graphic
Gdzie „wynik” to wartość Upi po stronie pierwotnej transformatora.

0x08 graphic

0x08 graphic
Charakterystyka n=f(U) dla próbki fenolowo-formaldehydowej

0x08 graphic

  1. Wnioski.

  1. Pomiar napięcia przebicia oleju transformatorowego:

Badany olej transformatorowy posiada wytrzymałość elektryczną spełniającą wymagania Polskiej Normy (PN-77/E-04408). Średnie napięcie przebicia wynosiło 44,17 kV przy względnym odchyleniu standardowym 19,9%, przy pomiarach zgodnych z normą co jest wynikiem mieszczącym się w zadanej tolerancji, gdyż według normy odchylenie to nie może przekraczać 20% ponieważ przy zbyt dużym rozrzucie nie można być pewnym wytrzymałości badanego oleju.Przy pomiarach niezgodnych z normą średnie napięcie przebicia wynosiło 38,5 kV, przy względnym odchyleniu standardowym równym 3,6 %.

  1. Pomiar wytrzymałości elektrycznej papieru kablowego:

Wytrzymałość elektryczna papieru zależy od jego grubości oraz od stanu nasycenia w oleju. Pomiarów dokonano zarówno dla papieru suchego jak i nasyconego olejem. Wytrzymałość elektryczna papieru nasyconego jest prawie czterokrotnie większa niż papieru suchego. Dlatego wykonując izolację papierową kabli nasyca się ją olejem.

  1. Odporność na prądy pełznące:

Prądy pełzające występują wskutek zanieczyszczenia powierzchni materiału występującego w środowisku o zwiększonej wilgotności i zawierającym substancje przewodzące prąd elektryczny.

W zależności od przyłożonego napięcia zmienia się ilość kropel, przy których następuje przebicie. Im większe napięcie tym przebicie następuje szybciej.

Z charakterystyki n=f(U) odczytujemy porównawczy wskaźnik odporności na prąd pełzający (CTI), który w tym przypadku wynosi ok. 180 V.

Jest to napięcie, przy którym pięćdziesiąta kropla powoduje zwarcie elektrod.

Przy kilkukrotnym wykonywaniu pomiaru przy tym samym napięciu w różnych punktach próbki zauważyć można rozbieżność w liczbach kropel powodujących zwarcie. Jest to dowodem niejednorodności badanego materiału i powoduje obniżenie wytrzymałości danego materiału. Niestety ze względu na kłopoty techniczne związane ze złym stykiem pomiędzy elektrodami a badanymi próbkami nie udało się dokończyć pomiarów wytrzymałości elektrycznej melaminy. Jednak już na podstawie pierwszych wyników można zauważyć, że płytka melaminowa posiada większą wytrzymałość na prąd pełznący niż płytka fenolowo- formaldehydowa. Obserwacja ta wynika także z układu linii śladów prądu pełznego.

10

9

- -

Rys.3 Elektrody do pomiaru napięcia przebicia oleju transformatorowego według

PN-77/E-04408

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Rys.2 Schemat ideowy układu probierczego do pomiaru wytrzymałości elektrycznej

papieru kablowego suchego i nasyconego olejem transformatorowym.

Rys.1 Schemat ideowy układu probierczego aparatu do pomiaru wytrzymałości

elektrycznej oleju transformatorowego.

W- wyłącznik B- blokada

Lk- lampka kontrolna ATr- autotransformator

Ws- wyłącznik samoczynny TWN- transformator wysokiego napięcia

Rz- opornik ograniczający E- elektrody pomiarowe

0x01 graphic

III. Schematy ideowe układów pomiarowych i rysunki elektrod.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

4 - -



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
plik (182)
182-183, Słownik językowy
II C 182 13 (wyrok ws czesci ws system grzewczy) id 209803
182
182, KATECHEZA DLA DZIECI, konspekty- liceum
182
21683 kiu 182
2 (182)
projekt 182 już po świętach DMR 1807
administracja i prawo publiczne, Opracowanie 182 pytań egzaminacyjnych, 1
2010 03, str 182 187
Mazowieckie Studia Humanistyczne r2002 t8 n2 s171 182
182 193
182 gotowe do druku tematy do rozmowy
182 183 Literatura
Zmodyfikowany sterownik świec żarowych ME 182 1 w ciągnikach PRONAR serii II
PaVeiTekstB 182

więcej podobnych podstron