3582468925

POLITECHNIKA POZNAŃSKA INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI Laboratorium Techniki Wysokich Napięć

Przedmiot:    Laboratorium TWN

Ćwiczenie nr: 3 Temat:

Wpływ ciśnienia i temperatury na wytrzymałość elektryczną powietrza

Wykonawcy:

1.

Data
Wykonania ćwiczenia	Oddania sprawozdania
Ocena:

1.    Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest doświadczalne sprawdzenie zależności wytrzymałości elektrycznej powietrza od ciśnienia oraz temperatury. Ze względu na przyrządy dostępne w laboratorium nie zbadamy zależności wytrzymałości elektrycznej powietrza od temperatury.

2.    Wiadomości teoretyczne

Powietrze spełnia w technice izolacyjnej ważną rolę, będąc czynnikiem izolacyjnym w liniach napowietrznych wysokiego napięcia oraz w niektórych urządzeniach elektrycznych, takich jak na przykład kondensatory pomiarowe wysokiego napięcia.

Wytrzymałość elektryczna powietrza zależy od kształtu elektrod oraz rodzaju przyłożonego napięcia. Jeżeli do umieszczonych w powietrzu elektrod doprowadzimy niewielkie napięcie stałe, to stwierdzimy przepływ niedużego prądu. Wraz ze wzrostem wartości napięcia przykładanego do elektrod zwiększać się będą prędkości jonów i wolnych elektronów gazu znajdującego się pomiędzy elektrodami. Prąd będzie początkowo wzrastał aż do chwili, kiedy po osiągnięciu tzw. prądu nasycenia wszystkie wytwarzane jony będą brały udział w przewodzeniu i prąd już się ustali. Dalsze zwiększanie napięcia powoduje szybki wzrost prądu na skutek wystąpienia jonizacji zderzeniowej cząstek gazu przez rozpędzone jony. Przy pewnej wartości napięcia, zwanego napięciem przeskoku, występuje tak gwałtowny proces jonizacji, że między elektrodami wytwarza się kanał przewodzący. Następuje wyładowanie, a elektrony i jony są neutralizowane przy dojściu do elektrod.

Wyładowanie w powietrzu w zakresie ciśnienia zbliżonego do normalnego występuje w wąskim kanaliku w postaci przeskoku świecącej iskry. Na drodze jej przebiegu zachodzi intensywna jonizacja. Ułatwia to powstanie ładunków o gęstości sprzyjającej wytworzeniu wyładowania łukowego.

Mechanizm powyższego wyładowania opisany został przez Townsenda, który przyjmuje, że najważniejszą rolę w tym zjawisku odgrywają elektrony emitowane z katody pod wpływem bombardowania jej jonami dodatnimi.