6.2. Описание испытательной установки

В качестве испытательной установки в лабораторной работе используется аппарат АИД-70. Описание аппарата, принцип его работы и принципиальная электрическая схема представлены в подразд. 1.1.

Схемы подключения оборудования для проведения лабораторной работы показаны на рис. 6.1, 6.2.

Высокое напряжение с высоковольтного вывода 2 источника испытательного напряжения 5 аппарата АИД-70 (принципиальная электрическая схема приведена на рис. 1.3) подается на электрод 3. Между верхним и заземленным нижним электродами 4 помещается образец диэлектрика 7. Управление источником испытательного напряжения осуществляется с пульта управления 6. Пробой образца диэлектрика происходит при малых значениях напряжения, поэтому в схему включен лабораторный вольтметр 1, по которому определяется момент пробоя и пробивное напряжение. Вольтметр включен параллельно первичной обмотке повышающего трансформатора, а напряжение на его зажимах пропорционально напряжению на высоковольтном выводе источника. Зная коэффициент трансформации трансформатора и первичное напряжение, можно определить значение напряжения на испытуемом объекте. Принципиальная схема включения вольтметра показана на рис. 1.4.

Рис. 6.1. Схема стенда для определения зависимости электрической прочности твердого диэлектрика от его толщины: 1– вольтметр;2– высоковольтный вывод;3,4– электроды;5– источник испытательного напряжения;6– пульт управления;7– образец диэлектрика

Рис. 6.2. Схема стенда для определения зависимости разрядного напряжения от длины разрядного пути: 1– электроды;2– высоковольтный вывод;3– стеклянная трубка;4– изолирующие стойки;5– источник;6– пульт управления

При определении разрядных напряжений по поверхности твердого диэлектрика (рис. 6.2) напряжение с высоковольтного вывода 2 источника 5 подается на один из электродов 1, расположенных на стеклянной трубке 3, которая закреплена в изолирующих стойках 4. Другой электрод заземляется. Так как напряжения при этом опыте значительно выше, во избежание выхода из строя лабораторного вольтметра, подключенного к пульту управления 6, его следует отключить кнопкой «».

6.3. Порядок выполнения работы

1. Определить зависимость электрической прочности твердого диэлектрика от его толщины.

Испытуемым твердым диэлектриком служит бумага, пропитанная трансформаторным маслом, и сухая бумага (непропитанная). Число листов (толщина) испытуемого диэлектрика задается преподавателем.

Перед испытанием на пробой у каждого образца измеряется толщина не менее, чем в трех точках, и вычисляется среднее ее значение. Эксперимент производится в следующем порядке:

а) убедиться в том, что к высоковольтному выводу испытательного трансформатора не подключены проводники и оборудование;

б) закрыть двери высоковольтной камеры;

в) вставить спецключ от аппарата в переключатель 1 пульта управления (см. рис. 1.2) и включить переменное испытательное напряжение, при этом должен загореться зеленый сигнал 5;

г) вращая ручку регулятора 9 испытательного напряжения против движения часовой стрелки, установить ее в исходное положение до упора;

д) включить испытательное напряжение кнопкой 7, при этом должен загореться красный сигнал 6;

е) плавно повышая напряжение со скоростью не более 1÷2 кВ/с, установить его по показаниям киловольтметра 3 в пределах 20÷30 кВ; определить коэффициент трансформации испытательного трансформатора по формуле

, (6.3)

где U₂ – показания киловольтметра аппарата АИД-70, В; U₁ – показания контрольного вольтметра, В;

ж) после окончания измерения необходимо ручку регулятора испытательного напряжения, вращая ее против движения часовой стрелки, установить в исходное положение до упора;

и) кнопкой 8 отключить испытательное напряжение и только после этого отключить аппарат от сети спецключом, установив его в положение «0»; контроль за снятием остаточного емкостного заряда необходимо осуществлять, наблюдая за показанием киловольтметра аппарата –стрелка киловольтметра должна стоять на числовой отметке шкалы «0»;

к) необходимо визуально убедиться в том, что замыкатель источника касается высоковольтного вывода, затем, открыв дверь высоковольтной камеры, коснуться его заземляющей штангой;

л) вставить испытуемый образец диэлектрика между электродами после сборки схемы (см. рис. 6.1);

м) далее эксперимент осуществляется в порядке, описанном в п. б÷к. в момент пробоя образца следует заметить показания контрольного вольтметра. момент пробоя фиксируется по резкому отклонению стрелки контрольного вольтметра в сторону уменьшения напряжения.

Величина пробивного напряжения U'_ПР определяется по показаниям контрольного вольтметра, включенного в цепь первичной обмотки высоковольтного трансформатора

. (6.4)

Полученные значения разрядных напряжений U'_ПР, кВ, привести к нормальным атмосферным условиям (давление 760 мм рт.ст., температура 20 ⁰С) по формуле

, (6.5)

где U_ПР – разрядное напряжение при нормальных условиях, кВ; U'_ПР – разрядное напряжение в условиях опыта, кВ; δ – относительная плотность воздуха, определяемая по формуле

, (6.6)

где p – барометрическое давление в условиях опыта, мм рт.ст.; t – температура воздуха в условиях опыта, ⁰С.

Далее рассчитываются значения пробивной напряженности электрического поля, кв/мм,

, (6.7)

где h – средняя толщина n листов используемой бумаги.

Данные измерений и вычислений заносятся в табл. 6.1.

По данным табл. 6.1 строятся графики зависимостей U_пр=f(h), E_пр=f(h) в одних осях координат для пропитанной и непропитанной бумаги, на основании которых производится анализ результатов опыта.

Таблица 6.1

Результаты измерений и вычислений

Наименование диэлектрика	Число листов	Средняя толщина h, мм	U'пр кВmax	Uпр, кВmax	Епр, кВ/мм
Бумага пропитанная	2,4,6
Бумага непропитанная	2,4,6