Электротехническое материаловедение РГР3
.docxНекоммерческое акционерное общество
АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра «электрические станции, сети и системы»
РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №3
По дисциплине: «Электротехническое материаловедение»
На тему: “Задачи по ЭТМ”.
Выполнил: ст. гр.Эк-12-02
Мұханов Б
№ з.к.124335
Проверила: Мукашева Р.Т
Алматы 2014
Содержание
Задача 1……………………………………………………………………….3
Задача 2……………………………………………………………………….5
Список литературы ………………………………………………………….6
Задача 1
К диэлектрику прямоугольной формы размерами а·b и высотой h приложено постоянное напряжение U = 1000 В. Напряжение подводится к противоположным граням аb, покрытым слоями металла. Известны размеры диэлектрика: а =150 мм, b = 90 мм, h = 8 мм, удельное объемное сопротивление и удельное поверхностное сопротивление , =3,5 - относительная диэлектрическая проницаемость, тангенс угла диэлектрических потерь при 20.
1) Требуется определить ток утечки, мощность потерь и удельные диэлектрические потери.
2) Требуется определить мощность потерь и удельные диэлектрические потери температурах и при переменном напряжении U=1000 В и частоте f=100 Гц. Коэффициент, характеризующий температурную зависимость тангенса угла диэлектрических потерь,
Решение:
Ток утечки протекает как через объем диэлектрика, так и по поверхностям четырех боковых граней (через две грани a и через две грани b). Поэтому сопротивление между электродами определяется параллельным соединением объемного и поверхностного сопротивлений. Объемное сопротивление равно:
Поверхностное сопротивление равно:
Полное сопротивление изоляции равно:
Ток утечки:
Мощность потерь:
Удельные диэлектрические потери:
Определим емкость плоского конденсатора, образованного металлическими гранями, между которыми находится диэлектрик, полагая, что εr не зависит от температуры:
Мощность диэлектрических потерь при температуре 20°С будет равна:
Удельные диэлектрические потери при температуре 20°С:
Учтем, что тангенс дельта изменяется с температурой по экспоненциальному закону: Тогда мощность диэлектрических потерь при температуре 100°С будет равна:
Удельные диэлектрические потери при температуре 100°С:
Задача 2
Расстояние между плоскими токоведущими частями заполнено диэлектриком, имеющим значение относительной диэлектрической проницаемости и электрической прочности Eпр1 = 30 кВ/мм. Какое предельное напряжение можно приложить к токоведущим частям и насколько снизится это напряжение, если между токоведущими частями появится микротрещина – воздушная прослойка толщиной ? Электрическая прочность воздуха Епр2 = 3 кВ/мм, а относительная диэлектрическая проницаемость равна .
Решение:
Предельное напряжение между токоведущими частями при отсутствии микротрещин равно:
При наличии микротрещины – воздушной прослойки напряжение между токоведущими частями будет равно:
Зная, что напряженности в различных слоях обратно пропорциональны диэлектрическим проницаемостям, т.е:
Выразим напряженность E1 в диэлектрике:
И подставим это значение в уравнение для напряжения:
Отсюда следует, что значение предельного напряжения уменьшилось в 7.18 раз, что, естественно, приведет к преждевременному пробою изоляции.
Список литературы
1. Бекмагамбетова К.Х., Кузембаева P.M. Электротехническое материаловедение. Методические указания к выполнению расчетно-графических работ для студентов очной формы обучения специальности 050718 - Электроэнергетика. Алматы: АИЭС, 2007.
2. Бекмагамбетова К.Х. Электротехническое материаловедение. - Алматы: «Ғылым», 2000.-256 с.
3. Богородитский Л.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М, Электротехнические материалы. 2-е изд. – Л.: Энероатомиздат, 1985. -304 с.
4. Корицкий Ю.В. Электротехнические материалы. 3-е изд.- М.:Высшая школа, 1990.-306 с.
5. Конспект лекций по «Электротехническому материаловедению».