Лабораторная работа №10

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Цель работы

Изучить механизм проявления частичных разрядов в твердых диэлектриках на переменном напряжении в зависимости от величины приложенного напряжения и от времени его воздействия.

2.2. Задачи работы

Освоить методику измерения частичных разрядов в твердых диэлектриках. Научиться определять основные характеристики частичных разрядов. Изучить динамику проявления ч.р. на переменном напряжении и влияние величины приложенного напряжения на частоту следования ч.р. Оценить влияние размеров воздушного включения на развитие частичных разрядов.

2.3. Методика измерения частичных разрядов

Для обнаружения частичных разрядов в твердых диэлектриках и изучения ионизационных процессов могут быть использованы различные методы. К ним можно отнести изучение зависимости tgδ= f(U), мостовые схемы, измерение высокочастотных колебаний на измерительном элементе, осциллографические методы, обнаружение электромагнитного излучения и др. [2] .

Наиболее широкое распространение получили осциллографические методы, основанные на измерении тока ч.р.

На рис.5 приведена электрическая схема установки, позволяющая реализовать данный метод измерения характеристик ч.р. Согласно данной схеме, измерение ХЧР основано на измерении падения напряжения на измерительном сопротивлении Rизм при протекании тока ч.р.

114

Лабораторная работа №10

Рис.5. Принципиальная электрическая схема установки для исследования ионизационных процессов в диэлектриках на частоте

50 Гц

Высокочастотный сигнал, снимаемый с измерительного сопротивления отделяется от низкочастотной составляющей с помощью фильтра RC и подается на электронный осциллограф и индикатор (счетчик) импульсов СЧ, которые позволяют определить амплитуду импульсов ч.р. и частоту их следования.

Действительно, частичные разряды, возникающие в воздушном включении при достижении напряжения начала ионизации Uни, создают импульсы тока ч.р. в цепи Сх, Со и Rизм. Пропорционально току ч.р. на измерительном сопротивлении Rизм возникает падение напряжения в виде высокочастотных колебаний, наложенных на переменную составляющую частотой 50 Гц.

115

Лабораторная работа №10

q - чувствительность осциллографа в пК/мм.

Частота следования ч.р. (число импульсов ч.р.) за определенный промежуток времени измеряется непосредственно счетчиком импульсов или частотомером СЧ.

2.4. Порядок работы на установке

Внимание.

Как следует из рис.5, измерение ХЧР производится с использованием высокого напряжения. Поэтому при выполнении работы необходимо соблюдать требуемые меры техники безопасности при эксплуатации электроустановок. В целях безопасности в электрической схеме установки предусмотрены блокировочные контакты БК дверцы термошкафа, как объекта испытания, которые отключают схему управления от сети при открывании его дверцы.

Работа на установке производится в следующей последовательности:

1.Убедится перед началом работы, что установка выключена, а корпус термошкафа заземлён.

2.Поместить испытуемый образец диэлектрика с воздушным включением – Сх в измерительную ячейку термошкафа.

3.Включить питание измерительных приборов (электронного осциллографа ЭО и индикатора импульсов СЧ).

4.Прогреть измерительные приборы в течение 5 минут и убедиться в их работоспособности в соответствии с контрольными тестами.

5.Установить требуемую температуру в термошкафу с помощью электронного терморегулятора.

Для этого поочередно нажать кнопку "Пуск", а затем кнопку "оС" на лицевой панели терморегулятора. Далее кнопками "+", "-"

116

Лабораторная работа №10

установить по индикатору заданную температуру.

6.Включить нагрев термошкафа поочередным нажатием сначала кнопки "Стоп" а затем кнопки "Пуск" терморегулятора и дождаться установления заданной температуры.

7.Произвести подачу низкого напряжения на установку

включением пакетного выключателя ПВ1 в положение «вкл». На пульте управления при этом загорается контрольная лампа ЛН (низкое напряжение).

8.Проверить положение рукоятки автотрансформатора АТ (она должна находиться в положении "0") и произвести подачу на образец «высокого напряжения» нажатием кнопки «Пуск» на пульте управления. На панели установки должна загореться красная сигнальная лампа ЛВ (высокое напряжение).

9.Поднять "высокое напряжение" на образце до определенной величины вращая рукоятку автотрансформатора, с помощью которого низкое напряжение через катушку реле тока РМ подводится к первичной обмотке высоковольтного трансформатора ВТ. Величина высокого напряжения контролируется

непосредственно киловольтметром КV или вольтметрами V1, V2, включенными в первичную цепь высоковольтного трансформатора.

10.Определить напряжение начала ионизации по появлению устойчивых импульсов ч.р. на экране осциллографа ЭО или устойчивых показаний числа импульсов ч.р. на индикаторе частотомера СЧ.

11.Поднять "высокое напряжение" на образце до заданной величины и измерить амплитуду импульсов ч.р. на экране ЭО и частоту следования ч.р. на частотомере СЧ. Измерение параметров ч.р. с помощью электронного осциллографа ЭО и частотомера СЧ производится подбором чувствительности данных приборов. Для этого необходимо установить ручку чувствительности осциллографа

вположение, когда амплитуда импульсов ч.р. не выходит за пределы экрана, а на частотомере СЧ выбрать соответствующий предел измерения по времени (10 сек.).

12.Повторить измерения ХЧР при другом напряжении согласно пункту 11.

13.Выключить установку нажатием кнопки "Стоп" на пульте

управления и переводом выключателя ПВ1 в положение «выкл». Рукоятку автотрансформатора установить в положение «0».

Примечание:

В схеме предусмотрена возможность автоматического снятия высокого напряжения с образца при его случайном пробое с помощью реле максимального тока РМ.

117