лабы / ТВН ЛБ3
.docxМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт – ИШЭ
Направление – Электроэнергетика и электротехника
Кафедра – ОЭЭ
Эффект полярности и влияние барьеров на электрическую прочность воздушных промежутков на постоянном напряжении
Отчет по лабораторной работе № 3
по дисциплине «Техника высоких напряжений»
Выполнили студенты гр. 5А6Б _______ Кошкин Д.Р.
Подпись
Проверил ассистент _______ _______ Старцева Е.В.
Подпись Дата
Томск – 2018
Цель работы: исследование влияния полярности электродов и влияния барьеров на пробивное напряжение воздушного промежутка острие-плоскость.
Рисунок 1 - Электрическая схема установки
АТ – автотрансформатор; Т – высоковольтный трансформатор; Rз – защитное сопротивление; V – выпрямитель; С – конденсатор; R – токоограничивающее сопротивление; μА – прибор для измерения высокого напряжения
Таблица 1. Результаты измерений и расчетов для опыта без барьера
S, см |
Uр, кВ |
Uр ср, кВ |
Полярность острия |
||
1 |
2 |
3 |
|||
1 |
9 |
10 |
10 |
9,67 |
- |
2 |
20 |
18 |
18 |
18,67 |
- |
3 |
24 |
25 |
25 |
24,67 |
- |
4 |
35 |
32 |
38 |
35 |
- |
1 |
9 |
10 |
9 |
9,67 |
+ |
2 |
12 |
18 |
16 |
15,33 |
+ |
3 |
20 |
19 |
19 |
19,33 |
+ |
4 |
22 |
24 |
24 |
23,33 |
+ |
Таблица 2. Результаты измерений и расчетов для опыта с барьером
S1, см |
Uр, кВ |
Uр ср, кВ |
Полярность острия |
||||
1 |
2 |
3 |
|||||
0,5 |
48 |
48 |
48 |
48 |
- |
||
1 |
42 |
42 |
42 |
42 |
- |
||
1,5 |
38 |
38 |
38 |
38 |
- |
||
0,5 |
48 |
48 |
48 |
48 |
+ |
||
1 |
42 |
42 |
42 |
42 |
+ |
||
1,5 |
38 |
38 |
38 |
38 |
+ |
-острие
Рисунок 2 - Зависимость Uр ср = f(S) без барьера
-
острие
S1,
см
+
и – с барьером
Рисунок 3 - Зависимость Uр ср = f(S1)с барьером при S=4см;
Вывод: При выполнении лабораторной работы было исследовано влияния барьеров и полярности электродов на пробивное напряжение воздушного промежутка острие-плоскость.
При анализе опытных данных можно убедиться, что при любой полярности электродов с увеличением расстояния между ними растет пробивное напряжение, но при тех же промежутках у отрицательно заряженного острия пробивное напряжение больше, чем у положительного. Это происходит по причине уменьшения напряженности во внешнем пространстве при отрицательно заряженном острие. Как видно из опытов при помещении барьера пробивное напряжение увеличилось в 1,4 и 2,2 при отрицательном и положительном остриях соответственно. В теории при положительной полярности острия разрядное напряжение может увеличиться в 2-2,5 раза по сравнению с промежутком без барьера, а при отрицательной полярности коронирующего электрода в 1,2-1,3 раза. Можно сделать вывод, что полученные данные совпали с теорией.
На практике увеличение разрядных напряжений изоляционных промежутков достигается помещением в промежуток барьеров из твердого диэлектрика (электрокартон, гетинакс и др.). При положительном острие положительные ионы оседают на барьер и растекаются по его поверхности тем равномернее, чем дальше от острия расположен барьер. Это приводит к более равномерному распределению напряженности в промежутке между барьером и плоскостью и, следовательно, к значительному увеличению разрядного напряжения. При отрицательной полярности острия электроны двигаясь от острия, попадают на барьер, теряют скорость, и большинство из них становятся отрицательными ионами. Барьеры в промежутке устанавливаются на таком оптимальном расстоянии от острия, при котором разрядные напряжения максимальны – (0,15-0,3) длины промежутка между электродами.
Ответы на вопросы
-
От каких факторов зависят разрядные напряжения промежутков?
Разрядные напряжения зависят от:
-
длина промежутка;
-
размеров и формы электродов;
-
способа подключения электродов;
-
плотности и вида газа;
-
полярности электродов;
-
вида напряжения (постоянное, переменное, импульсное);
-
степени неравномерности электрического поля;
-
частоты напряжения;
-
времени воздействия напряжения;
-
атмосферных условий.
-
В каких промежутках полярность электродов влияет на величину разрядного напряжения?
В резконеоднородном поле при несимметричных электродах существенно влияет на величину разрядного напряжения.
3. Как можно увеличить разрядные напряжения изоляционных промежутков?
На практике увеличение разрядных напряжений изоляционных промежутков достигается помещением в промежуток барьеров.
-
Из какого материала выполняется барьер?
Твердого диэлектрика электрокартон, гетинакс.
-
На каком оптимальном расстоянии от острия устанавливается барьер в межэлектродном промежутке?
Барьеры в промежутке устанавливаются на таком оптимальном расстоянии от острия, при котором разрядные напряжения максимальны ((0,15 – 0,3) длины промежутка между электродами.