СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЯДЕРНОЙ

ЭНЕРГИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ИНСТРУКТИВНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ПРОВЕДЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОГО ЗАНЯТИЯ №1

на тему : «Исследование электрической прочности жидких диэлектриков».

Севастополь

«УТВЕРЖДАЮ»

Заведующий кафедрой

«Электрические сети и

системы электропотребления»

к.т.н., доцент

В.Н.Слюсаренко

«___»_______________200_ г.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ Лз – 1

по дисциплине «Техника высоких напряжений»

Время - 2 часа Место проведения_______________

Класс__________________________

ТЕМА: Исследование электрической прочности жидких диэлектриков.

ЦЕЛЬ: Исследовать зависимость разрядных напряжений в жидком диэлектрике от его качества, определить электрическую прочность трансформаторного масла.

ПЛАН ЛАБОРАТОРНОГО ЗАНЯТИЯ Лз – 1 .

I. Вводная часть - 15 мин.

II. Основная часть

1. Ознакомление с методикой проведения исследований на

установке АИМ-80, ее устройством и схемой - 20мин.

2. Проведение исследований - 25 мин.

3. Обработка результатов исследований измерений - 20 мин.

III. Заключительная часть - 10 мин.

В результате проведения лабораторного занятия студенты должны.

ЗНАТЬ :

1. Теоретические положения по диэлектрической прочности жидких диэлектриков.

2. Классификацию и применение жидких диэлектриков как изоляторов в высоковольтном оборудовании.

3. Характеристики изоляционных масел и синтетических жидких диэлектриков.

4. Методы определения значений разрядных напряжений для трансформаторного масла при работе на аппарате АИМ-80.

5. Методы контроля за состоянием изоляционных масел.

УМЕТЬ:

1. Подготовить стандартный разрядник (аппарат типа АИМ-80).

2. Управлять электрической схемой аппарата АИМ-80 в процессе исследований и испытаний жидких диэлектриков.

3. Привести аппарат в исходное состояние после проведения исследований.

4. Выполнять исследования в установленном порядке согласно инструкции.

5. Проводить вычисления среднеарифметических значений пробивного напряжения и среднеквадратических ошибок пробивного напряжения.

6. Составить отчет по результатам исследований.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Иерусалимов М.Е., Орлов Н.Н. Техника высоких напряжений / Под общей редакцией М.Е. Иерусалимова, издательство Киевского Университета, 1967.

2. Техника высоких напряжений. Учебник для студентов электротехнических и электроэнергетических специальностей Вузов. / Под общей ред. В. Радзевича.- М.: Энергия, 1976.

3. Техника высоких напряжений: лабораторный практикум/Под ред. М.Е. Иеруса лимова.-К: Вища школа. Головное изд-во, 1987, - 216 с.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ

ЛАБОРАТОРНОГО ЗАНЯТИЯ № 1.

1. Теоретические положения.

В электрических установках (ЭУ) широко применяют жидкие диэлектрики. Они используются в трансформаторах, бумажно-масляных конденсаторах, маслонаполненных кабелях, проходных изоляторах, выключателях и других аппаратах. Основное достоинство жидких диэлектриков заключается в том, что они имеют значительно более высокую диэлектрическую прочность, чем газовая изоляция, и хорошо отводят тепло от обмоток трансформаторов и аппаратов.

В выключателях жидкие диэлектрики служат также дугогасящей средой.

Применяются природные и синтетические жидкие диэлектрики. К природным относятся трансформаторное, конденсаторное и кабельное масла, получаемые путем переработки нефти. Для получения изоляционных масел нефть подвергается фракционной перегонке под вакуумом. Для придания маслу высоких изоляционных свойств в него вводят некоторые дополнительные химические вещества – присадки. Конденсаторное и кабельное масла отличаются от трансформаторного более высокой степенью очистки.

Для использования в ЭУ изоляционные масла должны обладать вполне определенными характеристиками, важнейшей из которых является электрическая прочность Е [кВ/см], или [мВ/м].

Как охлаждающая среда масло должно обладать малой вязкостью и низкой температурой застывания.

Основные нормированные характеристики изоляционных масел приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Основные нормированные характеристики

изоляционных масел.

Наименование показателей	Единица измерения	Трансформаторное масло (ГОСТ 982-56)	Конденсаторное масло (ГОСТ 982-56)	Кабельное масло (ГОСТ 982-56)
Электрическая прочность при частоте 50 Гц Температура вспышки Температура застывания tg δ при частоте 50 Гц и 200С (не более)	кВ/см 0С 0С %	120-160 135 -45 0,3	200 135 -45 -	200 180 -30 -

Синтетические жидкие диэлектрики применяются в основном для огнебезопасности и повышенной нагревостойкости. Одной из наиболее распространенных синтетических изоляционных жидкостей является совол (С₁₂Н₁₀). Очищенный совол – бесцветная жидкость с резким запахом. Совол имеет электрическую прочность 150 – 200 кВ/см. В качестве жидкого диэлектрика применяется обычно совтол – смесь совола с трихлорбензолом. Совол и совтол применяются для заполнения бумажных конденсаторов и в трансформаторах для полной огнебезопасности. В качестве жидких диэлектриков с повышенной нагревостойкостью используются кремнеорганические соединения. Электрическая прочность их 200 – 250 кВ/см.

2. Электрическая прочность жидких диэлектриков.

Под действием электрического поля в жидких диэлектриках возникает электрический ток. Носителями электрических зарядов являются ионы самого диэлектрика, а также примесей. С увеличением температуры усиливается диссоциация молекул жидкости на ионы, увеличивается подвижность ионов. В результате этого с повышением температуры удельное сопротивление жидких диэлектриков падает.

В сильных электрических полях в жидких диэлектриках возникают электрические разряды. В сравнительно равномерных полях при повышении напряжения, приложенного к электродам, вначале происходят единичные слабые искровые пробои промежутка. С повышением напряжения пробои учащаются и, наконец, переходят в устойчивый пробой.

В неравномерных полях пробою предшествует появление короны у одного или обоих электродов в виде неустойчивых незавершенных искр.

Теория пробоя жидких диэлектриков.

Считается, что пробой очищенных жидких диэлектриков является результатом ударной ионизации электронами и автоэлектронной эмиссии с катода. Большую роль в пробое жидких диэлектриков играют примеси: вода, газовые включения. Теория Геманта и др. рассматривает пробой увлажненного масла. Вода и масло находятся обычно в состоянии эмульсии, т.е. вода взвешена в виде мельчайших капель. В сильном электрическом поле происходит поляризация и растяжение этих капель и их слияние в водяной канал, по которому происходит пробой.

Существующие теории пробоя жидких диэлектриков не дают количественных критериев пробоя и не позволяют определять разрядные напряжения в конкретных случаях. Поэтому при определении разрядных напряжений жидких диэлектриков пользуются опытными данными.