Wytrzymałość udarowa powietrza

Transkrypt

1 POLITECHNIKA LBELSKA WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA RZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH I TWN LABORATORIM TECHNIKI WYSOKICH NAPIĘĆ Ćw. nr 5 Wytrzymałość udarowa powietrza Grupa dziekańska... Data wykonania ćwiczenia... Godzina wykonania ćwiczenia... Grupa laboratoryjna Lublin 2006

2 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest: zapoznanie się z mechanizmami przeskoku i przebicia przy udarach napięciowych, porównanie wytrzymałości statycznej i udarowej wybranych układów izolacyjnych. 2. Sposób przeprowadzenia pomiarów Pomiar wytrzymałości udarowej i statycznej w układzie kulowym i ostrzowym Pomiar napięcia udarowego wykonujemy w układzie z generatorem udarowym (rys. 2) dla układów kulowego i ostrzowego. stawiamy wartość napięcia kuv lub ouv (podaną w tabeli 2 lub ). stawiamy odstęp między kulami pomocniczymi iskiernika generatora tak, aby doszło do przeskoku między nimi, a czas pomiędzy przeskokami wynosił 1 2 s. Następnie za pomocą drąŝka izolacyjnego regulujemy odległość w iskierniku głównym tak, aby uzyskać 50-procentowe występowanie przeskoków, które odpowiada 50-procentowemu napięciu przeskoku. Odczytane odległości na iskierniku głównym zapisujemy w tabeli 2 lub. Pomiar napięcia statycznego wykonujemy na układach pomiarowych z iskiernikiem kulowym oraz iskiernikiem ostrzowym dla odległości otrzymanych przy pomiarach wytrzymałości udarowej. Na iskierniku nastawiamy odległości odczytane przy pomiarach wartości udarowej, a następnie załączamy układ i zwiększamy napięcie do wystąpienia przeskoku. Pomiary przeprowadzamy 4 razy dla kaŝdej odległości. Rys. 1. Schemat układu pomiarowego do wyznaczenia wytrzymałości statycznej układów izolacyjnych 2

3 obiekt badany R τ Rys. 2. Schemat układu pomiarowego do wyznaczenia wytrzymałości udarowej układów izolacyjnych Tabela 1. Parametry generatora udarowego, statycznego i warunki meteorologiczne Przekładnia transformatora generatora udarowego Liczba stopni generatora udarowego n4 Przekładnia transformatora generatora statycznego Temperatura, C t Ciśnienie, hpa b b Gęstość względna powietrza t Wilgotność, % φ Współczynnik uwzględniający wpływ wilgotności k w odczytany z wykresu k w ϑ ϑ 220

4 Tabela 2. Pomiar wytrzymałości udarowej i statycznej dla układu kulowego Wytrzymałość układu kulowego L.p. Wytrzymałość udarowa Wytrzymałość statyczna kuv a G ku ksv ksv ks η ( i ) V mm kv kv V V kv Wartość średnia η Obliczenia dla układu kulowego kuv napięcie na woltomierzu dla układu kulowego dla generatora napięcia udarowego; a k odległość odczytana na iskierniku kulowym; 4

5 W układzie generatora podczas jego pracy mogą wystąpić zjawiska ulotu na elementach połączeń, szczególnie przy wyŝszych napięciach oraz spadku napięcia na elementach rezystancyjno pojemnościowych generatora. Stąd napięcie wytwarzane przez generator bez uwzględnienia tych spadków napięć wynosi: G kuv 2 n 1 (1) ksv napięcie na woltomierzu zmierzone dla generatora napięcia statycznego przy odległości pomiędzy kulami wyznaczonej na generatorze udarowym ks napięcie statyczne w warunkach normalnych dla układu kulowego wyznaczamy według ks 2 ksv, gdzie (2) ksv () W przypadku uwzględnienia tych zjawisk wprowadza się tzw. współczynnik wykorzystania obwodu generatora wyznaczamy z zaleŝności: ku η (4) ks ku napięcie udarowe w warunkach normalnych dla układu kulowego wyznaczamy według ku 2 kv 1 n η (5) 5

6 Tabela. Pomiar wytrzymałości udarowej i statycznej dla układu ostrzowego Wytrzymałość układu ostrzowego L.p. Wytrzymałość udarowa Wytrzymałość statyczna ouv a ou osv osv os () i V mm kv V V kv - k ou Wartość średnia k ko ouv napięcie na woltomierzu dla układu ostrzowego dla generatora napięcia udarowego; a o odległość odczytana na iskierniku ostrzowym; ou napięcie udarowe w warunkach normalnych dla układu ostrzowego wyznaczamy według ou 2 ov 1 n η k w (6) 6

7 osv napięcie na woltomierzu zmierzone dla generatora napięcia statycznego przy odległości pomiędzy ostrzami wyznaczonej na generatorze udarowym os napięcie statyczne w warunkach normalnych dla układu ostrzowego wyznaczamy według os 2 osv, gdzie (7) osv (8) k ku współczynnik udaru dla układu kulowego ou k ou (9) os. Opracowanie sprawozdanie Sprawozdanie powinno zawierać: dane określające warunki atmosferyczne; schematy układów pomiarowych; tabelę wyników przeprowadzonych pomiarów; przykładowe obliczenia; wykres dla iskiernika kulowego: o zaleŝności napięcia udarowego ku i napięcia statycznego ks w funkcji odległości a; wykres dla iskiernika ostrzowego: o zaleŝności napięcia udarowego ou, i napięcia statycznego os w funkcji odległości a; porównać wytrzymałość udarową i statyczną dla układów kulowego i ostrzowego. 4. Literatura 1. L. Kacejko, Cz. Karwat, H. Wójcik: Laboratorium techniki wysokich napięć, WPL Lublin 2. S. Szpor: Technika wysokich napięć, WNT Warszawa. S. Szpor: Ochrona odgromowa, WNT Warszawa 4. Z. Flisowski: Technika wysokich napięć, WNT Warszawa 5. Z. Gacek: Technika wysokich napięć, WPŚ Gliwice 6. Z. Gacek: Wysokonapięciowa technika izolacyjna, WPŚ Gliwice 7