Politechnika Lubelska Wydział Elektrotechniki i Informatyki Katedra rządzeń Elektrycznych i TWN 0-8 Lublin, ul. Nadbystrzycka 8A www.kueitwn.pollub.pl LABORATORIM TECHNIKI WYSOKICH NAPIĘĆ Instrukcja do ćwiczenia nr 8 Wytrzymałość dielektryczne powietrza w zależności od ciśnienia Lublin 00
. Cel ćwiczenia Ćw. 8. Wytrzymałość dielektryczna powietrza w zależności od ciśnienia Zaobserwowanie mechanizmów wyładowania w układach elektrod o polu silnie niejednorodnym przy różnych wartościach ciśnienia oraz wyznaczenie zależności napięcia przeskoku w powietrzu od ciśnienia w dwóch układach elektrod: ostrze-ostrze i ostrze-płyta.. Sposób przeprowadzenia pomiarów. Warunki atmosferyczne temperatura otoczenia t =... C, t =... K, ciśnienie atmosferyczne b =...hpa, wilgotność względna powietrza φ =...%.. Pomiar wytrzymałości dielektrycznej powietrza w zależności od ciśnienia Po połączeniu układu pomiarowego zgodnie z rysunkami i należy umieścić w komorze ciśnieniowej odpowiedni układ elektrod, a następnie zamknąć drzwiczki komory i zawory powietrzny Z p oraz odpompowujący Z o (rys. ), oznaczone na panelu sterowania odpowiednio AIR i PMP (rys. ). Aby zmniejszyć ciśnienie w komorze załączamy silnik M pompy P włącznikiem W (rys. ), a następnie otwieramy zawór odpompowujący Z o przy zamkniętym zaworze Z p. Gdy ciśnienie w komorze osiągnie odpowiednią wartość przy której dokonywany będzie pomiar napięcia przeskoku, należy zamknąć zawór Z o i wyłączyć silnik. Dokonujemy pomiarów napięcia przeskoku dla każdego układu elektrod przy 0 wartościach ciśnienia w komorze (wartości podane w tabelach i ). Dla każdej wartości ciśnienia wykonujemy po pomiary. Wyniki notujemy w odpowiednich tabelach. Napięcie należy zwiększać ze stałą prędkością - kv/s. Po skończonych pomiarach należy zwiększyć ciśnienie do wartości atmosferycznej w komorze. W tym celu należy powoli otworzyć zawór powietrzny Z p i poczekać, aż wnętrze komory wypełni się powietrzem, a wskazówka miernika ciśnienia zatrzyma się na wartości 0. Podczas pomiarów napięcia przeskoku należy zaobserwować mechanizm wyładowania między elektrodami (Townsenda lub kanałowy) i szacunkowo określić zakres ciśnienia, dla określonej odległości między elektrodami oraz wpływ ciśnienia na charakter (rodzaj) wyładowania. waga!!! Zabronione jest otwieranie drzwiczek komory przy ciśnieniu innym niż atmosferyczne panującym w jej wnętrzu, gdyż grozi to uszkodzeniem stanowiska laboratoryjnego.
Ćw. 8. Wytrzymałość dielektryczna powietrza w zależności od ciśnienia At TP Komora z układem elektrod ~0V V Rys.. Schemat elektryczny układu pomiarowego Zo Mp Zp f ~ M P Komora Wlot powietrza Wylot powietrza Rys.. Schemat układu zasilania pompy próżniowej i sposób jej połączenia z komprą 5 o C Rys.. Widok przedniej ściany komory ciśnieniowej: układ elektrod, zawór odpompowujący Z o (PMP), zawór powietrzny Z p (AIR), okno wzierne, 5 miernik ciśnienia M p, termometr mierzący temperaturę nagrzewającego się powietrza w komorze
0000 V / 80 V Ćw. 8. Wytrzymałość dielektryczna powietrza w zależności od ciśnienia. Wyniki pomiarów Tabela. Pomiar wytrzymałości powietrza w zależności od ciśnienia dla układu ostrze-ostrze L.p. 5 7 8 9 0 P Mn p p pśr p - kg/cm hpa V V kv 0,9 0,8 0,7 0, 0,5 0, 0, 0, 0, 0
0000 V / 80 V Ćw. 8. Wytrzymałość dielektryczna powietrza w zależności od ciśnienia Tabela. Pomiar wytrzymałości powietrza w zależności od ciśnienia dla układu ostrze-płyta L.p. 5 7 8 9 0 p Mn p p pśr p - kg/cm hpa V V kv 0,9 0,8 0,7 0, 0,5 0, 0, 0, 0, 0. Oznaczenia przekładnia transformatora; p Mn ciśnienie wskazane przez manometr; p ciśnienie, hpa; p napięcie przeskoku, V; p średnia wartość napięcie przeskoku, V; pśr wartość napięcie przeskoku wyrażona w kilowoltach, kv; 5
Ćw. 8. Wytrzymałość dielektryczna powietrza w zależności od ciśnienia. Opracowanie wyników pomiarów Wyznaczenie wartości napięcia przebicia Określić wartość ciśnienia w hpa korzystając ze wzoru: p p p, () Mn atm Wyznaczyć napięcie po stronie WN transformatora korzystając z następującego wzoru: p psr, () gdzie: p p p psr. (). Opracowanie sprawozdanie Sprawozdanie powinno zawierać: dane określające warunki atmosferyczne; schematy układów pomiarowych; tabele wyników przeprowadzonych pomiarów; przykładowe obliczenia; wykres zależności p =f(p) dla układów ostrze-ostrze i ostrze-płyta na jednym rysunku; uwagi i wnioski odnośnie warunków i sposobu przeprowadzania badań oraz dyskusję nad otrzymanymi wynikami. 5. Literatura. L. Kacejko, Cz. Karwat, H. Wójcik: Laboratorium techniki wysokich napięć, WPL Lublin. S. Szpor: Technika wysokich napięć, WNT Warszawa. S. Szpor: Ochrona odgromowa, WNT Warszawa. Z. Flisowski: Technika wysokich napięć, WNT Warszawa 5. Z. Gacek: Technika wysokich napięć, WPŚ Gliwice. Z. Gacek: Wysokonapięciowa technika izolacyjna, WPŚ Gliwice