Работа на установке при испытаниях

2.5.1 Установить требуемое испытательное напряжение переключателем /7/. При испытаниях переменным напряжением включить переключателем /6/ требуемое напряжение /1/ 2/5/10 кВ/.

2.5.2 Включить силовой выключатель /1/. Зажигается зеленая сигнальная лампа, находящаяся в кнопочном выключателе /2/.

2.5.3 Выключить рабочий контактор кнопочным выключателем /2/. Гаснет зеленая сигнальная лампа /2/ и загорается красная сигнальная лампа в кнопочном выключателе /3/.

2.5.4 Установить выходное напряжение вращением вправо ручки /5/. В случае пробоя на испытуемом объекте или при слишком большом потребляемом токе выключается рабочий контактор.

 

Снятие показаний измерительных приборов

2.6.1 Измерение переменного напряжения.

Выходное напряжение получается произведением первичного напряжения на коэффициент в соответствии с таблицей 2.3.

 

Таблица 2.3

Переключатель ступеней (6) находится в положении	Коэффициент при выходе на
Клеммах U-Y	Клеммах Y-
1 кВ		2.5
2 кВ
5 кВ		12.5
10 кВ

 

2.6.2 Измерение постоянного напряжения.

Выходное напряжение показывает прибор /8/ с учетом положения выключателя /7/.

2.5.3 Измерение тока.

Прибор показывает следующие значения:

выходной ток регулировочного трансформатора (11)

выходной ток высоковольтного трансформатора (9).

Выключение устройства

Выключение испытательного устройства производится, как правило, по следующей схеме:

2.7.1 Установить испытательное напряжение вращением ручки /5/ до левого упора на нуль.

2.7.2 Выключить рабочий контактор кнопочным выключателем /3/.

2.7.3 Выключить силовой выключатель /1/.

2.7.4 В случае опасности выключить силовой выключатель (1).

Выключать силовой выключатель размыканием двух контактов не допускается.

 

Рабочее задание

2.8.1 Пробить указанное преподавателем количество образцов.

2.8.2 Результаты определения Е_пр представить в виде вариационного ряда и сводной таблицы аналогично таблице 1.1.

2.8.3 Вычислить Е_пр и s.

2.8.4 Построить гистограмму и интегральную кривую.

2.8.5 Объяснить полученные результаты.

2.8.6 По результатам пробоя разных изоляционных материалов сделать выводы о зависимости электрической прочности от состава и структуры материала.

 

 

Конденсаторная бумага

h, мм	U, кВ	Епрi, кВ/мм
0,028

 

Епрi, В/мм	№	ni
15626,65
15627,65
15628,65
15629,65
15630,65
15631,65
15632,65
15633,65
15634,65
15635,65
15636,65
15637,65
15638,65
15639,65
15640,65
15641,65
15642,65
15643,65
15644,65
15645,65
15646,65
15647,65
15648,65
15649,65
15650,65
15651,65
15652,65
15653,65
15654,65
15655,65
15656,65
15657,65
15658,65
15659,65
15660,65
15661,65
15662,65
15663,65
15664,65
15665,65
15666,65
15667,65
15668,65
15669,65
15670,65
15671,65
15672,65
15673,65
15674,65
15675,65

 

Епрi, кВ/мм	ni		Wi	Wi	ni Епрi	Епрi―Епр	(Епрi―Епр)2	(Епрi―Епр)2ni
15626,65			0,02	0,02		-27,2	739,78	739,78
15628,65			0,04	0,06		-25,2	635,04	1270,1
15632,65			0,08	0,14		-21,2	449,44	1797,8
15640,65			0,16	0,3		-13,2	174,24	1393,9
15650,65			0,2	0,5		-3,2	10,24	102,4
15657,65			0,14	0,64		3,8	14,44	101,08
15663,65			0,12	0,76		9,8	96,04	576,24
15667,65			0,08	0,84		13,8	190,44	761,76
15672,65			0,1	0,94		18,8	353,44	1767,2
15675,65			0,06			21,8	475,24	1425,7
								9935,9

 

 

Е_пр=

s=

Гистограмма и интегральная кривая

Промасленная бумага

h, мм	U, кВ	Епрi, кВ/мм
0,023

 

Епрi, В/мм	№	ni

 

 

Епрi, кВ/мм	ni		Wi		ni Епрi	Епрi―Епр	(Епрi―Епр)2	(Епрi―Епр)2ni
			0,02	0,02		-27,2	739,84	739,84
			0,04	0,06		-25,2	635,04	1270,1
			0,08	0,14		-21,2	449,44	1797,8
			0,16	0,3		-13,2	174,24	1393,9
			0,2	0,5		-3,2	10,24	102,4
			0,14	0,64		3,8	14,44	101,08
			0,12	0,76		9,8	96,04	576,24
			0,08	0,84		13,8	190,44	761,76
			0,1	0,94		18,8	353,44	1767,2
			0,06			21,8	475,24	1425,7

 

 

Е_пр=

s=

 

Гистограмма и интегральная кривая

 

Трансформаторная бумага

h, мм	U, кВ	Епрi, кВ/мм
0,043		13488,36
		13953,48
		14651,15
		14883,71
		15348,83

 

Епрi, В/мм	№	ni
14465,11
14466,11
14467,11
14468,11
14469,11
14470,11
14471,11
14472,11
14473,11
14474,11
14475,11
14476,11
14477,11
14478,11
14479,11
14480,11
14481,11
14482,11
14483,11
14484,11
14485,11
14486,11
14487,11
14488,11
14489,11
14490,11
14491,11
14492,11
14493,11
14494,11
14495,11
14496,11
14497,11
14498,11
14499,11
14500,11
14501,11
14502,11
14503,11
14504,11
14505,11
14506,11
14507,11
14508,11
14509,11
14510,11
14511,11
14512,11
14513,11
14514,11

 

Епрi, кВ/мм	ni		Wi	Wi	ni Епрi	Епрi―Епр	(Епрi―Епр)2	(Епрi―Епр)2ni
14465,11			0,02	0,02		-27,2	739,97	739,97
14467,11			0,04	0,06		-25,2	635,04	1270,1
14471,11			0,08	0,14		-21,2	449,44	1797,8
14479,11			0,16	0,3		-13,2	174,24	1393,9
14489,11			0,2	0,5		-3,2	10,24	102,4
14496,11			0,14	0,64		3,8	14,44	101,08
14502,11			0,12	0,76		9,8	96,041	576,25
14506,11			0,08	0,84		13,8	190,44	761,77
14511,11			0,1	0,94		18,8	353,44	1767,2
14514,11			0,06			21,8	475,24	1425,7
								9936,1

 

Е_пр=

s=

 

Гистограмма и интегральная кривая

Стеклолакоткань

h, мм	U, кВ	Епрi, кВ/мм
0,042		35237,3
		37380,1
		38570,6
		39046,8
		41903,8

Епрi, В/мм	№	ni
38427,73
38428,73
38429,73
38430,73
38431,73
38432,73
38433,73
38434,73
38435,73
38436,73
38437,73
38438,73
38439,73
38440,73
38441,73
38442,73
38443,73
38444,73
38445,73
38446,73
38447,73
38448,73
38449,73
38450,73
38451,73
38452,73
38453,73
38454,73
38455,73
38456,73
38457,73
38458,73
38459,73
38460,73
38461,73
38462,73
38463,73
38464,73
38465,73
38466,73
38467,73
38468,73
38469,73
38470,73
38471,73
38472,73
38473,73
38474,73
38475,73

Епрi, кВ/мм	ni		Wi	Wi	ni Епрi	Епрi―Епр	(Епрi―Епр)2	(Епрi―Епр)2ni
38427,73			0,02	0,02	38427,73	-27,2	740,05	740,05
38429,73			0,04	0,06	76859,46	-25,2	635,04	1270,1
38433,73			0,08	0,14	153734,9	-21,2	449,44	1797,7
38441,73			0,16	0,3	307533,8	-13,2	174,24	1393,9
38451,73			0,2	0,5	384517,3	-3,2	10,239	102,39
38458,73			0,14	0,64	269211,1	3,8001	14,441	101,08
38464,73			0,12	0,76	230788,4	9,8001	96,042	576,25
38468,73			0,08	0,84	153874,9	13,8	190,44	761,77
38473,73			0,1	0,94	192368,7	18,8	353,44	1767,2
38476,73			0,06		115430,2	21,8	475,24	1425,7
								9936,2

 

Е_пр=

s=

 

 

 

Гистограмма и интегральная кривая

 

 

Лакоткань

h, мм	U, кВ	Епрi, кВ/мм
0,047		36169,2
		38509,56
		39786,12
		41062,68
		41913,72

Епрi, В/мм	№	ni
39488,26
39489,26
39490,26
39491,26
39492,26
39493,26
39494,26
39495,26
39496,26
39497,26
39498,26
39499,26
39500,26
39501,26
39502,26
39503,26
39504,26
39505,26
39506,26
39507,26
39508,26
39509,26
39510,26
39511,26
39512,26
39513,26
39514,26
39515,26
39516,26
39517,26
39518,26
39519,26
39520,26
39521,26
39522,26
39523,26
39524,26
39525,26
39526,26
39527,26
39528,26
39529,26
39530,26
39531,26
39532,26
39533,26
39534,26
39535,26
39536,26
39537,26

Епрi, кВ/мм	ni		Wi	Wi	ni Епрi	Епрi―Епр	(Епрi―Епр)2	(Епрi―Епр)2ni
39488,26			0,02	0,02	39488,26	-27,2	740,05	740,05
39490,26			0,04	0,06	78980,52	-25,2	635,04	1270,1
39494,26			0,08	0,14		-21,2	449,44	1797,7
39502,26			0,16	0,3	316018,1	-13,2	174,24	1393,9
39512,26			0,2	0,5	395122,6	-3,2	10,239	102,39
39519,26			0,14	0,64	276634,8	3,8001	14,441	101,08
39525,26			0,12	0,76	237151,6	9,8001	96,042	576,25
39529,26			0,08	0,84		13,8	190,44	761,77
39534,26			0,1	0,94	197671,3	18,8	353,44	1767,2
39537,26			0,06		118611,8	21,8	475,24	1425,7
								9936,2

 

Е_пр=

s=

 

 

Гистограмма и интегральная кривая

 

Контрольные вопросы

 

2.9.1 Что такое электрическая прочность диэлектрика? Единицы измерения в системе СИ.

Электрическая прочность диэлектрика — характеристика диэлектрика, минимальная напряжённость электрического поля, при которой наступает электрический пробой. Все газы, а также все твёрдые и жидкие диэлектрики обладают конечной электрической прочностью.

Когда напряжённость электрического поля превышает электрическую прочность, диэлектрик начинает проводить электрический ток. Проводимость вызывается комбинацией ударной ионизации и туннельного просачивания; роль каждого из этих эффектов зависит от конкретного диэлектрика.

Измеряется в вольтах на единицу расстояния [В/мм]

 

2.9.2 Виды пробоя твердых диэлектриков.

1) электрический пробой;

2) тепловой пробой;

3) электрохимический пробой;

4) поверхностный пробой.

Электрический пробой твердых диэлектриков характеризуется весьма быстрым развитием. Он протекает за время 10^-7 - 10^-8 с, не обусловлен тепловой энергией, хотя электрическая прочность при электрическом пробой незначительно зависит от температуры, и сопровождается в своей начальной стадии разрушением диэлектрика в очень узком канале.

Тепловой пробой возникает в том случае, когда количество тепловой энергии, выделяющейся в диэлектрике за счет диэлектрических потерь, превышает то количество энергии, которое может рассеиваться в данных условиях; при этом нарушается тепловое равновесие, а процесс приобретает лавинообразный характер.

Электрохимический пробой технических материалов имеет существенное значение при повышенных температурах и высокой влажности воздуха. Этот пробой наблюдается при постоянном и переменном напряжении низкой частоты, когда в материале развиваются процессы, обусловливающие необратимое уменьшение сопротивления изоляции. Кроме того, электрохимический пробой может иметь место при высоких частотах, если в закрытых порах материала происходит ионизация газа, сопровождающаяся тепловым эффектом и восстановлением.

При испытании и эксплуатации твердых диэлектриков с высокой электрической прочностью может наблюдаться явление поверхностного пробоя, под которым понимают пробой газа или жидкости вблизи поверхности твердого диэлектрика. По существу, в случае поверхностного пробоя электрическая прочность твердого диэлектрика не нарушается, однако образование проводящего канала на поверхности существенно ограничивает рабочие напряжения изоляторов.

2.9.3 Как происходит электрический пробой?

Электрический пробой — лавинный пробой, связанный с тем, что носитель заряда на длине свободного пробега приобретает энергию, достаточную для ионизации молекул кристаллической решётки или газа и увеличивает концентрацию носителей заряда. При этом создаются свободные носители заряда (увеличивается концентрация электронов), которые вносят основной вклад в общий ток. Генерация носителей происходит лавинообразно. Различают поверхностный пробой и объёмный пробой диэлектриков.

2.9.4 Как происходит электротепловой пробой?

Электротепловой пробой возникает вследствие нарушения в диэлектрике теплового равновесия между процессами тепловыделения и теплоотдачи и проявляется в тепловом разрушении материала в месте наибольших диэлектрических потерь.

2.9.5 Как происходит электрохимический пробой?

Электрохимический пробой (электрическое старение) обусловлен медленными изменениями химического состава и структуры полимерного диэлектрика, происходящими под действием электрического поля или разрядов в окружающей среде.

2.9.6 Зависимость электрической прочности диэлектрика от его толщины.

С увеличение толщины диэлектриков U_пр возрастает медленнее, чем их толщина, т. е. Е_пр(h) носит не линейный характер. Е_пр=U_пр/h

2.9.7 Как проводят статистическую обработку результатов эксперимента?

Необходимость обработки вызвана тем, что выборочный анализ отдельных данных может привести к ошибочным выводам.

Статистическая обработка результатов включает:

· определение доверительного интервала среднего значения и дисперсии величин выходных параметров для заданной статистической надежности;

· проверка на отсутствие ошибочных знаний;

· проверка соответствия опытных данных.

2.9.8 Что такое среднеквадратичное отклонение?

Среднеквадратическое отклонение – в теории вероятностей и статистике наиболее распространённый показатель рассеивания значений случайной величины относительно её математического ожидания.

x_i – значения изучаемого признака (варианты);
n – объем статистической совокупности;
– средняя арифметическая величина.

 

2.9.9 Цель статистической обработка результатов?

Главная цель – представить количественные данные в сжатой форме с тем, чтобы облегчить их понимание.