Файл: Лабораторная работа 1 по учебному курсу Техника высоких напряжений (наименование учебного курса) Студент.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 25.10.2023

Просмотров: 63

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

М ИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Тольяттинский государственный университет»
Институт химии и энергетики

(наименование института полностью)
Кафедра "Электроснабжение и электротехника"

(наименование кафедры/департамента/центра полностью)
13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

(код и наименование направления подготовки, специальности)

Электроснабжение

(направленность (профиль) / специализация)


Лабораторная работа № 1
по учебному курсу «Техника высоких напряжений»

(наименование учебного курса)


Студент
(И.О. Фамилия)



Группа
(И.О. Фамилия)



Преподаватель

(И.О. Фамилия)




Тольятти 2023



Лабораторная работа № 1
«Разряды в воздухе при переменном напряжении»



Цель работы:

1. Знакомство с основными понятиями и теоретическими сведениями о разрядах в воздухе, методом определения пробивного напряжения.

2. Получение навыков самостоятельного определения разрядного напряжения для различных промежутков в зависимости от расстояния между электродами с построением графиков.

3. Приобретение практического навыка определения разрядных напряжений различных промежутков в воздухе.
Теоретические положения

Корона – это характерная форма самостоятельного газового разряда, возникающего в резко неоднородных полях. Главной особенностью этого разряда является то, что ионизационные процессы электронами происходят не по всей длине промежутка
, а только в небольшой его части вблизи электрода с малым радиусом кривизны (так называемого коронирующего электрода. Само название «коронный» разряд получил из-за своего свечения, наблюдаемого на тонких проводах и напоминающего солнечную корону.
Лавинная форма разряда – это такая форма коронного разряда, при которой в промежутке развиваются только электронные лавины. Особенности:

-напряженность создаваемая лавиной электронов меньше напряженности внешнего электрического поля;

-характерна для малых радиусов кривизны электродов (1-2 мм);

-зона ионизации имеет более или менее однородную структуру.
Стримерная форма разряда – это такая форма коронного разряда, при которой в промежутке кроме электронных лавин развиваются стримерные каналы. Особенности:

- возникает если напряженность, создаваемая лавиной электронов, сопоставима с напряженностью поля до появления лавины;

- характерна для радиусов кривизны электродов порядка 1см и более;

- на коронирующий электрод оказываются как бы насажанными тоненькие проводники – каналы стримеров, на концах которых напряженность электрического поля может достигать очень больших значений.
Пробивное напряжение – это минимальное напряжение Uпр, приложенное к диэлектрику, и приводящее к образованию в нем проводящего канала.


Рис. 1. Электрическая схема экспериментальной установки:

АТ –
автотрансформатор

Т –
трансформатор

Rзащ –
защитное сопротивление

R1, R2 –
высоковольтный омический делитель

Rд –
добавочное сопротивление

V –
вольтметр

A –
микроамперметр

1–4 –
испытуемые электроды




Рис. 2 Визуализация установки



Рис. 3 Выполнение опыта № 1 Шар-шар
Результаты эксперимента

Таблица 1

Форма
электродов
S, см
Экспериментальные данные
Расчетные данные

Uр, кВ
Uр ср,

кВ
Еср, кВ/см
Uр,

кВ
Еср, кВ/см

1
2
3
4
5
6

Шар-шар
1,1
24
23
25
23
24
23
23,7
21,52
35,27
32,06

2,5
54
55
56
57
53
54
54,8
21,93
74,58
29,83

3,5
71
73
72
71
73
72
72,0
20,57
99,31
28,37

4,5
90
91
93
92
90
89
90,8
20,19
121,59
27,02

5,5
106
104
105
108
104
103
105,0
19,09
141,68
25,76

5,9
108
111
113
110
107
114
110,5
18,73
149,16
25,28

Острие – острие
1,1
13
13
12
13
12
13
12,7
11,52
18,00
16,36

2,5
15
18
17
16
15
14
15,8
6,33
22,56
9,02

3,5
17
18
17
18
19
17
17,7
5,05
25,81
7,37

4,5
20
21
22
23
24
20
21,7
4,81
29,07
6,46

6,5
25
26
22
24
23
21
23,5
3,62
35,58
5,47

8,5
28
29
27
30
28
30
28,7
3,37
42,09
4,95

Острие – плоскость
1,1
10
11
10
11
10
11
10,5
9,55
11,02
10,02

2,5
22
22
25
24
23
19
22,5
9,00
15,86
6,34

3,5
27
28
29
26
24
25
26,5
7,57
19,32
5,52

4,5
36
35
34
36
37
38
36,0
8,00
22,78
5,06

6,5
44
41
42
44
45
43
43,2
6,64
29,71
4,57

8,5
53
53
51
55
54
53
53,2
6,25
36,63
4,31



Форма
электродов
S, см
Экспериментальные данные
Расчетные данные

Uр, кВ
Uр ср,

кВ
Еср, кВ/см
Uр,

кВ
Еср, кВ/см

1
2
3
4
5
6

Коронирующие кольца
1,1
15
14
15
15
14
14
14,5
13,18






2,5
26
27
28
29
30
24
27,3
10,93






3,5
35
35
34
33
34
35
34,3
9,81






4,5
40
41
40
39
38
41
39,8
8,85






6,5
51
52
51
50
53
54
51,8
7,97






8,5
57
56
58
58
53
54
56,0
6,59







Произведем расчет Uр и Еср при S=4,5 см:


Для электродной системы «шар – шар»:





Для электродной системы «острие – плоскость»:





Для электродной системы «острие - острие»:




1. Построить зависимость разрядного напряжения Up = f(S) от расстояния между электродами.



Рис. 2. Зависимость Up = f (S)
Отличие между опытными и расчетными результатами объясняется тем, расчеты производятся по формулам, выведенным эмпирически, что вводит большие ограничения и погрешности на достоверность.
2. Объяснить полученные результаты.

  1. При какой форме электродов пробивное напряжение между электродами минимально?

острие-острие, острие создает неоднородные поля, приводящие к локальным ионизациям и последующей ионизации всего промежутка с пробоем.

  1. Как изменяется разрядное напряжение от расстояния между электродами в однородном и резко неоднородном полях?

Разрядное напряжение увеличивается пропорционально с увеличением расстояния.

Контрольные вопросы

  1. Для каких целей вводится поправка на относительную плотность воздуха?

  2. Почему в однородном поле отсутствует коронная форма разряда?

  3. Какие параметры электродной системы влияют на максимальную и среднюю напряженность электрического поля?

  4. Как классифицируется степень неоднородности электрического поля?

  5. Почему значения пробивных напряжений, полученных экспериментально и расчётным путем, отличаются больше, чем разброс полученных пробивных напряжений?



  1. Для перехода из одних условий проведения опыта к другим.

  2. Напряжение появления короны и напряжение пробоя близки по значению и корону невозможно наблюдать при такой конфигурации поля, так как происходит пробой.

  3. На максимальную и среднюю напряженность влияют конфигурация поля, расстояние между электродами и приложенное к ним напряжение.

  4. Неоднородность электрических полей определяется коэффициентом неоднородности, который можно определить по следующей формуле:

,

где Емакс – наибольшая напряженность;

Еср – средняя напряженность

Смотрите также файлы