Файл: Лабораторная работа по дисциплине Электроматериаловедение на тему Исследование электрической прочности диэлектриков.docx

На лицевой панели лабораторной установки (рисунок 1) расположены:

PV – измерительный прибор, киловольтметр (поз. 1);

HLR – красная лампа (поз. 2);

HLY – жёлтая лампа (поз. 3);

HLG – зелёная лампа (поз. 4);

SB1 – кнопка включения испытательного напряжения (поз. 5);

SB2 – кнопка включения электродвигателя (поз. 6);

S1 – выключатель сети (поз. 7);

S2 – тумблер–выключатель электродвигателя (поз. 8);

S3 – тумблер–переключатель автоматической/ручной установки нуля напряжения вариатора (поз. 9);

S4 – тумблер включения вытяжного вентилятора (поз. 10).

Электрическая схема аппарата АИМ–80 представлена на рисунке 2 Питание подводится к аппарату от сети 220 В.



Рисунок 1 – Внешний вид лабораторной установки для исследования электрической прочности диэлектриков



Рисунок 2 – Принципиальная электрическая схема аппарата АИМ–80

Если щётка вариатора находится в нулевом положении (контакты замкнуты), дверца, открывающая доступ к испытательному сосуду, закрыта (контакты дверной блокировки и замкнуты) и тумблер–выключатель находится в положении "включено", то при нажатии кнопки срабатывает контактор – электродвигатель начинает перемещать щётку вариатора . При этом на выводах вторичной обмотки трансформатора и электродах испытательного сосуда начинается равномерно повышаться напряжение. Величина испытательного напряжения контролируется прибором

В момент пробоя диэлектрика срабатывает максимальное реле тока KA, контактор KM обесточивает трансформатор T1 и отключает электродвигатель M, при этом стрелка измерительного прибора PV фиксируется.

---

Для возврата щётки вариатора и стрелки измерительного прибора в нулевое положение необходимо нажать кнопку , после чего осуществляется реверс электродвигателя . Если тумблер находится в положении “Авто”, то установка нулевого положения щётки вариатора происходит автоматически после срабатывания реле максимального тока , необходимость нажатия кнопки отсутствует.

При возвращении щётки вариатора и стрелки прибора в нулевое положение срабатывает блокировка вариатора , отключается электродвигатель и загорается сигнальная лампа (жёлтая), которая укажет на готовность схемы аппарата к повторному включению высокого напряжения.

Сигнальная лампа (зелёная) указывает на включение сети, лампа (красная) – на включении высокого напряжения.

Внимание! Прежде чем включить аппарат под напряжение, необходимо соблюдать следующие правила безопасности:

аппарат должен быть заземлён – проверить надёжность заземления;

запрещается включать высокое напряжение, если в аппарат не установлен испытательный сосуд;

испытания необходимо производить при закрытой дверце, открывающей доступ к испытательному сосуду;

не допускается работать на аппарате при напряжении выше 80 кВ;

выемку и установку испытательного сосуда следует производить после выключения сетевого выключателя аппарата;

---

испытания необходимо производить, стоя на резиновом коврике;

испытания производятся двумя операторами, причём один из них выполняет необходимые операции, а другой – наблюдает за правильностью выполнения этих операций. Остальные лица наблюдают за ходом испытаний и производят необходимые записи в журнал наблюдений.
3. Порядок выполнения работы

3.1. Исследование электрической прочности газообразного диэлектрика

Развести электроды. Если установлен образец твёрдого диэлектрика, то необходимо извлечь его из испытательной камеры.;

Осуществить выбор испытываемого газообразного диэлектрика (элегаз или воздух);

Величина зазора устанавливается случайным образов при нажатии на кнопку сближения электродов;

Произвести измерение пробивного напряжения при температуре окружающей среды и нормальном атмосферном давлении;

включить аппарат в сеть, при этом должна загореться зелёная лампа (поз. 4). После включения необходимо проверить, чтобы стрелка измерительного прибора (поз. 1) стояла на нуле и горела жёлтая лампа (поз. 3);

нажать кнопку (поз. 5) включения испытательного напряжения, при этом должна загореться красная лампа (2) и погаснуть жёлтая (поз. 3). После пробоя образца испытательное напряжение автоматически отключается, величина пробивного напряжения

---

фиксируется измерительным прибором (поз. 1); показания прибора и толщину зазора записать в таблице 1.;

после снятия показания необходимо стрелку измерительного прибора (поз. 1) возвратить на нуль путём нажатия на кнопку (поз. 6). При возвращении стрелки на нуль должна загореться жёлтая лампа (поз. 3); отключить сетевой выключатель (поз. 7). Рассчитать пробивную прочность Епр по формуле (1), результат расчёта занести в таблицу 1.

Не изменяя зазора, повторить измерения электрической прочности газа при увеличении температуры, показания прибора записывать в таблице 1.

Не изменяя зазора и уменьшив температуру до температуры окружающей среды, повторить измерения электрической прочности газа при увеличении давления от вакуума, показания прибора записывать в таблице 1.

3.2. Исследование электрической прочности жидкого диэлектрика

По заданию преподавателя испытательный сосуд заполняется трансформаторным маслом или перфторуглеродной жидкостью, устанавливается зазор между электродами, и производится пробой в порядке, описанном в п. 3.1.

Необходимо снять зависимость электрической прочности жидкого диэлектрика от температуры. Результаты сводятся в таблице 2.

3.3. Исследование электрической прочности твёрдого диэлектрика

Пробой твёрдых диэлектриков производится в специальной измерительной ячейке, снабженной прижимными электродами. Чтобы исключить перекрытие между электродами, твёрдые диэлектрики испытывают на пробой в жидком диэлектрике.

Вначале подготавливают образцы размером 50х50 мм в необходимом количестве. Исходные данные для расчёта количества образцов. Испытуемые образцы твёрдых диэлектриков задаются преподавателем. Толщина образца измеряется и записывается в таблице 3.

---

Испытания на пробой, выполняются в порядке, описанном в п. 3.1. Необходимо снять температурную зависимость электрической прочности заданного преподавателем образца твёрдого материала. Определяется пробивная напряжённость , по формуле (1), и полученные результаты заносятся в таблицу 3.
Таблица 1 – Результаты измерений и вычислений для газового диэлектрика

Элегаз, 6,6 мм
Величина	Опыт №1
, Бар	1
,	14	19	24	29		34	39	44		49	54		59	64	69		74	79	84		89	94	99		104	109
, кВ	53	52	51	50		49	48	48		47	46		45	44	44		43	43	42		42	41	40		40	39
, кВ/мм	8,03	7,88	7,73	7,58		7,42	7,27	7,27		7,12	6,97		6,82	6,67	6,67		6,52	6,52	6,36		6,36	6,21	6,06		6,06	5,91
Величина	Опыт №2
,	24
, Бар	0				0,2				0,7			1				1,3				1,7				2
, кВ	36				12				36			51				63				86				100
, кВ/мм	5,45				1,82				5,45			7,73				9,55				13,03				15,15

---