Familiarizați-vă cu informațiile teoretice despre lucrare.
Pentru a studia principiul instalării în laborator.
Obțineți valorile experimentale ale rezistenței electrice a golurilor de aer.
Construiți dependențele tensiunii de rupere pe grosimea golurilor de aer pentru electrozi de diferite forme.
Analizați datele obținute.
Aerul ca dielectric
Gazele sunt utilizate ca izolații în diferite instalații electrice. Un loc special între ei este ocupat de aer. Este o izolație naturală a mai multor modele electrice: transformatoare, condensatoare, întrerupătoare de aer, linii electrice.
Ca un izolator, aerul are următoarele caracteristici pozitive: recupereaza rapid puterea dielectrică după rupere, nici îmbătrânire, și anume degradarea proprietăților în timp, pierderile dielectrice mici. aer negativ deoarece proprietățile dielectrice sunt: imposibilitatea de a utiliza pentru a fixa piesele dispozitivului, prin care acestea sunt utilizate în combinație cu izolatori solizi, rezistență dielectrică scăzută, capacitatea de a hidrata, pentru a forma oxizi și menține combustia, o conductivitate termică scăzută.
Rezistența electrică a aerului nu este o constantă, ci depinde de presiune, de umiditatea relativă, de forma electrozilor și de distanța dintre ele, de tipul de tensiune și de polaritatea electrozilor.
Defalcarea este un fenomen care duce la formarea pe termen lung sau pe termen scurt a unui canal cu conductivitate electrică ridicată. Valoarea tensiunii la care au loc întreruperile dielectrice se numește tensiune de defectare, iar valoarea corespunzătoare a intensității câmpului este rezistența electrică a dielectricului.
Puterea electrică Епр. este determinată de tensiunea de defalcare Upr. se referă la grosimea dielectricului în locul defectării. În scopuri practice, este convenabil să se exprime tensiunea de descompunere în kV, iar grosimea dielectricului este mm, atunci Epp va fi în kV / mm.
Defalcarea dielectricilor gazoase începe întotdeauna cu ionizarea șocurilor. Curentul electric de conducere în orice mediu, în special în gaze, este posibil numai dacă conține particule încărcate libere - electroni și ioni. Într-o stare normală, particulele de gaz - atomi și molecule - sunt neutre; gazul în acest caz nu conduce un curent electric. Cu toate acestea, sub influența unui câmp electric extern în gaze, încărcările libere apar sub formă de electroni, precum și de ioni pozitivi și negativi.
Ioniția de șoc este cauzată de coliziuni de electroni și ioni cu atomi neutri și molecule de gaze. Pentru a iniția ionizarea șocurilor, este necesar ca energia cinetică a electronilor accelerați de câmpul electric să devină mai mare decât energia de ionizare. Fenomenul defalcării gazelor depinde de gradul de omogenitate al câmpului electric în care are loc defalcarea
Defalcarea gazului într-un domeniu omogen
Se poate obține un câmp omogen între electrozii plane cu muchii rotunjite, precum și între sfere de diametru mare, cu o mică distanță între ele. În acest domeniu, defalcarea are loc aproape instantaneu atunci când se atinge o tensiune strict definită, în funcție de temperatura și presiunea gazului. O scânteie apare între electrozii, care apoi intră într-un arc dacă sursa de tensiune are o putere suficientă.
La distanțe mici între electrozii se observă o creștere considerabilă a rezistenței electrice. Acest fenomen poate fi explicat prin dificultatea formării unei deversări cu o mică distanță între electrozii, deoarece ionizarea prin impact este împiedicată de lungimea totală mică a traiectoriei libere a sarcinilor libere. Aceasta este mai pronunțată la distanțe foarte mici, comparabile cu traiectoria medie liberă, valoarea medie a cărora este în condiții normale barometrice de 10 -5 cm. la o presiune de 101325 Pa = 760 mm Hg. și 273,15K = temperatura de 0 ° C, rezistența electrică a aerului la o distanță de 1 cm între electrozi este de aproximativ 3,2 MV / m (3,2 kV / mm), distanța dintre electrozii de 6 mm - 70 MV / m.
Tensiunea de spargere crește odată cu creșterea presiunii gazului și cu grosimea stratului de gaz. Odată cu scăderea presiunii gazului și a distanței dintre electrozi, tensiunea de desprindere scade, dar după trecerea unui minim, crește din nou. Pentru aer, tensiunea minimă defalcare este de aproximativ 300 V, pentru gaze diferite în intervalul 195-520 V. Gazele la presiuni ridicate sunt utilizate ca izolație pentru echipamente de înaltă tensiune, și în fabricarea de cabluri de înaltă tensiune condensatori.
Defalcarea gazului într-un câmp neomogen
Un câmp neomogen se ridică între două puncte, punctul și planul, între firele liniilor de transmisie, între suprafețele sferice, cu o distanță între ele care depășește raza sferei, etc.
câmp neomogenitate conduce la faptul că, în anumite locații, densitatea liniilor de câmp este foarte mare, și, prin urmare, are o valoare de rezistență mai mare și ionizare de impact începe deja la tensiuni mai mici decât este tipic pentru o anumită perioadă de timp.
defalcare gaz caracteristică într-un câmp neomogen este apariția unei descărcări parțiale sub forma unei coroane în locuri unde intensitatea câmpului atinge o valoare critică, o tranziție suplimentară în corona și scânteie de descărcare arcului atunci când tensiunea crește. Crown - procese de această ionizare într-o regiune locală în apropierea electrodului, de multe ori in apropiere de marginile ascuțite ale electrozilor, în cazul în care câmpul electric local poate fi foarte mare. Acestea duc la pierderi de energie, introduc zgomot în gama de frecvențe radio, eliberează ozon și oxizi nocivi de azot.
Generatorul de tensiune înaltă GNV1-02a (denumit în continuare dispozitivul) este destinat pentru desfășurarea unui atelier de lucru privind cursul materialelor radio în universități. Dispozitivul este folosit ca parte a laboratoarelor modulare și a complexelor de instruire MUK-RM (materiale radio), precum și pentru demonstrații de curs.
Aparatul este destinat:
Generarea unei tensiuni constante cu un nivel reglabil.
Condiții de funcționare - laborator:
Temperatura ambiantă este de la 283 la 308 K (de la +10 la +35 ° C);
Umiditate relativă până la 80% la o temperatură de 298 K (+25 0 C);
Presiunea atmosferică este de 100 ± 4 kPa (750 + 30 mm Hg);
Tensiunea rețelei de alimentare este de 220 ± 20 V cu o frecvență de 50 Hz.
Parametrii și caracteristicile electrice
Generatorul de tensiune DC controlată are următorii parametri:
Tensiune reglabilă la ieșire, nu mai mult de 20 kV;
Curentul de ieșire nu mai mare de 200 μA;
Răsplată de tensiune, nu mai mult de 10%.
Dispozitivul oferă specificațiile sale tehnice în limitele normelor specificate după o încălzire automată de 5 minute;
Dispozitivul permite o funcționare continuă timp de 8 ore, menținând caracteristicile sale tehnice.
Aspectul dispozitivului este prezentat în Fig. 1.
Figura 1. Controalele IOG.
Indicator supracurent;
Indicator de suprasarcină de tensiune;
ATENȚIE:
Nu introduceți și nu scoateți ștecărul de alimentare în timp ce este apăsat butonul "Rețea".
Cum să lucrați cu blocul
Activați butonul "Rețea" 10 (figura 1) și se va aprinde indicatorul de tensiune, care va afișa (000). Instrumentul este pregătit pentru funcționare.
Dacă indicatorul de blocare 4 este aprins, înseamnă că capacul camerei de înaltă tensiune este deschis sau nu este instalat.
Distanța recomandată între electrozii este de cel puțin 1 mm.
Camera de măsurare
Camera de măsurare IR2-1 este destinată pentru desfășurarea unui workshop cu privire la cursul materialelor radio în instituțiile de învățământ superior. Camera este utilizată ca parte a laboratoarelor modulare și a complexelor de instruire MUK-RM (împreună cu GNV1), precum și pentru demonstrații de curs.
Camera este proiectată să măsoare distanțele de tensiune de rupere.
Condițiile de operare sunt în laborator.
Ordinea de executare a muncii
Pentru a studia informații teoretice despre defectarea electrică a unui izolator de aer.
Pentru a studia instalația de laborator ГВН1 + ИК2-1, parametrii și caracteristicile electrice, comenzile și indicațiile.
Obțineți setul de electrozi al profesorului și instalați prima pereche în IR2-1.
Setați decalajul dintre electrozii de 1 mm și măsurați tensiunea de defect, crescând treptat tensiunea de ieșire a GVH1.
Prin creșterea distanței dintre electrozi cu 1 mm, efectuați o serie de măsurători ale tensiunii de rupere și compilați curbele dependențelor U = f (d).
Calculați intensitatea câmpului electric la care are loc defectarea.
Schimbați setul de electrozi și repetați paragrafele. 4 - 6 pentru electrozi de alte forme.
Desenează concluzii despre studiu.
Notă pentru studenți (măsurătorile și calculele trebuie făcute ținând cont de precizia măsurătorilor furnizate de instrument).
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: