Цель работы. Исследовать влияние формы электродов и расстояния на начальное и разрядное напряжение при воздействии на промежуток переменного напряжения.
Программа работы. Ознакомиться с испытательной установкой и правилами безопасной работы.
Задание 1. Экспериментально определить электрическую прочность для электродов типа: плоскость-плоскость, шар-шар, игла-игла и игла-плоскость.
Задание 2. Освоить методику приведения результатов к нормальным атмосферным условиям.
Задание 3. Освоить методику статистической обработки результатов испытаний.
Задание 4. Рассчитать зависимости Uпр=f(s) и Eпр=f(s). Сопоставить результаты расчётов с данными измерений.
Задание 5. По экспериментальным и расчётным данным построить графики Uпр=f(s) и Eпр=f(s).
Среди различных газов наибольшее техническое применение как диэлектрик имеет воздух, т. к. он является естественной изоляцией в большинстве электрических конструкций: трансформаторов, конденсаторов, воздушных выключателях, линий электропередачи.
Как диэлектрик воздух имеет положительные свойства: быстро восстанавливает свою электрическую прочность после пробоя, незначительно изменяет диэлектрическую проницаемость, его диэлектрические потери очень малы (tgδ=10). Отрицательные свойства воздуха как диэлектрика: Низкая теплопроводность 0.00025-0.00036 вт/см*С, невысокая электрическая прочность, по сравнению с твёрдыми и жидкими диэлектриками, способность увлажняться, образовывать оксиды, поддерживать горение. Электрическая прочность воздуха не является постоянной и зависит от ряда факторов: Давления, влажности, формы поля между электродами, температуры, химического состава газа.
Наиболее важными являются:
1) форма электродов и схема включения их в цепь, определяющая характер поля в промежутке между электродами;
2) плотность и влажность воздуха;
3) род приложенного напряжения (постоянное, переменное промышленной частоты, высокой частоты и импульсное).
Механизм пробоя газа в равномерном поле.
Газы при небольших значениях напряжённости электрического поля обладают исключительно малой проводимостью, т. к. количество носителей электрических зарядов в атмосферном воздухе и поэтому при приложении малой разности потенциалов к воздушному промежутку в нём потечёт ток, практически незаметный и не влияющий на изолирующую способность воздуха.
Небольшое количество содержащихся в газе положительных и отрицательных ионов и электронов, находящихся, как и нейтральные молекулы газа, в беспорядочном тепловом движении, при воздействии поля получает некоторую добавочную скорость и начинает в зависимости от знака заряда перемещаться в направлении поля или против. При этом заряженная частица получает энергию.
W=q*Uλ
Где q - заряд, Uλ - разность потенциалов на длинне свободного пробега.
Если поле достаточно, то можно считать, что
Uλ=E*l,
Где Е - напряжённость поля, l-среднее расстояние, пройденное заряженной частицей без столкновения, то есть, длинна свободного пробега – λ.
Отсюда
Дополнительная энергия заряженных частиц сообщается атомам или молекулам газа, с которыми эти частицы сталкиваются. Если энергия достаточно велика, происходит возбуждение атомов, связанное с переходом электрона на более отдалённую от ядра орбиту, или ионизация молекул, т.е. их расщепление на электроны и положительные ионы.
Условием, определяющим возможность ударной ионизации, является
W>Wи
Причём W включает в себя энергию теплового движения, обычно небольшую
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.