Определение диэлектрической проницаемости, электрических потерь и емкости образцов твердых диэлектриков при высоком напряжении промышленной частоты

параллельного соединения емкости (С) и активного сопротивления (R) .

      На рис. 1.1. приведена схема и векторная диаграмма параллельного соединения элементов, здесь тангенс угла диэлектрических потерь равен отношению активной составляющей тока I_а к реактивной  I_а. Для последовательной схемы векторная диаграмма аналогична, а tg(d) равен отношению падений напряжений на активном сопротивлении и емкости. Рассеиваемая в диэлектрике энергия равна:

                         ,

где     U- напряжение, В ;

           w- угловая частота, 1/с;

           С_х- емкость, Ф:

Показатель tg(d) очень чувствителен к изменению качества изоляции, поэтому, измеряя его, контролируют состояние изоляции трансформаторов, конденсаторов, электрических машин и другого электрооборудование. Измерение tg(d) и С диэлектриков при высоком напряжении (3 кВ) промышленной частоты может производится с помощью моста переменного тока типа Р5026 (мост Шеринга), принципиальная схема которого показана на рис. 1.2.                               

                                  рис. 1.1.                        

                                                          Рис. 1.2.

      Мост образован двумя высоковольтными емкостями: эталонной емкостью С₀ и емкостью С_х испытуемого образца. Сторона низкого напряжения моста из регулируемого активного сопротивления и реактивной емкости С₄ , шунтированной постоянным сопротивлением R₄ . В диагональ А-В мост включен нуль индикатор (НИ), состоящий из усиления и гальванометра. Равновесие моста, определяемое по отсутствию тока в диагонали А-В, возможно лишь в том случае, если амплитуда и фаза в точках А и В будет одинаковыми. Поэтому в схеме и необходимы две настройки равновесия моста: сопротивления R₃ и емкостью С₄ . Для создания условий безопасности работы регулируемые элементы R₃ и С₄ одним концом заземлены, а в точки А и В включены разрядники Р₁ и Р₂ , пробиваемые при попадании высокого напряжения на низкую часть моста.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЯ.

1.  Ознакомление с описанием моста и названием всех его элементов.

2.  Проверить положение или установить на мосте:

-ручку ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ в положение ''ВЫКЛ'';

-ручку N в положение 0,1;

-ручку tg(d) в положение + tg d 2;

-ручку ряда R₃ в положение отсчета 50 Ом;

-ручку ряда С₄ в положение 0,001мкФ;

-ручку переключателя ''А'' в положение 1.

КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ НАЖИМАТЬ КНОПКУ ''К''

 И ПЕРЕВОДИТЬ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ''А'' В ПОЛОЖЕНИЕ ''4, 5''.

3.  Включать установку (ТУМБЛЕР В₁), затем кнопку ''СЕТЬ'' на приборе и       плавно поднимать напряжение до 3 кВ. Тресков, разрядов или шипений в элементах схемы наблюдаться не должно. При обнаружении пробоев немедленно отключить напряжение.

4.  Включить тумблер ''СЕТЬ'' моста.

5.  Установить ручку ''ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ'' в положение, при котором стрелка микроамперметра отклонится на 30…35 мкА.

6.  Вращением ручки ''А'' выбрать предел, при котором отклонение стрелки микроамперметра будет минимальным.

7.  Поочередно регулируя ручки ряда R₃ и С₄ добиться минимального отклонения стрелки микроамперметра, увеличивая при этом чувствительность до 30 Дб.

8.  Переключатель ''ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ'' установить в положение ''ВЫКЛ'', снизить испытательное напряжение до нуля, выключить установку.

9.  Полученные данные внести в таблицу.

10.  Сменить образец.

11.  Повторить п.п. 2…9 для всех образцов.

12.  Произвести вычисление С_х  и tg d по формулам:

    Где     С₀ – действительное значение емкости образцового конденсатора     

                           (49,57 Пф)                                         

               N- множитель у переключателя (1 и 0,1); ε₀

               R₃ и С₄ – отсчет на мосте.         

13.  Определить емкость испытуемого конденсатора предложив, что испытуемый диэлектрик заменен воздухом (ε₀=1), тогда

    Где     S –площадь электрода ( диаметр высоковольтного электрода 5 см,                    S=19,63 см² );

                H – толщина испытуемого образца, см.

14.Определить диэлектрическую проницаемость образца по формуле

15.Определить мощность диэлектрических потерь испытуемых образцов по  

формуле 1.1.

16.Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 1.1.

                                                                                               Таблица 1.1.    

ВНИМАНИЕ !   По окончании работы ручку tg d поставить в положение