Лабораторная работа №4 «Определение электрической прочности твердых диэлектриков»



страница1/4
Дата28.01.2020
Размер245 Kb.
ТипЛабораторная работа
  1   2   3   4

Лабораторная работа № 4

«Определение электрической прочности твердых диэлектриков»

Цель работы

Ознакомить учащихся с определением электрической прочности различных материалов и научить их испытанию этого параметра.



Приборы и оборудование

Электрическую прочность диэлектриков чаще всего определяют на установках переменного тока промышленной частоты.



Рисунок 1 Принципиальная схема установки переменного тока для измерения пробивного напряжения


Электрическую прочность диэлектриков определяют на установке переменного тока промышленной частоты (50 Гц), изображенной на рис. 1. Изменение подводимого напряжения осуществляют регулирующим устройством — лабораторным автотрансформатором Л AT Р. Испытываемый образец О с двумя электродами включают последовательно с резистором R, который служит для ограничения тока в цепи при пробое образца диэлектрика. Защитное сопротивление выбирают по высшему напряжению UB трансформатора Т: R = 0,2 UB.

Электрическую прочность диэлектриков также определяют и на установке постоянного тока (рис. 2).



О — испытываемый образец. Рш — шаровой разрядник. Т — испытательный трансформатор, В — выпрямитель высокого напряжения, Огр — заземленное ограждение, Кф — конденсатор фильтра, Л—неоновая лампа, Rl, R2, R3 — защитные резисторы

Рисунок 2 Принципиальная схема установки постоянного тока для измерения пробивного напряжения

В качестве источника питания используют выпрямитель, номинальное


напряжение которого должно быть не менее высшего номинального напряжения UB трансформатора, а ток насыщения не менее 100 мА. Резисторы R1 и R2 должны иметь сопротивления: R1= 0,2 Uв; R2 = 0,5 Uв.

Мощность повышающего трансформатора Sт в испытательных установках выбирают в зависимости от наибольшего напряжения установки.

Наибольшие напряжения установки, кВ ............................. 1 5 50 80 150

Мощность трансформатора, кВ-А, не менее.... ……………… 0,5 1 2,5 5 10

В схемах, показанных на рис. 1 и 2, напряжение измеряют электростатическим вольтметром высокого напряжения, присоединенным параллельно испытываемому образцу, или с помощью измерительного трансформатора напряжения.

В учебных лабораториях профессионально-технических учебных заведений испытания твердых диэлектриков на пробой можно проводить с помощью аппарата АМИ-60, обычно применяемого для определения электрической прочности трансформаторного масла (рис. 3 и 4).



Ти — испытательный трансформатор, Сэ — сосуд с электродами, В — высоковольтные выводы для присоединения испытываемых образцов твердых диэлектриков, К — блок-контакты крышки, Тр —регулировочный трансформатор, ПА — автоматический переключатель

Рисунок 3 Принципиальная схема аппарата АМИ-60 для определения электрической прочности трансформаторного масла
Образцы для определения электрической прочности твердого диэлектрика в однородном поле выполняют в виде квадратных или круглых пластин, стороны или диаметры (D) которых могут быть от 25 до 150 мм.

Если толщина образца не позволяет определить электрическую прочность в направлении, перпендикулярном слоям, испытания следует проводить на образцах с цилиндрическим вырезом (рис. 5, а).




Тп — повышающий трансформатор. Тр—регулировочный трансформатор, Гн — гнездо для включения контрольного вольтметра, К — блок-контакты крышки (контакт с механической связью), Сэ — сосуд с электродами, ВА — автоматический выключатель, К — корпус аппарата, Лкр., Лзел — лампы красная и зеленая

Рисунок 4 Принципиально-монтажная схема электрических соединений


аппарата АМИ-60
Электрическую прочность керамических материалов можно определять на плоских образцах, но предпочтительной формой являются плоские пластины со сферической лункой (рис. 5, б). Толщина слоя диэлектрика в месте пробоя должна быть не более 2 м.

а — с цилиндрическим вырезом, б — со сферической лункой

Рисунок 5. Образцы твердых диэлектриков для определения электрической прочности в однородном поле

Электрическую прочность слоистых электроизоляционных материалов (гетинакса, текстолита) вдоль слоев определяют на образцах с отверстиями (рис. 6), в которые плотно вставляют трубчатые электроды ø 5 мм.




h — толщина образца диэлектрика

Рисунок 6 Образец слоистого


диэлектрика для определения электрической прочности вдоль слоев


Рисунок 7 Форма и расположение электродов на образце


Электроды можно изготовить из меди, латуни или нержавеющей стали. Их рабочие поверхности должны быть отшлифованы и плотно прижаты к образцам, чтобы обеспечить хороший контакт. При определении электрической прочности образцов в направлении, перпендикулярном поверхности образца, или у слоистых пластиков, перпендикулярно слоям, применяют два цилиндрических электрода одинакового размера или два цилиндрических электрода разных размеров, причем диаметр нижнего электрода D1 должен превышать диаметр верхнего электрода D не менее чем в 3 раза (рис. 7). Диаметр верхнего электрода 50, 25 и 15 мм. Радиус закругления краев электрода R = 2,5 и 1 (для электрода меньшего
диаметра). Предпочтительными являются электроды следующих размеров: верхний — ø 25 мм и высотой не менее 25 мм, нижний — ø 75 мм и высотой не менее 15 мм; радиус закругления краев электрода 3 мм (рис.7)

Форма и геометрические размеры электродов должны соответствовать сферическим лункам и цилиндрическим вырезам в образцах (рис. 8).



Рисунок 8 Металлический электрод для образца со сферическими выемками

Электроды таких же размеров применяются для определения электрической прочности изоляционных слюдинистых материалов.

Для испытаний изоляции микаленты, которую поставляют в роликах, используют электроды в виде прямоугольных пластин длиной 100 мм, шириной 5 мм и высотой 9,5 мм. Электроды должны быть прижаты к образцу грузом в 2 кг.

Вследствие большой электрической прочности твердых диэлектриков (Епр = 15 ÷ 50МВ/м) возникает вероятность поверхностного пробоя образцов в воздухе (искровой разряд) испытываемого образца. Поэтому иногда приходится производить пробой твердого диэлектрика в среде электроизоляционной жидкости (трансформаторное масло). Для этого образец твердого диэлектрика вместе с закрепленными на нем электродами погружают в сосуд с электроизоляционной жидкостью, в которой испытываемый образец доводят до пробоя.



Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4


База данных защищена авторским правом ©dogmon.org 2019
обратиться к администрации

    Главная страница