Описание установки и объектов испытания

Принципиальная электрическая схема установки представлена на рис. 2.4. Источником напряжения промышленной частоты служит испытательный трансформатор на 100 кВ (действующее значение) типа ТВО-140/50, имеющий номинальный коэффициент трансформации . Напряжение его регулируется с помощью автотрансформатора АТР и измеряется на стороне низшего напряжения вольтметром. Резистор служит для защиты трансформатора от больших токов и большой крутизны среза напряжений при перекрытии объекта испытаний.

Выключатель служит для коммутации напряжения испытательной установки и создания видимого разрыва в цепи питания. Выключатель (контактор) предназначен для дистанционного отключения высоковольтного трансформатора и его защиты.

Высоковольтная часть установки (на рис. 2.4. обведена пунктиром) расположена на испытательном поле, которое оборудовано устройством для за-

Рис. 2.4

земления выводов высокого напряжения. Двери ограждения испытательного поля снабжены блокировкой, контакты которой включены в цепь питания установки.

Для изучения разрядных напряжений в однородном поле используется промежуток между двумя дисками с закругленными краями (рис. 2.1). В промежуток помещаются диэлектрические цилиндры разной высоты, сделанные из гигроскопичного и малогигроскопичного материалов.

Разрядные напряжения по поверхности диэлектрика в неоднородном поле с преобладающей тангенциальной составляющей напряженности изучаются на конструкции, показанной на рис. 2.5.

Рис. 2.5

Электроды представляют собой металлические кольца (в качестве твердого диэлектрика используется стеклянная трубка). Одно из колец служит одновременно для крепления стеклянной трубки, при этом изменяется расстояние между электродами.

Для изучения поверхностного разряда в неоднородном поле с большей нормальной составляющей напряженности, внутрь стеклянной трубки 1 помещается металлическая трубка 2 (рис. 2.6) таким образом, чтобы внутренний конец ее находился примерно посередине стеклянной трубки. Напряжение подается между кольцом 3 и металлической трубкой. Перемещая кольцо по поверхности стекла, можно изменять расстояние между электродами. Удельная поверхностная емкость в этом устройстве не изменяется.

Рис. 2.6

Влияние удельной поверхностной емкости на развитие разряда изучается с помощью устройства, показанного на рис. 2.7. Электродами разрядного промежутка в этом устройстве служат полусфера ПС, на которую подается напряжение, и заземленная металлическая пластина с круглым вырезом . Электроды прижаты к тонкому листу диэлектрика Д (винипласт). Разрядное расстояние между электродами L=20 см. Вторая заземленная металлическая пластина может устанавливаться на разных расстояниях от поверхности диэлектрика, указываемых специальной шкалой Ш, и служит для изменения удельной поверхностной емкости.

Рис. 2.7

Проведение эксперимента

Определить разрядные напряжения воздушных промежутков в однородном поле (рис.2.1) при расстояниях между электродами l=1,2,3 см. Определить разрядные напряжения указанных промежутков при размещении между электродами цилиндров длиной 1,2,3 см, выполненных из гигроскопичного и малогигроскопичного диэлектриков (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Расстояние между электродами,

Воздух

Диэлектрик –

Диэлектрик –

ср

ср

Ср

Определить разрядные напряжения по поверхности диэлектрика в конструкции изолятора с преобладающей тангенциальной составляющей напряженности поля (рис.2.5). Расстояние между электродами l изменить в пределах от 2 до 10 см (табл.2.2).

Таблица 2.2

	Расстояние между электродами
3 ср

Определить разрядные напряжения по поверхности диэлектрика в конструкции изолятора с преобладающей нормальной составляющей напряженности поля (рис.2.6). Расстояние между электродами l изменить в пределах от 2 до 10 см. Оформление результатов эксперимента производится в виде табл.2.2.

Определить разрядные напряжения по поверхности диэлектрика в схеме рис.2.7. Для измерения удельной поверхностной емкости заземленную плоскость П₂ устанавливать на расстояниях d=1,2,3,4 и 5 см от поверхности П₁ (табл.2.3).

Таблица 2.3

	Расстояние между поверхностями d, см
3 ср

Обработка результатов

По результатам опытов построить зависимости , а для опытов по схеме рис. 2.7 . Определить средние разрядные напряженности поля по формуле:

.

Построить графики , а для опытов по схеме рис. 2.7: .

Оформление отчета

В отчете должна быть указана цель работы, приведены изображения испытываемых изоляционных конструкций, представлены результаты эксперимента в форме таблиц 2.1, 2.2, 2.3 и в виде графиков , , , . Отчет завершается выводами по работе.

Контрольные вопросы

1. Почему необходимо обеспечить плотное прилегание твердого диэлектрика к электродам?

2. Имеется однородное поле чисто воздушного промежутка. Как изменится разрядное напряжение, если в этот промежуток внесен твердый диэлектрик?

3. Поясните, где выше напряженность электрического поля: у шапки или у основания опорного изолятора? Почему?

4. Объясните влияние удельной поверхностной емкости на развитие разряда по поверхности проходного изолятора.

5. Что такое скользящий разряд?

Литература

Техника высоких напряжений /Под ред. Д.В. Разевига, -М.: Энергия, с. 76, § 4.1-4.4.

Лабораторная работа 3