Работа на установке при испытаниях
2.5.1 Установить требуемое испытательное напряжение переключателем /7/. При испытаниях переменным напряжением включить переключателем /6/ требуемое напряжение /1/ 2/5/10 кВ/.
2.5.2 Включить силовой выключатель /1/. Зажигается зеленая сигнальная лампа, находящаяся в кнопочном выключателе /2/.
2.5.3 Выключить рабочий контактор кнопочным выключателем /2/. Гаснет зеленая сигнальная лампа /2/ и загорается красная сигнальная лампа в кнопочном выключателе /3/.
2.5.4 Установить выходное напряжение вращением вправо ручки /5/. В случае пробоя на испытуемом объекте или при слишком большом потребляемом токе выключается рабочий контактор.
Снятие показаний измерительных приборов
2.6.1 Измерение переменного напряжения.
Выходное напряжение получается произведением первичного напряжения на коэффициент в соответствии с таблицей 2.3.
Таблица 2.3
  Переключатель ступеней (6) находится в положении | Коэффициент при выходе на | |
| Клеммах U-Y | Клеммах Y- | |
| 1 кВ | 2.5 | |
| 2 кВ | ||
| 5 кВ | 12.5 | |
| 10 кВ |
2.6.2 Измерение постоянного напряжения.
Выходное напряжение показывает прибор /8/ с учетом положения выключателя /7/.
2.5.3 Измерение тока.
Прибор показывает следующие значения:
выходной ток регулировочного трансформатора (11)
выходной ток высоковольтного трансформатора (9).
Выключение устройства
Выключение испытательного устройства производится, как правило, по следующей схеме:
2.7.1 Установить испытательное напряжение вращением ручки /5/ до левого упора на нуль.
2.7.2 Выключить рабочий контактор кнопочным выключателем /3/.
2.7.3 Выключить силовой выключатель /1/.
2.7.4 В случае опасности выключить силовой выключатель (1).
Выключать силовой выключатель размыканием двух контактов не допускается.
Рабочее задание
2.8.1 Пробить указанное преподавателем количество образцов.
2.8.2 Результаты определения Епр представить в виде вариационного ряда и сводной таблицы аналогично таблице 1.1.
2.8.3 Вычислить Епр и s.
2.8.4 Построить гистограмму и интегральную кривую.
2.8.5 Объяснить полученные результаты.
2.8.6 По результатам пробоя разных изоляционных материалов сделать выводы о зависимости электрической прочности от состава и структуры материала.
Конденсаторная бумага
| h, мм | U, кВ | Епрi, кВ/мм |
| 0,028 | ||
| Епрi, В/мм | № | ni |
| 15626,65 | ||
| 15627,65 | ||
| 15628,65 | ||
| 15629,65 | ||
| 15630,65 | ||
| 15631,65 | ||
| 15632,65 | ||
| 15633,65 | ||
| 15634,65 | ||
| 15635,65 | ||
| 15636,65 | ||
| 15637,65 | ||
| 15638,65 | ||
| 15639,65 | ||
| 15640,65 | ||
| 15641,65 | ||
| 15642,65 | ||
| 15643,65 | ||
| 15644,65 | ||
| 15645,65 | ||
| 15646,65 | ||
| 15647,65 | ||
| 15648,65 | ||
| 15649,65 | ||
| 15650,65 | ||
| 15651,65 | ||
| 15652,65 | ||
| 15653,65 | ||
| 15654,65 | ||
| 15655,65 | ||
| 15656,65 | ||
| 15657,65 | ||
| 15658,65 | ||
| 15659,65 | ||
| 15660,65 | ||
| 15661,65 | ||
| 15662,65 | ||
| 15663,65 | ||
| 15664,65 | ||
| 15665,65 | ||
| 15666,65 | ||
| 15667,65 | ||
| 15668,65 | ||
| 15669,65 | ||
| 15670,65 | ||
| 15671,65 | ||
| 15672,65 | ||
| 15673,65 | ||
| 15674,65 | ||
| 15675,65 |
| Епрi, кВ/мм | ni |  | Wi |  Wi | ni Епрi | Епрi―Епр | (Епрi―Епр)2 | (Епрi―Епр)2ni |
| 15626,65 | 0,02 | 0,02 | -27,2 | 739,78 | 739,78 | |||
| 15628,65 | 0,04 | 0,06 | -25,2 | 635,04 | 1270,1 | |||
| 15632,65 | 0,08 | 0,14 | -21,2 | 449,44 | 1797,8 | |||
| 15640,65 | 0,16 | 0,3 | -13,2 | 174,24 | 1393,9 | |||
| 15650,65 | 0,2 | 0,5 | -3,2 | 10,24 | 102,4 | |||
| 15657,65 | 0,14 | 0,64 | 3,8 | 14,44 | 101,08 | |||
| 15663,65 | 0,12 | 0,76 | 9,8 | 96,04 | 576,24 | |||
| 15667,65 | 0,08 | 0,84 | 13,8 | 190,44 | 761,76 | |||
| 15672,65 | 0,1 | 0,94 | 18,8 | 353,44 | 1767,2 | |||
| 15675,65 | 0,06 | 21,8 | 475,24 | 1425,7 | ||||
| 9935,9 |
Епр= 
s= 
Гистограмма и интегральная кривая
Промасленная бумага
| h, мм | U, кВ | Епрi, кВ/мм |
| 0,023 | ||
| Епрi, В/мм | № | ni |
| Епрi, кВ/мм | ni |  | Wi |  | ni Епрi | Епрi―Епр | (Епрi―Епр)2 | (Епрi―Епр)2ni |
| 0,02 | 0,02 | -27,2 | 739,84 | 739,84 | ||||
| 0,04 | 0,06 | -25,2 | 635,04 | 1270,1 | ||||
| 0,08 | 0,14 | -21,2 | 449,44 | 1797,8 | ||||
| 0,16 | 0,3 | -13,2 | 174,24 | 1393,9 | ||||
| 0,2 | 0,5 | -3,2 | 10,24 | 102,4 | ||||
| 0,14 | 0,64 | 3,8 | 14,44 | 101,08 | ||||
| 0,12 | 0,76 | 9,8 | 96,04 | 576,24 | ||||
| 0,08 | 0,84 | 13,8 | 190,44 | 761,76 | ||||
| 0,1 | 0,94 | 18,8 | 353,44 | 1767,2 | ||||
| 0,06 | 21,8 | 475,24 | 1425,7 | |||||
Епр= 
s= 
Гистограмма и интегральная кривая
Трансформаторная бумага
| h, мм | U, кВ | Епрi, кВ/мм |
| 0,043 | 13488,36 | |
| 13953,48 | ||
| 14651,15 | ||
| 14883,71 | ||
| 15348,83 |
| Епрi, В/мм | № | ni |
| 14465,11 | ||
| 14466,11 | ||
| 14467,11 | ||
| 14468,11 | ||
| 14469,11 | ||
| 14470,11 | ||
| 14471,11 | ||
| 14472,11 | ||
| 14473,11 | ||
| 14474,11 | ||
| 14475,11 | ||
| 14476,11 | ||
| 14477,11 | ||
| 14478,11 | ||
| 14479,11 | ||
| 14480,11 | ||
| 14481,11 | ||
| 14482,11 | ||
| 14483,11 | ||
| 14484,11 | ||
| 14485,11 | ||
| 14486,11 | ||
| 14487,11 | ||
| 14488,11 | ||
| 14489,11 | ||
| 14490,11 | ||
| 14491,11 | ||
| 14492,11 | ||
| 14493,11 | ||
| 14494,11 | ||
| 14495,11 | ||
| 14496,11 | ||
| 14497,11 | ||
| 14498,11 | ||
| 14499,11 | ||
| 14500,11 | ||
| 14501,11 | ||
| 14502,11 | ||
| 14503,11 | ||
| 14504,11 | ||
| 14505,11 | ||
| 14506,11 | ||
| 14507,11 | ||
| 14508,11 | ||
| 14509,11 | ||
| 14510,11 | ||
| 14511,11 | ||
| 14512,11 | ||
| 14513,11 | ||
| 14514,11 |
| Епрi, кВ/мм | ni |  | Wi |  Wi | ni Епрi | Епрi―Епр | (Епрi―Епр)2 | (Епрi―Епр)2ni |
| 14465,11 | 0,02 | 0,02 | -27,2 | 739,97 | 739,97 | |||
| 14467,11 | 0,04 | 0,06 | -25,2 | 635,04 | 1270,1 | |||
| 14471,11 | 0,08 | 0,14 | -21,2 | 449,44 | 1797,8 | |||
| 14479,11 | 0,16 | 0,3 | -13,2 | 174,24 | 1393,9 | |||
| 14489,11 | 0,2 | 0,5 | -3,2 | 10,24 | 102,4 | |||
| 14496,11 | 0,14 | 0,64 | 3,8 | 14,44 | 101,08 | |||
| 14502,11 | 0,12 | 0,76 | 9,8 | 96,041 | 576,25 | |||
| 14506,11 | 0,08 | 0,84 | 13,8 | 190,44 | 761,77 | |||
| 14511,11 | 0,1 | 0,94 | 18,8 | 353,44 | 1767,2 | |||
| 14514,11 | 0,06 | 21,8 | 475,24 | 1425,7 | ||||
| 9936,1 |
Епр= 
s= 
Гистограмма и интегральная кривая
Стеклолакоткань
| h, мм | U, кВ | Епрi, кВ/мм |
| 0,042 | 35237,3 | |
| 37380,1 | ||
| 38570,6 | ||
| 39046,8 | ||
| 41903,8 |
| Епрi, В/мм | № | ni |
| 38427,73 | ||
| 38428,73 | ||
| 38429,73 | ||
| 38430,73 | ||
| 38431,73 | ||
| 38432,73 | ||
| 38433,73 | ||
| 38434,73 | ||
| 38435,73 | ||
| 38436,73 | ||
| 38437,73 | ||
| 38438,73 | ||
| 38439,73 | ||
| 38440,73 | ||
| 38441,73 | ||
| 38442,73 | ||
| 38443,73 | ||
| 38444,73 | ||
| 38445,73 | ||
| 38446,73 | ||
| 38447,73 | ||
| 38448,73 | ||
| 38449,73 | ||
| 38450,73 | ||
| 38451,73 | ||
| 38452,73 | ||
| 38453,73 | ||
| 38454,73 | ||
| 38455,73 | ||
| 38456,73 | ||
| 38457,73 | ||
| 38458,73 | ||
| 38459,73 | ||
| 38460,73 | ||
| 38461,73 | ||
| 38462,73 | ||
| 38463,73 | ||
| 38464,73 | ||
| 38465,73 | ||
| 38466,73 | ||
| 38467,73 | ||
| 38468,73 | ||
| 38469,73 | ||
| 38470,73 | ||
| 38471,73 | ||
| 38472,73 | ||
| 38473,73 | ||
| 38474,73 | ||
| 38475,73 |
| Епрi, кВ/мм | ni |  | Wi |  Wi | ni Епрi | Епрi―Епр | (Епрi―Епр)2 | (Епрi―Епр)2ni |
| 38427,73 | 0,02 | 0,02 | 38427,73 | -27,2 | 740,05 | 740,05 | ||
| 38429,73 | 0,04 | 0,06 | 76859,46 | -25,2 | 635,04 | 1270,1 | ||
| 38433,73 | 0,08 | 0,14 | 153734,9 | -21,2 | 449,44 | 1797,7 | ||
| 38441,73 | 0,16 | 0,3 | 307533,8 | -13,2 | 174,24 | 1393,9 | ||
| 38451,73 | 0,2 | 0,5 | 384517,3 | -3,2 | 10,239 | 102,39 | ||
| 38458,73 | 0,14 | 0,64 | 269211,1 | 3,8001 | 14,441 | 101,08 | ||
| 38464,73 | 0,12 | 0,76 | 230788,4 | 9,8001 | 96,042 | 576,25 | ||
| 38468,73 | 0,08 | 0,84 | 153874,9 | 13,8 | 190,44 | 761,77 | ||
| 38473,73 | 0,1 | 0,94 | 192368,7 | 18,8 | 353,44 | 1767,2 | ||
| 38476,73 | 0,06 | 115430,2 | 21,8 | 475,24 | 1425,7 | |||
| 9936,2 |
Епр= 
s= 
Гистограмма и интегральная кривая
Лакоткань
| h, мм | U, кВ | Епрi, кВ/мм |
| 0,047 | 36169,2 | |
| 38509,56 | ||
| 39786,12 | ||
| 41062,68 | ||
| 41913,72 |
| Епрi, В/мм | № | ni |
| 39488,26 | ||
| 39489,26 | ||
| 39490,26 | ||
| 39491,26 | ||
| 39492,26 | ||
| 39493,26 | ||
| 39494,26 | ||
| 39495,26 | ||
| 39496,26 | ||
| 39497,26 | ||
| 39498,26 | ||
| 39499,26 | ||
| 39500,26 | ||
| 39501,26 | ||
| 39502,26 | ||
| 39503,26 | ||
| 39504,26 | ||
| 39505,26 | ||
| 39506,26 | ||
| 39507,26 | ||
| 39508,26 | ||
| 39509,26 | ||
| 39510,26 | ||
| 39511,26 | ||
| 39512,26 | ||
| 39513,26 | ||
| 39514,26 | ||
| 39515,26 | ||
| 39516,26 | ||
| 39517,26 | ||
| 39518,26 | ||
| 39519,26 | ||
| 39520,26 | ||
| 39521,26 | ||
| 39522,26 | ||
| 39523,26 | ||
| 39524,26 | ||
| 39525,26 | ||
| 39526,26 | ||
| 39527,26 | ||
| 39528,26 | ||
| 39529,26 | ||
| 39530,26 | ||
| 39531,26 | ||
| 39532,26 | ||
| 39533,26 | ||
| 39534,26 | ||
| 39535,26 | ||
| 39536,26 | ||
| 39537,26 |
| Епрi, кВ/мм | ni | | Wi | Wi | ni Епрi | Епрi―Епр | (Епрi―Епр)2 | (Епрi―Епр)2ni |
| 39488,26 | 0,02 | 0,02 | 39488,26 | -27,2 | 740,05 | 740,05 | ||
| 39490,26 | 0,04 | 0,06 | 78980,52 | -25,2 | 635,04 | 1270,1 | ||
| 39494,26 | 0,08 | 0,14 | -21,2 | 449,44 | 1797,7 | |||
| 39502,26 | 0,16 | 0,3 | 316018,1 | -13,2 | 174,24 | 1393,9 | ||
| 39512,26 | 0,2 | 0,5 | 395122,6 | -3,2 | 10,239 | 102,39 | ||
| 39519,26 | 0,14 | 0,64 | 276634,8 | 3,8001 | 14,441 | 101,08 | ||
| 39525,26 | 0,12 | 0,76 | 237151,6 | 9,8001 | 96,042 | 576,25 | ||
| 39529,26 | 0,08 | 0,84 | 13,8 | 190,44 | 761,77 | |||
| 39534,26 | 0,1 | 0,94 | 197671,3 | 18,8 | 353,44 | 1767,2 | ||
| 39537,26 | 0,06 | 118611,8 | 21,8 | 475,24 | 1425,7 | |||
| 9936,2 |
Епр= 
s= 
Гистограмма и интегральная кривая
Контрольные вопросы
2.9.1 Что такое электрическая прочность диэлектрика? Единицы измерения в системе СИ.
Электрическая прочность диэлектрика — характеристика диэлектрика, минимальная напряжённость электрического поля, при которой наступает электрический пробой. Все газы, а также все твёрдые и жидкие диэлектрики обладают конечной электрической прочностью.
Когда напряжённость электрического поля превышает электрическую прочность, диэлектрик начинает проводить электрический ток. Проводимость вызывается комбинацией ударной ионизации и туннельного просачивания; роль каждого из этих эффектов зависит от конкретного диэлектрика.
Измеряется в вольтах на единицу расстояния [В/мм]
2.9.2 Виды пробоя твердых диэлектриков.
1) электрический пробой;
2) тепловой пробой;
3) электрохимический пробой;
4) поверхностный пробой.
Электрический пробой твердых диэлектриков характеризуется весьма быстрым развитием. Он протекает за время 10-7 - 10-8 с, не обусловлен тепловой энергией, хотя электрическая прочность при электрическом пробой незначительно зависит от температуры, и сопровождается в своей начальной стадии разрушением диэлектрика в очень узком канале.
Тепловой пробой возникает в том случае, когда количество тепловой энергии, выделяющейся в диэлектрике за счет диэлектрических потерь, превышает то количество энергии, которое может рассеиваться в данных условиях; при этом нарушается тепловое равновесие, а процесс приобретает лавинообразный характер.
Электрохимический пробой технических материалов имеет существенное значение при повышенных температурах и высокой влажности воздуха. Этот пробой наблюдается при постоянном и переменном напряжении низкой частоты, когда в материале развиваются процессы, обусловливающие необратимое уменьшение сопротивления изоляции. Кроме того, электрохимический пробой может иметь место при высоких частотах, если в закрытых порах материала происходит ионизация газа, сопровождающаяся тепловым эффектом и восстановлением.
При испытании и эксплуатации твердых диэлектриков с высокой электрической прочностью может наблюдаться явление поверхностного пробоя, под которым понимают пробой газа или жидкости вблизи поверхности твердого диэлектрика. По существу, в случае поверхностного пробоя электрическая прочность твердого диэлектрика не нарушается, однако образование проводящего канала на поверхности существенно ограничивает рабочие напряжения изоляторов.
2.9.3 Как происходит электрический пробой?
Электрический пробой — лавинный пробой, связанный с тем, что носитель заряда на длине свободного пробега приобретает энергию, достаточную для ионизации молекул кристаллической решётки или газа и увеличивает концентрацию носителей заряда. При этом создаются свободные носители заряда (увеличивается концентрация электронов), которые вносят основной вклад в общий ток. Генерация носителей происходит лавинообразно. Различают поверхностный пробой и объёмный пробой диэлектриков.
2.9.4 Как происходит электротепловой пробой?
Электротепловой пробой возникает вследствие нарушения в диэлектрике теплового равновесия между процессами тепловыделения и теплоотдачи и проявляется в тепловом разрушении материала в месте наибольших диэлектрических потерь.
2.9.5 Как происходит электрохимический пробой?
Электрохимический пробой (электрическое старение) обусловлен медленными изменениями химического состава и структуры полимерного диэлектрика, происходящими под действием электрического поля или разрядов в окружающей среде.
2.9.6 Зависимость электрической прочности диэлектрика от его толщины.
С увеличение толщины диэлектриков Uпр возрастает медленнее, чем их толщина, т. е. Епр(h) носит не линейный характер. Епр=Uпр/h
2.9.7 Как проводят статистическую обработку результатов эксперимента?
Необходимость обработки вызвана тем, что выборочный анализ отдельных данных может привести к ошибочным выводам.
Статистическая обработка результатов включает:
· определение доверительного интервала среднего значения и дисперсии величин выходных параметров для заданной статистической надежности;
· проверка на отсутствие ошибочных знаний;
· проверка соответствия опытных данных.
2.9.8 Что такое среднеквадратичное отклонение?
Среднеквадратическое отклонение – в теории вероятностей и статистике наиболее распространённый показатель рассеивания значений случайной величины относительно её математического ожидания.
xi – значения изучаемого признака (варианты);
n – объем статистической совокупности;
– средняя арифметическая величина.
2.9.9 Цель статистической обработка результатов?
Главная цель – представить количественные данные в сжатой форме с тем, чтобы облегчить их понимание.