Упражнение 1

Изтегляне 0.7 Mb.

страница	2/3
Дата	29.03.2022
Размер	0.7 Mb.
	#113981

1 2 3

etm lu 01

Задача за изпълнение
Методични указания за провеждане на изпитванията

R_s _s^b.
l

(1.3)

От уравнение (1.3) следва

_s R_s^l.
b

(1.4)

Фиг. 1.3

Дименсията за специфично повърхностно съпротивление е Ω.

Реципрочните стойности на _vи _sсе наричат съответно специфична обемна електрична проводимост (_v) и специфична повърхностна електрична проводимост (_s):

 _v ¹;
_v
 _s ¹.
_s

Дименсиите им са: за _v– S/m; за _s– S. (S - Сименс).

_vи _s, респективно _vи _sне зависят от геометрията на образеца и електродите, а само от веществото и условията, при които то се намира.

С величините R_s, _s_,_sсе характеризират само твърдите диелектрици.
С повишаване на температурата специфичната обемна проводимост на

твърдите диелектрици  _v
и специфичната проводимост на течните диелектрици

нарастват по експоненциален закон. В практиката са наблюдавани два вида зависимости:

_v Ae ^T;
 _v _oe^,

(1.5)

(1.6)

^където^A,^b^и ^са^{постоянни}^{коефициенти}^за^даден^{диелектрик;}^Т-^{абсолютна}температура;  - температура в ⁰С;  _o- специфична проводимост при ⁰С.
Графично уравнение (1.5) и (1.6) се представят с криви, изобразени на
фиг.1.4.а, б.
 ^

_Т
а) б)
Фиг. 1.4

Влиянието на температурата върху твърдите диелектрици се определя от увеличаването на броя на токоносителите (йоните). При течните диелектрици нарастването на  се дължи на изменение на подвижността* на йоните.

От уравнения (1.5) и (1.6) следват:

b
_v Be^T;

(1.7)

*Подвижност - отношение на средната скорост, която придобива заредена частица под действие на електрично поле, към интензитета на това поле.

_v _oe^^,

(1.8)

където:
B  ¹;
A
_o ¹,
_o

След експериментално снемане на зависимостите
_v _v(Т ) или

_v _v( ) могат да се определят коефициентите
B, b, _o,
въз основа на две

^{измервания}^при^{температури}^Т1 ^и^Т2 ⁽^{респективно}⁽^¹^,^²^),^при^които^са^{определени}

специфични съпротивление съответно
 и  :

v

v
1 2

ln _v_ln _v_v_v
_b_ 1 2 _;_B_¹_²
₁ ₁b b
_eT₁_eT₂
T₁T₂

(1.9)

Уравнения (1.9) се прилагат, когато графично представената зависимост  Т 
е близка до показаната на фиг.1.4 .а.

^^^lⁿ^^v¹^^lⁿ^^v²;    e^¹  e^^²
_₂__₁o v₁v₂

(1.10)

Уравнения (1.10) са приложими, когато графиката на функцията   е близка до показаната на фиг.1.4.б.
^При^{измерване}^на^Rv ^и^Rs ^на^твърди^{диелектрици}^двете^{компоненти}^на^тока(обемен и повърхностен) трябва да се разделят. Това се осъществява с помощта на
специална триелектродна система, включваща електродите: 1 - високоволтов

 _R_v
електрод, 2 - измервателен електрод, 3 - защитен електрод. Свързването при измерване

I

R
4 ^{съответно}^на
R_vи
R_sе посочено

D

g
d

^Iv
g

I S

-
+
фиг.1.5

₂на фиг.1.5 и 1.6.
Източникът на постоянно
³напрежение U трябва да създава в
⁰изпитвания образец 0 поле с интензитет от 0,1 до 1 МV/m
^h(kV/mm); 4 е преобразувател
ток/съпротивление с индикатор.
¹За плоскопаралелен
образец съгласно означенията на фиг. 1.5 и 1.6 уравнения (1.2) и
(1.4) добиват вида

___^d  g ^²d  g 
_v₄_h^R_v; _s  _gR_s,

(1.11)

където g = 0.5 (D-d).

фиг.1.6
За измерване на съпротивлението R на течни диелектрици се използват три или двуелектродни системи.

На фиг. 1.7 и 1.8 са представени две модификации на триелектродни системи. Въведени са следните означения: 1- измервателен електрод; 2 - защитен електрод; 3 и 4 - дистанциониращи изолационни елементи; 5 - високоволтов електрод; 6 - цифтове за присъединяване на електродите към измервателната апаратура; 7 - отвор за термометър или термодвойка.

фиг. 1.7
фиг. 1.8

На фиг.1.9 е показана двуелектродна система - 1 е високоволтов електрод; 2 - измервателен електрод.

I
_фиг._1.9фиг 1.10
Специфичното съпротивление се определя от уравнението

__RC_o
_o

(1.12)

където R е измерено съпротивление в  ; C_o- капацитет на електродната система без

диелектрик – вакуум (въздух) в pF ; _o
- електрична константа: 8,85 pF/m.

При измерване се избира такова изпитвателно напрежение, че интензитетът на електричното поле да е 0,25 kV/mm.
Особено лесно се получава зависимостта R( ) или R(Т), респективно G( ) или G(Т) (G= 1/R)за диелектрик с невисоко електрично съпротивление, например вода. Макар, че не е електроизолационен материал, като диелектрик тя се подчинява на разгледаните закономерности. Използва се опитна постановка, схематично представена на фиг.1.10.
Съпротивлението R и проводимостта G се определят по закона на Ом:

R  ^U; G ^I
I U

(1.13)

G и R се подчиняват на уравнения аналогични на (1.5) или (1.6), (1.7) или (1.8):

G  A^e ^T
G  G_oe^;
b
R  B^e^T;
R  R_oe^^;

(1.14)

(1.15)

(1.16)
(1.17)

Според вида на зависимостите G(Т) и/или G( ), представени графично и

^{сравнени}^с^{фиг.1.4.а,б,}^се^{определят}^b^иB^^или ^и^R_o
и 1.10
по уравнения, подобни на 1.9

_b_ln R₁ ln R₂_;_B__R₁_R₂_; ₁_₁b b _T₁_T₂_eT₁_eT₂	(1.18)
  ^lⁿ^R¹^^lⁿ^R²; R_o R₁e^^¹ R₂e^^²; ₂ ₁	(1.19)

Задача за изпълнение

Определяне на специфичното обемно и специфичното повърхностно съпротивление на твърди електроизолационни материали.
Определяне на специфичното съпротивление на течни електроизолационни материали.
Изследване влиянието на температурата върху специфичното съпротивление на твърди електроизолационни материали.
Определяне на специфичното съпротивление на течни електроизолационни материали при различни температури.
Изследване влиянието на температурата върху съпротивлението (проводимостта) на течен диелектрик.

Методични указания за провеждане на изпитванията

По точки 1 и 2 от заданието
Триелектродната система се свързва по схемите от фиг.1.5, 1.6 с тераомметър ИC1. Той съдържа източник на напрежение и преобразувател ток/съпротивление с индикатор. Уредът е готов за работа 20 минути след включване.
Измерват се R_νи R_sна предоставените твърди електроизолационни материали. Отчитането се осъществява 1 минута след подаване на изпитвателното напрежение. Изчисляват се _v и _sпо уравнения (1.11).
^{Определят}^се^{медианите}^Me _v^и^Me _s^на^_s^и^_v^въз^основа^{на данните,}получени от измерването на различни образци от един и същ електроизолационен материал.
Медиана на дадена случайна величина се нарича точката, която дели интервала на изменение на величината на две части така, че вероятността за попадане на отделните стойности в тях да бъде една и съща, равна на 0,5.
Медианата се определя по следния начин:
Стойностите на _v(респективно на _s) на отделните образци се подреждат във възходящ ред (вариационен ред) и се номерират от 1 до n. При нечетен брой образци

медианата е равна на специфичното съпротивление на образеца с номер
ⁿ^¹. При
2

четен брой образци медианата е равна на средногеометричната стойност на

резултатите с номера ⁿи
2
ⁿ 1 .
2

За определяне на специфичното съпротивление на течни електроизолационни материали триелектродни системи с течни диелектрици (фиг.1.7, 1.8) се свързват към тераомметър по схема, аналогична на показаната на фиг.1.5. Измерва се R и се изчислява  по уравнение (1.12)^*
По точка 3 от заданието

Схемата на опитната постановка е посочена на фиг.1.11.
фиг. 1.11
Двете триелектродни системи с изпитваните образци се поместват в термостат. Защитните електроди се свързват директно със заземителната клема на ^{тераомметъра. За всяка една температура последователно се включват към клеми}^Rх на тераомметъра високоволтовият и измервателният електрод на триелектродните системи.
Измерват се обемните съпротивления на двата образеца във функция от
температурата R_v R_v .

Изчисляват се _v
[по първото от уравнения (1.11)] и  _v 1/ _vпредставя се

графично зависимостта
 _v  _v  и се сравнява с чертежите на фиг.1.4.а,б. В

зависимост от вида й се определят коефициентите b и B по уравнения (1.9) или  и
^_oпо уравнения (1.10). Получените числени стойности за b и B или  и ^_oсе

заместват в уравнения 1.7 или 1.8 и чрез тях се изчисляват стойностите на
^ˆ_vза

температурите, при които са извършени измерванията. За всяка температура се

определя относителната разлика между _v
и ^ˆ_v
по уравнението

^^^^v^^^ˆ^v^.¹⁰⁰^%.
_v

*R и  са обемно съпротивление и специфично обемно съпротивление, но
индексът v е пропуснат, тъй като течните диелектрици не се характеризират с повърхностно съпротивление. По същата причина в по-нататъшното изложени проводимостта и специфичната проводимост на течни диелектрици (G и  ) се
означават без индекс.

По точка 4 от заданието:

Схемата на опитната постановка е посочена на фиг.1.12.
фиг. 1.12
Две двуелектродни системи за изпитване на течни електроизолационни материали с изследваните диелектрици се поместват в термостат. Високоволтовите им електроди се свързват с клема „+” на тераомметър, а измервателните електроди в хода на измерването за всяка температура последователно се включват към клема „-”.
Измерват се изолационните съпротивления на изпитваните течни електроизолационни материали.

Определят се стойностите на  по уравнение (1.12) и
  ¹. Представя се


графично зависимостта
    
и според вида й по-нататъшната обработка на

данните се извършва както в точка 3 от заданието.
По точка 5 от заданието
Изследва се съпротивлението R , респективно проводимостта G на вода във функция от температурата чрез опитна постановка, чиято схема е показана на фиг.1.10. Построява се графично функцията G   и в зависимост от вида й се
^{определят величините}^b^и^B^^{по уравнения (1.18) или}^^и^Rо ^{по уравнения (1.19).}Получените стойности се заместват в уравнение (1.16) или (1.17) и по него се изчислява R^ˆза температурите, при които са извършени измерванията. Определя се ^от^н^о^с^ителн^а^{та р}^а^з^л^ика^ме^ж^д^у^R^иR^ˆ^по^у^р^ав^н^е^ни^е^то

  .100% .
R

Изтегляне 0.7 Mb.

Сподели с приятели:

1 2 3

Упражнение 1

Задача за изпълнение

Методични указания за провеждане на изпитванията