Общие сведения

Жидкие диэлектрики получили очень широкое применение электроэнергетике. Трансформаторное масло – один из самых распространенных жидких диэлектриков. Область применения – высоковольтные трансформаторы, конденсаторы, генераторы, высоковольтные выключатели и другие электрические аппараты. Трансформаторное масло значительно повышает электрическую прочность изоляции, используется для гашения дуги в высоковольтных выключателях, обеспечивает интенсивный отвод тепла от токоведущих частей. По своим диэлектрическим характеристикам чистое трансформаторное масло обладает свойствами неполярного диэлектрика. Существенный недостаток трансформаторного масла – пожароопасность. Наряду с трансформаторным маслом в электрических аппаратах применяют синтетические диэлектрики, например – совол, совтол, гексол, полиметилсилоксан (ПМС), а в генераторах еще и дистиллированную воду, которая также является диэлектриком с высокой теплопроводностью.

Электротехнические свойства трансформаторного масла характеризуется следующими величинами: электрическая прочность - Е_ПР, характеризующая напряженность электрического поля при котором происходит пробой диэлектрика; и тангенс угла диэлектрических потерь tgδ, характеризующий отношение токов активной и емкостной проводимости при переменном напряжении.

Наиболее важной характеристикой масла является его электрическая прочность. Правилами технической эксплуатации электроустановок (ПТЭ) нормируется пробивное напряжение трансформаторного масла для различных аппаратов, определенное в стандартном пробойнике (таблица 3.1).

Таблица 3.1 – Нормы на электрическую прочность трансформаторного масла по ГОСТ 982-80

Для аппаратов с рабочим напряжением, кВ	Пробивное напряжение Uпр, кВ, не менее
	Сухого Масла	Масла, находящегося в эксплуатации
15 и ниже	30	25
15-35	35	30
60-220	45	40
330 и выше	55	50

Тангенс угла диэлектрических потерь – величина, равная отношению мощностей диэлектрических и омических потерь. tgδ характеризует степень чистоты масла. При абсолютно чистом масле tgδ=0. Обычно он находится в пределах 0,05-0,0001. С ростом температуры tgδ возрастает. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь производится при температуре 70 ⁰С, напряжении 10 кВ 50 Гц в специальном сосуде с помощью специального прибора, измеряющего активное и емкостные сопротивления – моста переменного тока.

Качество трансформаторного масла легко определить визуально по его цвету: красный – масло низкого качества, содержит примеси и используется в выключателях и аппаратах до 6 кВ; соломенный – масло высокого качества и предназначено для аппаратов 110 кВ и выше. Трансформаторное масло легко захватывает влагу из контактирующего с ним воздуха, к тому же на воздухе масло окисляется (темнеет) и растворяет в себе газы. При возникновении электрического разряда (например – коронного) или местного перегрева начинается разложение масла на водород и углерод (хороший проводник!). Все это снижает электрическую прочность масла и приводит к выходу из строя электроустановки. Для поддержания высокого качества трансформаторного масла в электрических аппаратах принимают меры для изоляции «масляного зеркала» от атмосферного воздуха, добавляют специальные присадки - антиоксиданты, устанавливают фильтры-осушители, производят периодическую проверку масла и, при необходимости, его очистку.

Полная оценка качества трансформаторного масла состоит из трех этапов.

1. Определение электрической прочности.

2. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь tgd; которое позволяет обнаружить твердые примеси и не газообразные продукты разложения (старение масла).

3. Хроматографический анализ растворенных газов, позволяет определить состав растворенных газов и причину ухудшения качества масла (старение (CO₂), коронный разряд (H₂), местный перегрев(CO), контакт с атмосферным воздухом (N₂, O₂)).

Объем исследований

В данной работе производится определение только электрической прочности трансформаторного масла. Для определения электрической прочности трансформаторного масла производится серия из ПЯТИ повторных пробоев изоляционного промежутка в стандартном маслопробойнике с интервалом времени между испытаниями не менее 5 минут. Пятиминутный перерыв необходим для оседания продуктов разложения из промежутка между электродами и восстановления изоляционных свойств масла. Чтобы исключить элемент случайности, по результатам проведенных испытаний вычисляется среднеарифметическая величина пробивного напряжения, а по ней вычисляют электрическую прочность.

Испытательная установка

Испытание масла производится на специальном высоковольтном аппарате – автоматическом испытателе масла АИМ-80. Испытуемое масло заливается в сосуд, установленный внутри аппарата под люком со смотровым окном. В сосуде размещены дисковые электроды, создающие испытательный промежуток (рис. 3.1). Размеры электродов и расстояние между ними определяется ГОСТом.

Рис.3.1 – Стандартный сосуд для испытания масла

Порядок проведения испытаний

1. Изучить инструкцию по работе на аппарате АИМ-80.

2. ПРОВЕРИТЬ НАЛИЧИЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ. РАБОТА БЕЗ ЗАЗЕМЛЕНИЕЯ КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩЕНА! При испытаниях стоять на диэлектрическом коврике.

3. Проверить наличие масла в сосуде и закрыть лючок.

4. Установить переключатели в соответствующие положения: «режим» – «q»; «уст. нуля» - «E».

5. Нажать кнопку «~». При этом желтый индикатор гаснет и загорается красный. Начинается автоматический подъем напряжения (это видно киловольтметру).

6. После пробоя записать значение напряжения пробоя, нажать кнопку «уст. нуля» и дождаться загорания желтого индикатора.

7. Выдержать паузу 5 минут.

8. Повторить пункты 5 – 7 еще четыре раза.

9. После окончания испытаний отключить аппарат от сети.

Обработка результатов испытаний

1. Результаты испытаний занести в таблицу 3.2.

Таблица 3.2

Номер пробоя	UПР, кВ
1
2
3
4
5
UПР, среднее, кВ
ЕПР, кВ/мм

2. Найти среднее значение пробивного напряжения по результатам пяти испытаний:

3. Найти значение электрической прочности масла:

3. Сделать вывод о пригодности масла вообще и для каких аппаратов его можно применить.

Вопросы для самоподготовки к лабораторной работе №3

1. Что такое трансформаторное масло? Какие еще жидкие диэлектрики вы знаете? (рассказать о способе получения, свойствах и области применения).

2. Чем вызваны электрические потери в жидких диэлектриках?

3. Почему с ростом температуры увеличивается tgd трансформаторного масла?

4. Что такое электрический пробой жидких диэлектриков?

5. Что такое тепловой пробой жидкого диэлектрика? Когда он наступает?

6. Что такое электрическая прочность? Единицы измерения.

7. От каких факторов зависит электрическая прочность трансформаторного масла?

8. Причины ухудшения качества масла в электрических аппаратах. Способы повышения качества масла.

9. Каковы основные электротехнические свойства трансформаторного масла?

10. Недостатки трансформаторного масла.

11. Синтетические диэлектрики: типы, свойства, достоинства и недостатки

Лабораторная работа №4

Исследование зависимости диэлектрической проницаемости диэлектрика от частоты электрического поля

Цель работы

Исследование зависимости относительной диэлектрической проницаемости твердых диэлектриков от частоты приложенного напряжения, анализ полученных зависимостей.

Общие сведения

Диэлектрические материалы характеризуются рядом показателей их свойств: физических, механических, электрических, тепловых и т.п.. Для изоляционных материалов особо важны показатели электрических свойств.

Относительная диэлектрическая проницаемость является одним из основных показателей свойств диэлектрических материалов. Эта величина характеризует способность диэлектриков к поляризации. От этого параметра зависит емкость токоведущих частей относительно друг друга, потери мощности в диэлектриках, а значит, и их нагрев.

Относительная диэлектрическая проницаемость ε_r определяется как отношение емкости конденсатора с данным диэлектриком С_Х к емкости того же конденсатора с вакуумом между обкладками С₀:

т.е. относительную диэлектрическую проницаемость можно определить с помощью легко измеряемой величины – емкости.

Объем исследований

Для двух типов диэлектриков снять зависимости относительной диэлектрической проницаемости от частоты приложенного напряжения.

Типы диэлектриков задаются преподавателем.

Испытательное оборудование

В лаборатории измерение емкости конденсатора с данным диэлектриком при различных частотах приложенного напряжения проводится с помощью измерителя добротности – прибора типа ВМ-560. Схема, поясняющая принцип измерения емкости с помощью прибора приведена на рисунке 5.1.

Индуктивность L и емкости С и С_Х образуют колебательный контур. Сопротивление потерь R_Σ является общим для всего контура. Работа прибора основана на явлении резонанса напряжений. Контур с помощью конденсатора переменной емкости С при выбранных частотах настраивают в резонанс дважды: в начале без исследуемого диэлектрика, а затем с исследуемым диэлектриком. В момент резонанса отклонение стрелки измерительного прибора будет максимальным. Емкость конденсатора с исследуемым диэлектриком равна С_Х=С₁-С₂. Здесь С₁ и С₂ – значения емкости переменного конденсатора при резонансе без исследуемого диэлектрика и с ним соответственно.

Порядок проведения испытаний

Проверить готовность измерителя добротности к измерениям. Для этого поставить ручки управления в исходное положение:

- переключатель рода измерения "Q – ΔQ" в положение "Q";

- переключатель "ВНУТРЕННИЙ ВОЛЬТМЕТР – ОТК" в положение "ВНУТРЕННИЙ ВОЛЬТМЕТР" (расположен на задней панели прибора);

- включить вилку шнура питания в сеть 220 В;

- поставить тумблер питания в положение "~", при этом загорается сигнальная лампа.

После 15-ти минутного прогрева прибор готов к работе.

Установить выбранную частоту. Генератор частоты прибора вырабатывает частоты в диапазоне от 50 кГц до 35 МГц, который разбит на 10 поддиапазонов. Для установки частоты следует нажать кнопку выбранного поддиапазона, затем рукояткой плавного регулирования частоты установить по шкале конкретное значение частоты внутри выбранного поддиапазона.

Из комплекта катушек индуктивности выбрать ту, которая резонирует с колебательным контуром в выбранном поддиапазоне частот, и вставить её в клеммы "L". Ниже приведены номера катушек и диапазоны частот, на которых они применяются. (табл. 4.1).

Таблица 4.1

Диапазон частот	Номер катушки	Диапазон частот	Номер катушки
50…80 кГц	1	1,8…3,0 МГц	7
80…140 кГц	2	3,0…5,0 МГц	8
140…240 кГц	3	5,0…8,0 МГц	9
220…440 кГц	4	8,0…14,0 МГц	10
440…750 кГц	5	14…24 МГц	11
0,75…1,3 МГц	6	24…35 МГц	12

Поставить переключатель "ПРЕДЕЛЫ Q", определяющего чувствительность прибора, первоначально в положение "100" и настроить измерительный контур в резонанс без подключения конденсатора С_Х с исследуемым диэлектриком.

Грубая настройка осуществляется нажатием кнопки включения электропривода ротора переменного конденсатора "­¯". Точная настройка производится ручкой "ЕМКОСТЬ". Момент настройки в резонанс соответствует максимальному отклонению стрелки измерительного прибора.

Если стрелка измерительного прибора находится в пределе 1/3 шкалы, то необходимо перейти на более чувствительную шкалу переключателем "ПРЕДЕЛЫ Q", если стрелка уходит за пределы шкалы, то перейдите на менее чувствительную шкалу.

Записать значение резонансной емкости С₁.

5. Подключить конденсатор с исследуемым диэлектриком к клеммам "С_Х" и вновь произвести настройку в резонанс. Записать значение резонансной емкости С₂.

Если установлено минимальное значение емкости (при подключенном С_Х) а резонанс не достигнут, то изменяя частоту добиться резонанса. После этого произвести повторно измерение С₁ без конденсатора с образцом на новой частоте, которая была установлена.

6. Повторить пункты 2,3,4,5 для других заданных частот.

7. Повторить измерения для другого заданного диэлектрика.

Обработка результатов измерений

Рассчитать значения емкости С_Х исследуемого диэлектрика и относительную диэлектрическую проницаемость ε_r при различных частотах по формулам:

где d – толщина диэлектрика, см;

ε₀=8,86*10^-14 Ф/см – электрическая постоянная;

S=6,25 см² – площадь обкладки конденсатора.

Результаты опытов и расчетов занести в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Название диэлектрика

f, кГц

С1,пФ

С2,пФ

СХ,пФ

εr

Построить графики зависимостей диэлектрической проницаемости от частоты ε_r=ψ(f) и объяснить их характер.

Дать краткую характеристику исследуемых диэлектриков.

Вопросы для самоподготовки к лабораторной работе №4

1. Какие виды поляризации существуют? Как протекает процесс поляризации при различных её видах?

2. Какие факторы влияют на процесс поляризации?

3. Как влияет частота электрического поля на процесс поляризации?

4. Какие виды поляризации характерны для различных типов диэлектриков?

5. Что такое относительная диэлектрическая проницаемость ε_r? Что она характеризует?

6. Какие факторы влияют на величину относительной диэлектрической проницаемости?

7. Какие значения может принимать относительная диэлектрическая проницаемость для диэлектриков полярных и неполярных?

8. Как определяется емкость исследуемого диэлектрика С_Х с помощью прибора ВМ-560?

9. Как определяется относительная диэлектрическая проницаемость в работе?

Лабораторная работа №5

Определение магнитных характеристик различных видов ферромагнетиков

Цель работы

Определить магнитные характеристики электротехнической стали, кровельного железа, феррита и пермаллоя при магнитном поле промышленной частоты.

Общие сведения.

Материалы, обладающие магнитными свойствами, широко используются для магнитопроводов в различных электротехнических устройствах (магнитомягкие материалы) и для постоянных магнитов (магнитотвердые материалы).

При использовании этих материалов важно знать их магнитные характеристики. При циклическом намагничивании медленно меняющимся полем этими характеристиками являются: основная кривая намагничивания (рис. 5.1), абсолютная (m_а) и относительная(m_r) магнитные проницаемости, предельная петля гистерезиса и определяемые по ней потери на гистерезис, остаточная индукция (В_r), коэрцитивная сила (Н_с) и индукция насыщения (B_s) (рис. 5.2).

Характеристиками ферромагнетиков в переменных полях различной частоты являются соответственно динамическая кривая намагничивания, динамическая магнитная проницаемость (абсолютная m_а и относительная m_r), динамическая петля гистерезиса, более широкая за счет потерь на вихревые токи.

Рис. 5.1 – Основная кривая намагничивания для чистого железа

Рис. 5.2 – Гистерезисные петли при различных значениях величины напряженности внешнего магнитного поля

Объем исследований

Определить динамическую кривую намагничивания, зависимость относительной магнитной проницаемости (m_r) от напряженности поля для всех образцов, а для электротехнической стали и кровельного железа еще и потери на гистерезис по площади петли гистерезиса и сравнить их между собой. Частота – промышленная, 50 Гц.

Испытательное оборудование

Для снятия магнитных характеристик ферромагнетиков используется установка для исследования циклического перемагничивания ферромагнетиков.

Установка для исследования циклического перемагничивания ферромагнетиков состоит из осциллографа, амперметра, вольтметра, источника питания и фазовращателя (конструктивно выполнены в одном корпусе). Для испытаний имеется два образца: сердечник первого образца набран из листов электротехнической стали, второго – из кровельного железа. Образцы имеют первичную обмотку с числом витков W₁ и вторичную с числом витков W₂. Для первого образца W₁=750 и W₂=1000 витков; для второго образца W₁=1000 и W₂=1200 витков. Размеры магнитопроводов обоих образцов одинаковы; площадь поперечного сечения каждого из них S=8,75 см².

Испытательная схема приведена на рис. 5.3. Часть схемы выполнена внутри закрытого корпуса (обведена рамкой). Образцы, осциллограф, амперметр и вольтметр подключаются к клеммам снаружи. Регулируемое с помощью автотрансформатора АТ напряжение через разделительный трансформатор ТР подается на первичную обмотку образца W₁. На пластины горизонтального отклонения элелектронно-лучевой трубки (ЭЛТ) осциллографа подается напряжение, пропорциональное напряженности магнитного поля Н, а на пластины вертикального отклонения напряжение, пропорциональное магнитной индукции В. Включение схемы производится тумблером, регулирование напряжения – рукояткой автотрансформатора, расположенными на передней панели основного блока.

Рис.5.3 – Испытательная схема для исследования магнитных материалов

Порядок проведения работы

1. Подключить к схеме (рис. 5.3) первый образец, амперметр, вольтметр, осциллограф.

2. Включить питание осциллографа и дождаться разогрева ЭЛТ (появится луч).

3. Включить питание установки.

4. Отрегулировать фокусировку, яркость и степень усиления напряжения, подаваемого на входы осциллографа. Снять показания амперметра и вольтметра, данные для расчета основной кривой намагничивания и m_r. Напряжение поднимать от нуля до значения, соответствующего предельной петле гистерезиса (петля, площадь которой не увеличивается при дальнейшем подъеме напряжения). Преподаватель может также каждой бригаде указать значения подаваемых напряжений.

Данные измерений и расчетов занести в табл. 5.1.

5. Установить ток и напряжение в соответствие с последней строкой таблицы и перенести на кальку с экрана осциллографа предельную петлю гистерезиса для определения удельных потерь на гистерезис.

6. Работу повторить для второго образца для тех же напряжений.

Обработка результатов

Таблица 5.1

№ п/п	U2,В	I,А	В, Вб/м^2	Н, А/м	mа, Г/м	mr,
1
2
3
4
5

1. Для каждого значения U₂ рассчитать В, Н, m_а, m_r для двух первых образцов по формулам (для феррита и пермаллоя это делать не нужно):

где U₂ – действующее значение напряжения вторичной обмотки, В; f – частота сети, равная 50 Гц; S – сечение магнитопровода, одинаковое для обоих образцов – 8,75*10^-4 м²; число витков вторичной обмотки образца.

где I – действующее значение тока в первичной обмотке, А; W₁ – число витков первичной обмотки образца; l – длина средней магнитной силовой линии, для обоих образцов l=0,42 м.

m_а=В/Н

m_r=m_а/m₀; m₀=4p*10^-7, Г/м

2. Построить график динамической кривой намагничивания В=f(H) и график m_r=f(H) для обоих образцов.

3. Рассчитать по площади петли гистерезиса удельные потери для обоих образцов. Для этого кальку с петлей гистерезиса приложить к миллиметровой бумаге и визуально подсчитать площадь в м².

Удельные потери на гистерезис подсчитываются по формуле:

где S_П – площадь петли гистерезиса, м²; f – частота сети, равная 50 Гц; g - плотность магнитного материала, равная 7800 кг/м³ для обоих образцов; m_X, m_Y – масштабы по осям X и Y осциллографа,

Х и Y в мм берутся согласно рис. 5.4 по снятой с осциллографа петле гистерезиса.

4. Руководствуясь пунктом 3 определить удельные потери на гистерезис для пермаллоя и феррита.

5. Сравнить магнитные характеристики исследуемых материалов.

Рисунок 5.4 – Петля гистерезиса, снятая с экрана осциллографа

Вопросы для самоподготовки к лабораторной работе №5

1. Что такое магнитные материалы? Какова их природа?

2. Что такое магнитные домены? Какова их природа?

3. Что происходит с доменами под влиянием внешнего магнитного поля?

4. Что такое основная кривая намагничивания?

5. Что такое предельная петля гистерезиса, какие величины её характеризуют?

6. Что такое магнитная проницаемость веществ, что она характеризует?

7. Какие потери возникают в магнитных материалах?

8. Почему магнитопроводы устройств работающих на переменном напряжении, изготовляются из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга?

9. Почему магнитопроводы, изготовленные из ферритов, имеют монолитную конструкцию?

10. Как влияет частота переменного магнитного поля на различные виды потерь в магнитных материалах?

11. На какие два вида подразделяются магнитные материалы? Какими свойствами обладают материалы каждого вида? Где они применяются?

12. Дайте характеристику различных магнитных материалов, применяемых в технике.

Лабораторная работа №6

Исследование электрической прочности твердых диэлектриков

Цель работы

Получить навыки проведения испытания электрической прочности твердых диэлектриков. Выявить факторы, влияющие на электрическую прочность твердых диэлектриков.

Общие сведения

По степени распространения в технике из диэлектриков первое место занимают газообразные диэлектрики, в частности, воздух. На втором месте оказались твердые диэлектрики. Это связано с тем, что зачастую изоляционная конструкция должна нести еще и механические нагрузки.

Твердые диэлектрики бывают природного и синтетического происхождения. В настоящее время основную массу представляют синтетические диэлектрики. Благодаря достижениям современной химии стало возможным получение материалов практически с любыми характеристиками. К твердым диэлектрикам относятся: минеральные диэлектрики (стекла, керамика, слюдяные материалы, асбест), полимеры, смолы, битумы, воскообразные диэлектрики, лаки и компаунды, гибкие пленки, жидкие кристаллы, волокнистые материалы, дерево и продукты из него, пластические массы, слоистые пластики, эластомеры (резины), неорганические диэлектрические пленки.

Твердые диэлектрики являются изоляционными материалами большинства электротехнических устройств. Нарушение изоляционных свойств – пробой твердого диэлектрика приводит к необратимому отказу устройства, в котором он используется. Поэтому электрическая прочность твердого диэлектрика является основным из его параметров, используемых при выборе изоляционного материала для работы в электрических полях.

Электрической прочностью диэлектрика называется значение напряженности Е_ПР внешнего однородного поля, в котором находится диэлектрик и при котором происходит его пробой, а соответствующее напряжение – пробивным напряжением U_ПР.

Различают два вида пробоев: электрический и электротепловой. Пробой диэлектрика называют электрическим, если он обусловлен ударной ионизацией молекул диэлектрика электронами, и электротепловым (тепловым), если он вызван разогревом диэлектрика за счет диэлектрических потерь при недостаточной теплоотдаче в окружающую среду или нагреванием от внешнего источника тепла.

Электротепловой пробой обычно наступает при переменном электрическом поле. При постоянном напряжении диэлектрических потерь нет и наблюдается только электрический пробой.

Объем исследований

Снять зависимость пробивного напряжения и электрической прочности от толщины (числа слоев) для бумаги на постоянном и переменном токе.

Испытательное оборудование

Установка для исследования электрической прочности твердых диэлектриков конструктивно состоит из двух блоков: блок высоковольтный и блок испытательный (рис. 6.1).

Рисунок 6.1 – Внешний вид испытательной установки

Блок высоковольтный (6 на рис. 6.1) предназначен для получения регулируемого напряжения постоянного (0…5 кВ) и переменного тока (0…4 кВ). На передней панели высоковольтного блока присутствуют:

- выключатель питания «Сеть» (7 на рис. 6.1);

- киловольтметр цифровой (8 на рис. 6.1);

- индикатор величины выходного тока (9 на рис. 6.1);

- рукоятка регулятора величины выходного напряжения (14 на рис. 6.1);

- переключатель рода тока (16 на рис. 6.1) с индикаторами выбранного переменного «АС» (15 на рис. 6.1); и постоянного «DC» тока (12 на рис. 6.1);

- кнопки включения и отключения высокого напряжения (11 и 13 на рис. 6.1) с соответствующей индикацией (10 и 17 на рис. 6.1).

Блок испытательный предназначен для приложения испытательного напряжения к испытуемому образцу и измерению толщины испытуемого образца. Составные части блока:

- микрометр для измерения толщины образца (1 на рис. 6.1);

- клавиша подъема электродов для установки образцов (2 на рис. 6.1);

- корректор нуля микрометра (3 на рис. 6.1);

- корпус с защитным щитком (4 на рис. 6.1);

- сменные электроды различной формы (5 на рис. 6.1).

Защитный щиток снабжен контрольными контактами положения для блокировки подачи высокого напряжения на электроды при открытом блоке.

Порядок работы

1. Проверить наличие и целостность заземления установки. РАБОТА БЕЗ ЗАЗЕМЛЕНИЯ КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩЕНА!

2. Включить установку в сеть 220 В.

3. Включить выключатель "Сеть".

4. Установить корректором ноль микрометра.

5. Выбрать переключателем постоянный ток «DC».

6. Нажав на клавишу микрометра установить один слой диэлектрика.

7. Опустить защитный щиток.

8. Проверить крайнее левое положение рукоятки регулировки напряжения.

9. Нажать кнопку "ПУСК".

10. Плавно увеличивая напряжение определить величину пробивного напряжения. Пробой сопровождается индикацией тока (>1 мА) и отключением высоковольтного блока (загорается зеленый светодиод «СТОП»).

11. Вывести рукоятку регулирования напряжения в крайнее левое положение.

12. Записать полученное значение пробивного напряжения в отчет.

13. Сменить образец.

14. Выполнить пункты 9 – 13 еще четыре раза.

15. Проделать пункты 6 – 13 для количества слоев диэлектрика: 2, 4, 6 и 8.

16. Выбрать переключателем переменный ток «АС».

17. Выполнить пункты 6 – 15 настоящей программы работ

Примечание: Для каждого количества слоев пробой выполнять 5 раз. Использование одного и того же образца недопускается.

Результаты испытаний занести в таблицу 6.1

Обработка результатов испытаний

Таблица 2.1

Толщина d,мм	Число слоев	Пробивное напряжение, UПР, кВ					Среднее пробивное напряжение, UПР,СР, кВ	ЕПР, кВ/мм
		Опыт 1	Опыт 2	Опыт 3	Опыт 4	Опыт 5
Постоянный ток
	1
	2
	4
	6
	8
Переменный ток
	1
	2
	4
	6
	8

1. Рассчитать среднее пробивное напряжение по результатам пяти испытаний образца определенной толщины:

2. Рассчитать электрическую прочность Е_ПР образца определенной толщины d:

3. Рассчитать и построить зависимости пробивного напряжения U_ПР=f(d) и электрической прочности Е_ПР=f(d) от толщины диэлектрика для постоянного и переменного тока. Объяснить полученные зависимости.

Вопросы для самоподготовки

1. Что такое электрический пробой диэлектрика?

2. Какие физические процессы приводят к пробою твердого диэлектрика?

3. Что такое пробивное напряжение, в каких единицах оно измеряется?

4. Что такое электрическая прочность и в чем она измеряется?

5. Какие виды пробоев в твердом диэлектрике существуют?

6. Что такое электрический пробой и как он развивается?

7. Что такое электротепловой пробой и почему на постоянном напряжении он реже чем на переменном?

8. При каких условиях может возникнуть тепловой пробой на постоянном напряжении?

9. Какие факторы влияют на электрическую прочность при электрическом пробое?

10. Как изменяется электрическая прочность твердого диэлектрика в зависимости от его толщины?

11. Как меняется электрическая прочность твердого диэлектрика в зависимости от формы электрического поля?

12. Как влияют неоднородности внутри диэлектрика на его электрическую прочность?

21