Лабораторная работа №6

его механизм хорошо описывается существующими теориями пробоя, расчет пробивного напряжения газов остается по-прежнему затруднительным и производится, как правило, на основе эмпирических уравнений. Это связано с тем, что на развитие пробоя газа оказывают влияние одновременно сразу много факторов. Это давление газа, его температура, действие внешних ионизаторов, расстояние между электродами, степень однородности электрического поля, форма и частота приложенного напряжения и др.

•Для равномерного или слабонеравномерного поля в системе электродов «плоскость-плоскость»

U пр = 2,38 δ l+2,48

δ l, [кВ] при l <= 160 мм.

(4)

U пр = 2,46 δ l+ 2,11

δ l, [кВ] при

l <= 120 мм.

(5)

• Для сферических электродов

пр =1,36 +3 δ l , [кВ] при

l/D < 1 .

(6)

U

Здесь δ - относительная плотность воздуха, равная

δ =

P T о

=

P ( 273 + 20 )

=

2 .89 10 − 5 (

Р

) .

(7)

1 .013 10 5 ( 273

+ t )

T

Pо T

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Цель работы

Изучить зависимость пробивного напряжения газа от давления

ирасстояния между электродами.

2.2.Задачи работы:

1.Освоить методику проведения испытаний газов на пробой.

2.Изучить влияние на пробивное напряжение воздуха давления и расстояния между электродами.

3.Проверить выполнимость эмпирического закона Пашена.

2.3.Электрическая схема установки

77

Rзащ.

МП

РМ

максимального

РВ, М

В1 , В2 ВК,ФН

АД

Лабораторная работа №6

Для изучения зависимости электрической прочности воздуха от давления и расстояния между электродами может быть использована установка, принципиальная электрическая схема которой приведена на рис.3.

БК - блокировочные контакты двери барокамеры; ПВ1, ПВ2 - пакетные выключатели;

Рис.3. Принципиальная электрическая схема установки по исследованию пробивного напряжения воздуха

НН, ВН - сигнальные лампы «низкого» и «высокого» напряжения;

V1 , V2 - контрольные вольтметры для измерения напряжения;

АТ , ВТ - соответственно автотрансформатор и высоковольтный

трансформатор; - защитное (токоограничивающее) сопротивление;

- соответственно контакты и обмотка магнитного пускателя; - соответственно контакты и обмотка реле

тока; - соответственно ртутный вакуумметр и манометр;

- вентили "вакуум" и "воздух"; - вакуумная камера и форвакуумный насос;

- асинхронный электродвигатель насоса

Испытание воздуха производится в барокамере - ВК в

78

Лабораторная работа №6

равномерном электрическом поле, создаваемом шаровыми разрядниками - Р.

Изменение давления воздуха в барокамере производится с помощью форвакуумного насоса - ФН, связанного приводом с трехфазным асинхронным электродвигателем - АД. Измерение давления в барокамере производится манометром - М и ртутным вакуумметром - РВ или прибором ВИТ2. Для связи вакуум-камеры с насосом и атмосферой используются вакуумные вентили В1 и В2, которые должны быть закрыты при включении и выключении насосов.

Регулировка высокого напряжения осуществляется с помощью автотрансформатора - АТ, на который подается низкое напряжение при включении пакетного выключателя ПВ1 и нажатии кнопки «пуск» магнитного пускателя - МП. Для контроля подачи низкого и высокого напряжения на пульте управления предусмотрены сигнальные лампы НН - «низкое напряжение» и ВН-«высокое напряжение».

Высокое напряжение, снимаемое с вторичной обмотки высоковольтного трансформатора, подается на шаровые разрядники через токоограничивающее (защитное) сопротивление Rзащ. Величина поданного «высокого» напряжения контролируется вольтметрами V1 и V2, включенными в первичную цепь высоковольтного трансформатора.

Выбор диапазона измеряемого напряжения и, соответственно, типа вольтметра, осуществляется переключателем К. При пробое газа возникает бросок тока, за счет чего срабатывает реле максимального тока - РМ и отключает напряжение путем размыкания нормально-замкнутых контактов - РМ , стоящих в цепи управления установкой. В схеме предусмотрено принудительное выключение установки путем нажатия кнопки «стоп», которая размыкает цепь питания катушки магнитного пускателя - МП.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Проведение испытаний на пробой требует соблюдения правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок и выполнения определенного порядка при работе на данной установке.

2.4.Порядок работы на установке

1.Проверить перед началом работы исходное положение всех переключателей на пульте управления (положение «выкл») и установить рукоятку автотрансформатора АТ в положение «ноль».

2.Открыть барокамеру и установить требуемое расстояние

79

Лабораторная работа №6

между шаровыми разрядниками.

3.Закрыть дверцу барокамеры и установить вентили В1 и В2 в положение «закрыто».

4.Включить вакуум-насос переводом переключателя ПВ2 в положение «вкл».

5.Открыть вентиль В1 и откачать воздух из барокамеры. Контроль давления производить по вакуумметрам М и РВ или прибором ВИТ2.

6.Закрыть вентиль В1 и отключить насос переводом переключателя ПВ2 в положение «выкл».

7.Включить установку с помощью пакетного выключателя ПВ1

. На пульте управления должна загореться сигнальная лампа НН – «низкое напряжение».

8.Подать высокое напряжение нажатием кнопки «пуск». На пульте управления при этом должна загореться сигнальная лампа ВН - «высокое напряжение».

9.Произвести пробой, регулируя высокое напряжение с помощью автотрансформатора АТ. Контроль величины пробивного напряжения осуществляется с помощью вольтметров V1 и V2.

10.Открыть вентиль В2 и медленно впуская в барокамеру воздух, увеличить давление до требуемой величины. После этого вентиль В2 закрыть и повторить пробой согласно пунктам 8-9.

11.После испытаний выключить установку переводом всех

переключателей в положение «выкл». Впустить воздух в барокамеру и открыть ее дверь.

Если заданием предусмотрено проведение испытаний на пробой при различных межэлектродных расстояниях, то после установки нового расстояния - δ повторить опыт согласно пунктам 2-10.

2.5. Задание

Исследовать зависимость пробивного напряжения воздуха от давления при различных значениях δ = соnst.

1.Исследовать зависимость пробивного напряжения воздуха от расстояния между электродами - δ при Р= const.

2.Полученные экспериментальные данные занести в табл.1 наблюдений.

3.Построить зависимость Uпр = f(Р) при δ = соnst

4.Построить зависимость Uпр = f(δ) при Р = const

5.Определить значения произведения Р.δ при которых пробивное напряжение остается постоянным.

80