Указания к выполнению лабораторной  работы и  мероприятия по технике безопасности

3.1 Проверить отсутствие напряжения на установке. Автома-тический выключатель QF должен быть отключен.

         3.2 Проверить наличие заземления лабораторного стенда.

   3.3 Проверить наличие и заземление разрядной штанги.

   3.4 Автотрансформатор Т1 установить в нулевое положение поворотом рукоятки против часовой стрелки до упора.

   3.5 Проверить наличие диэлектрического коврика, а также целостность и пригодность к эксплуатации диэлектрических перчаток. Открыть дверцу испытательной камеры и разрядной штангой снять остаточный заряд на электродах, предварительно одев диэлектри-ческие перчатки и диэлектрические боты.

   3.6 Собрать схему согласно рис. 2.2 или рис. 2.3 и закрыть дверцу испытательной камеры, поместив между электродами испытываемый твердый плоский диэлектрик.

3.7Включить автоматический выключатель QF. При этом загорается сигнальная лампа HL1.

3.8 Нажать кнопку SB1. При этом срабатывает магнитный пускатель КМ и загорается сигнальная лампа HL2. С этого момента напряжение подается на высоковольтную часть установки.

3.9 Плавно вращая рукоятку автотрансформатора Т1 по часо-вой стрелке, повысить напряжение до величины испытательного значения (отсчет напряжения призводится по киловольтметру PV) и через 60 секунд измерить ток утечки (i_v или i_s). Величина тока утечки определяется по микроамперметрам РА1 или РА2 (приборы имеют разные пределы измерения) при нажатии кнопок SB4 или SB5. Сначала необходимо нажать кнопку SB5, а если ток утечки незначительный — кнопку SB4.

3.10 Измерение токов утечки i_v  или i_s  выполнить для каждо-го из предложенных твердых диэлектриков для ряда фиксированных значений напряжений, указанных преподавателем, соблюдаясь поляр-ность подачи напряжения согласно рис. 2.2 и рис. 2.3.

3.11 После измерения токов утечки i_v или i_s для каждого из диэлектриков автотрансформатор Т1 вывести в исходное положение, как  в  п. 3.4.

3.12 Кнопкой SB2 отключить магнитный пускатель КМ, при размыкании контактов которого (КМ1 и КМ2) высоковольтный трансформатор ТЗ отключается от сети питания.

3.13 Отключить автоматический выключатель QF.

3.14 Открыть дверцу испытательной камеры и разрядной штангой снять остаточный заряд на электродах, как в п. 3.5, и сделать или замену диэлектрика, или изменить схему испытаний.

3.15 После окончания всех запланированных испытаний лабораторный стенд отключить, выполняя требования п. п. 3.11-3.14, и результаты измерений занести в табл. 3.1.

Таблица 3.1 - Исследование электрических свойств твердых диэлектриков

Наименование диэлектрика	Измерено						Рассчитано
	h	d	D	U	iv	is	ρv	ρs	Pav	P уд.v
	м	м	м	В	А	А	Ом∙м	Ом	Вт	Вт/ м ^3
1. 2. Ni

Примечание:

1. Перед испытаниями измерить микрометром толщину (h) каждого диэлектрика не менее, чем в трех точках, а в табл. 3.1 занести усредненное ее значение. Измерение диаметров электродов d и D, (см. рис.2.3) сделать линейкой.

2. Полученные расчетные значения p_v, p_s и Р_уд.v сравнить с данными, которые приводятся в учебнике или справочной литературе для исследуемыхдиэлек-триков.

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ И ДРУГИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

4.1 Для расчетов удельного объемного сопротивления (p_v) использовать формулу:

, Ом∙м,

где U - испытательное напряжение. В;

                  d - диаметр цилиндрического электрода, м;

                              i_v- объемный ток утечки, который соответствует данному испытательному  напряжению, А;

                   h - толщина диэлектрика, м

4.2 Для расчетов удельного поверхностного сопротивления (p_s) использовать формулу:

, Ом,

где  is - поверхностный ток утечки, который соответствует данному  испытательному напряжению, А;

                    D - внутренний диаметр охранного электрода, м.

4.3 Для определения активной мощности (диэлектрических потерь Р_аv), которая выделяется в объеме твердого диэлектрика, охваченного электрическим полем цилиндрических электродов, использовать формулу:

, Вт,

где U - испытательное напряжение. В;

i_v - объемный ток утечки, который соответствует  данному испытательному напряжению, А.

4.4 Для определения удельных диэлектрических потерь в твердых диэлектриках использовать формулу:

, Вт/ м ³,

где V - объем твердого диэлектрика, охваченного электричес-ким полем цилиндрических электродов.

Необходимый объем рассчитывать по формуле:

, м ³,

где d - диаметр цилиндрического электрода, м;

   h - толщина твердого диэлектрика, м.

Полученные расчетные данные использовать в выводах по проведенной работе при сравнении электрических свойств твердых диэлектриков.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

5.1 Цель работы.

5.2 Электрические принципиальные схемы испытательной установки для измерений токов утечки i_v и i_s.

5.3 Краткие указания по выполнению лабораторной работы.

5.4 Таблица измерений и вычислений, расчетные формулы.

5.5 Графики зависимостей ,   и    для исследуемых диэлектриков.

5.6 Выводы по результатам измерений и вычислений.

 

 

6 примернЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ ДЛЯ ДОПУСКА К ОТРАБотке ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

6.1 Состав и назначения основных элементов схемы лабораторной установки для определения электрических свойств твердых диэлектриков.

6.2 Какие мероприятия по технике безопасности необходимо выполнять при отработке лабораторной работы?

6.3 Ввести определение понятий: удельное объемное и удельное поверхностное сопротивление изоляции.

6.4 На каком напряжении (постоянном или переменном) выполняются измерения удельного поверхностного  и удельного объемного сопротивлений изоляции твердых диэлектриков и почему?

6.5 Какие из внешних факторов влияют на электропровод-ность твердых диэлектриков?

6.6 Объяснить причины возможного уменьшения или увеличение тока утечки при продолжительной работе диэлектриков в постоянном электрическом поле.

6.7 Что называется диэлектрическими потерями и чем они вызываются в постоянном и переменном электрических полях?

6.8 Как улучшить электроизоляционные свойства пористых твердых диэлектриков?

6.9 Какие из твердых диэлектриков: полярные или нейтральные будут иметь лучшие электроизоляционные свойства и почему?

6.10 В чем состоит принципиальное различие между электро-проводностью и поляризацией в твердых диэлектриках?

 

Рекомендуемая ЛИТЕРАТУРа

1 Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротех-нические материалы: Учебник для вузов. - 7-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние 1985. -304с., ил.

2 Справочник по электротехническим материалам: в 3 т. Т.1 / под редакцией Ю.В. Корицкого и др. — 3-е изд. перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 368 с., ил.

3 Никулин Н.В., Назаров А. С. Радиоматериалы и радиодетали. - М.: Высшая школа. 1976. - 232 с., ил.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2

 

      ИССЛЕДОВАНИЕ КОНДЕНСАТОРОВ

                          1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.1 Измерить электрическую емкость С и тангенс угла диэлек-трических потерь tg δ  конденсаторов из разных диэлектриков.

1.2 По результатам измерений С и tg δ, в зависимости от вида диэлектрика и исходных данных, определить диэлектрическую прони-цаемость, размеры диэлектрика, удельное объемное сопротивление и мощность, рассеиваемую в диэлектрике конденсатора.

В результате выполненной работы студент должен:

знать - основные виды поляризации и диэлектрическую проницаемость диэлектриков; физический смысл и практическое значение диэлектрических потерь, причины возникновения потерь и зависимость их от разных факторов; физический смысл электрической емкости диэлектриков, ее зависимость от свойств, химического состава и геометрических размеров диэлектриков; технические харак-теристики диэлектрических материалов, применяемых в конденсато-ростроении, их преимущества и недостатки;

уметь - безопасно измерять электрическую емкость С, tg δ  конденсаторов; правильно выбрать материал диэлектрика для конкрет-ного конденсатора.

 

                    2 пОЯСНЕНИя К РАБОТЕ

Лабораторная работа выполняется на установке, которая состоит из набора простейших конденсаторов: плоских и цилиндри-ческих, изготовленных из разных диэлектриков, и измерительного

моста переменного тока Р5079, который подключается к сети напря-жением 220 В.

Каждый тип конденсаторов замаркирован соответствующим цветом: цилиндрические конденсаторы — красным цветом; плоские конденсаторы с одинаковой площадью пластин электродов и разной толщиной диэлектрика - синим цветом; плоские конденсаторы с одинаковой толщиной диэлектрика и разной площадью пластин электродов - зеленым цветом. Каждый конденсатор присоединен к гнездам с маркировкой того же цвета, расположенным на лицевой части панели установки. Материал применяемых диэлектриков в конденсаторах указан в п. 3.9.

Испытания конденсаторов производятся с помощью автомати-ческого моста переменного тока типа Р5079 с цифровым отсчетом. Блок-схема моста Р5079 приведена на рис.2.1.

Рисунок 2.1 - Блок-схема автоматического моста переменного тока типа Р5079

Мост Р5079 состоит из измерительной цепи ИЦ, системы автоматического уравновешивания, блока индикации БИ, устройства ввода информации УВИ, блока питания БП, генератора Г, блока сенсорного управления БСУ и разъемных соединений кабелей для связи с внешним устройством. Генератор выдает на измерительную цепь моста напряжение 20 В частотой  f = 1000 Гц.     

Система автоматического уравновешивания моста состоит из избирательного усилителя УИ, экстремум - детектора ЭД, блока управления БУ и реверсивных счетчиков СРП; СР1 и СР2, предназначенных для выбора поддиапазонов измерений, а также уравновешивание измерительной цепи соответственно по основному и вспомогательному параметрам.

Блок сенсорного управления БСУ состоит из семи сенсорных переключателей и предназначен для управления работой моста.