Dielektrike läbilöök (0)

TTÜ Elektroenergeetika instituut
Kõrgepingetehnika õppetool
Elektrimaterjalid
Laboratoorne töö nr. 3
Dielektrikute läbilöök
Tallinn
2011
Joonis 1. Läbilöögiseadme põhimõtteskeem
Joonis 2. Elektroodide skitsid
Katseandmed :
h, mm
U1, V
U2, V
UllV, V
Ull, kV
U10, kV
E11, kV/mm
E10, kV/mm
7,0
21,8
21,8
21,80
7,63
7,68
1,09
1,10
12,0
38,5
37,0
37,75
13,21
13,30
1,10
1,11
17,0
46,5
46,5
46,50
16,28
16,38
0,96
0,96
Tabel 1. Teravik - tasapind elektroodid ( dielektrik : õhk)
h, mm
U1, V
U2, V
UllV, V
Ull, kV
U10, kV
E11
E10
7,0
42,0
43,5
42,75
14,96
15,06
2,14
2,15
12,0
71,0
70,5
70,75
24,76
24,92
2,06
2,08
17,0
93,0
96,0
94,50
33,08
33,29
1,95
1,96
Tabel 2. Tasapind-tasapind elektroodid (dielektrik:õhk)
Lehtede arv n
UllV, V
Ull, kV
U10, kV
E11, kV/mm
2
4,10
1,43
1,44
7,97
4
7,15
2,50
2,52
6,95
6
10,20
3,57
3,59
6,61
8
15,00
5,25
5,28
7,29
Tabel 3. Tasapind-tasapind elektroodid (dielektrik:paber)
Õhutemperatuur t=24 oC
Õhurõhk p=102100 Pa
Lehe paksus d=0,09mm
Õhu suhteline tihedus: ; δ ≈ 0,993
Sümbolite selgitused:
E10 – õhu väljatugevus (kV/mm); U10 – õhu läbilöögipinge(kV); h – elektroodide vahekaugused (mm); U11 – läbilöögipinge (pinge, mille juures toimub dielektriku läbilöök), E11 – läbilöögipingele vastav elektrivälja tugevus; U11V – keskmine mõõtetulemus; U1 ja U2 – üksikud mõõtetulemused
Graafikud :
Tulemuste analüüs:
Tasapind-teravik elektroodi korral on väljatugevus ligikaudu kaks korda väiksem kui tasapind-tasapind elektroodiga. sama võib öelda ka läbilöögiks vajaliku pinge kohta.
Paberi ja õhu dielektrilisi omadusi võrreldes on näha, et paberi läbilöögipinge on õhu omast väiksem peaaegu 10 korda, väljatugevus on aga sõltuvalt õhu elektroodist 3-4 korda kõrgem.
Õhu läbilöögiväljatugevus ühtlases väljas umbes 2,1 kVef/mm. See sobib töös saadud tulemustega, nt. tasapind-tasapind elektroodi kaugusel 7 mm mõõtsime tulemuseks 2,15 kV/mm.
Ühtlase struktuuriga tahkedielektriku elektriline tugevus on elektrilise läbilöögi puhul väga suur, tavaliselt 100-300 kV/mm, ebaühtlase struktuuriga dielektrikuil on see näitaja suurusjärgu võrra väiksem.
Katses kasutatud paberi struktuur on ilmselt väga ebaühtlase struktuuriga, läbilöögiväljatugevus jääb kõrgeimal juhul paar ühikut alla miinimumi (7,97 kV/mm vs. 10 kV/mm). Oma rolli võisid mängida mõõtevead, katseseadmel pinget liiga kiirelt tõstes võib läbilöök toimuda natuke varem võrreldes juhuga, kus pinget keeratakse juurde aeglasemalt.
Kasutatud kirjandus: „ Materjalitehnika “; TTÜ kirjastus, 2003 (autorid: E. Hendre , P. Kulu, J. Kübarsepp, T. Metusala, O. Tapupere )