8.5. Контрольные вопросы
1. Опишите принцип действия и основные характеристики вентильных разрядников.
2. Какими путями достигается уменьшение остающегося напряжения разрядника?
3. Чем объяснить нелинейную зависимость сопротивления материала резистора от приложенного напряжения?
4. Как влияют постоянные α и С на основные характеристики вентильных разрядников?
5. Дайте характеристику пропускной способности нелинейного элемента разрядника.
9. Лабораторная работа № 7
ИЗМЕРЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ И
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ИЗОЛЯЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ НА ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЕ
Цель работы: проверить экспериментально величины диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости полярного диэлектрика и характеристику частотной зависимости для исследуемого материала; ознакомиться с одним из методов измерения диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости.
9.1. Исследуемый материал
В данной работе исследуется масляно-канифольный компаунд. Компаундами называются смеси различных органических веществ. Масляно-канифольный компаунд представляет собой смесь 20 % трансформаторного масла с 80 % канифоли.
Трансформаторное масло – нейтральный диэлектрик, канифоль – диэлектрик с характерными полярными свойствами. В исходном состоянии масляно-канифольный компаунд – твердое вещество, при температуре 170–190 C расплавляется и переходит в жидкое состояние. При охлаждении вновь затвердевает, следовательно, он называется «термопластический компаунд горячей заливки». Применяется при монтажных работах для заливки кабельных соединительных, ответвительных и концевых муфт (в кабельной технике известен под названием кабельной массы). Заливка компаундом различных концов кабелей в муфтах служит для того, чтобы влага не проникла в изоляцию. При пропитке пористой бумажной изоляции компаунды обеспечивают ее высокую влагостойкость и влагонепроницаемость, так как при охлаждении они полностью затвердевают и в них не остается пар от испаряющегося растворителя, что может наблюдаться при пропитке лаками. Кроме того, пропитка компаундом позволяет увеличить пробивные напряжения между отдельными разделенными фазами силового кабеля, а также фазами и корпусом муфты. Компаунд применяется для заполнения воздушных промежутков вокруг катушек, выходных трансфоматоров и дросселей, что улучшает условия отвода тепла потерь и позволяет повысить мощность электрических аппаратов. В процессе работы из исследуемого материала изготовляется плоский конденсатор. Толщина диэлектрика 3 мм.
9.2. Общие сведения
Важнейшими электрическими характеристиками диэлектрика являются диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь tg, определяющий диэлектрические потери.
Диэлектрическая проницаемость – характеристика поляризации диэлектрика. по диэлектрической проницаемости можно судить о способности диэлектрика создавать электрическую емкость определённой величины.
Диэлектрические потери – это мощность внешнего электрического поля, которая затрачивается на поляризацию диэлектрика и в конечном итоге выделяется в виде тепла:
 . (9.1)
любой диэлектрик можно заменить параллельной схемой замещения (рис. 9.1).
Угол , дополняющий угол сдвига фаз до 90, называется углом диэлектрических потерь (рис. 9.2).
Тангенс этого угла для параллельной схемы замещения
 . (9.2)
Частотные характеристики tg, Ра и полярного диэлектрика изображены на рис. 9.3.
Р
Рис. 9.3. Зависимость рассеиваемой мощности, tg и от частоты питающего напряжения для масляно-канифольного компаунда
Рис. 9.2. Векторная диаграмма токов для данной схемы
ис. 9.1. Параллельная схема замещения
9.3. Описание испытательной установки
Измерение tg и на высокой частоте осуществляются с помощью измерителя добротности Е 9-4.
Измеритель добротности Е 9-4 получил широкое распространение в лабораторной и производственной практике при измерениях в области частот от 5 до10 кГц (рис. 9.4).
Измерительный контур индуктивно связан с широкодиапазонным генератором, частота которого устанавливается в требуемом поддиапазоне с помощью переключателя и конденсатора переменной емкости и может быть отсчитана по шкале.
Рис. 9.4. Схема лабораторной установки
Ток, поступавший в измерительную схему, контролируется термомиллиамперметром. Параллельно с катушкой включено безреактивное сопротивление R0, величина которого пренебрежимо мала по сравнению с активным сопротивлением катушки. Конденсатор переменной емкости C практически не имеет потерь, так же как и ламповый вольтметр, включённый параллельно конденсатору.
Таким образом, эквивалентное активное сопротивление цепи, содержащей катушку и образцовый конденсатор C переменной емкости, равно сопротивлению катушки (контур C отключен). Если в цепи имеет место резонанс, то напряжение на конденсаторе
 , (9.3)
где U0 – напряжение на сопротивлении R0.
Учитывая, что добротность катушки, имеющей индуктивность,
 , (9.4)
а при резонансе
 , (9.5)
получим, что напряжение Uc на конденсаторе
 . (9.6)
Отсюда
 , (9.7)
т. е. в момент резонанса напряжение на емкости будет больше подводимого напряжения U0 в QK раз.
Поддерживая ток генератора  0, а значит и напряжение U0 строго заданными, можно проградуировать шкалу лампового вольтметра, измеряющего напряжение U0, в значении добротности Q. Силу тока при измерении берут в пределах от 250 до 500 мА.
|
Скачать 4.32 Mb.