Методические указания к выполнению лабораторных работ Иркутск 1997

• Название: Методические указания к выполнению лабораторных работ Иркутск 1997
• Дата: 21.08.2022
• Размер: 1.52 Mb.
• Имя файла: LAB_ETMA_.pdf
• Тип: Методические указания; #650012
• страница: 11 из 11

3. Задание на моделирование
3.1. Исследование влияния величины приложенного напряжения на характер и время развития разряда в диэлектрике.
3.1.1. Запустите программу и введите следующие параметры диэлек- трика:
E
c
=1,
η
=2,
θ
=0.1,
λ
=0.5 и условия пробоя
U
=100,
L
=20. Рассчитайте и занесите в табл. 2 среднюю напряженность поля в промежутке
E
ср
=U/d
, где
d=
50
-L
– длина разрядного промежутка. После расчета начального распределения поля с помощью “инспектора” определите и занесите в табл. 2 максимальную напряженность поля
E
max
. Рассчитайте и занесите в табл. 1 коэффициент неоднородности поля
k=E
max
/E
ср
. Распечатайте на принтере начальную конфигурацию поля.
3.1.2. Начните моделирование развития разрядной структуры. После завершения пробоя занесите в табл. 2 значения максимальной проводимо- сти каналов
σ
max и времени развития разряда
t
р
. Распечатайте на принтере картину разряда и конфигурацию поля.
3.1.4. По графику зависимости логарифма числа пробитых узлов
lnN
от логарифма расстояния до острия
ln r
оцените фрактальную размерность
D
. Результаты занесите в табл. 2.
3.1.5. Повторите действия п.п. 1 - 3 для приложенного напряжения
U
=200, затем
U
=300, при одинаковых значениях остальных величин. Про- анализируйте результаты исследования и сделайте выводы.
Условия пробоя
Таблица 1 длина острия
L
величина промежутка
d
критическая напряженность
E
c
показатель роста
η
временной параметр
θ
коэффициент неоднородности
k
Результаты моделирования
Таблица 2
номер опыта 1 2
U
E
ср
E
max
σ
max
t
р
D
3.2. Исследование влияния диэлектрического барьера на характер развития разряда и распределение поля в диэлектрике.
3.2.1. Запустите программу и введите следующие параметры диэлек-
83

трика:
E
c
=1,
η
=2,
θ
=0.1,
λ
=0.5 и условия пробоя
U
=300,
L
=20. Введите в межэлектродный промежуток между острием и нижним электродом барьер с диэлектрической проницаемостью
ε
rб
=5. Рассчитайте и занесите в табл. 4 среднюю напряженность поля в
E
ср
промежутке.
3.2.2. После расчета начального распределения поля с помощью “ин- спектора” определите и занесите в табл. 4 максимальную напряженность поля. В табл. 3 внесите координаты расположения барьера. Рассчитайте и занесите в табл. 3 коэффициент неоднородности поля. Определите и зане- сите в табл. 4 начальную напряженность поля в барьере
E
б
. Распечатайте на принтере начальную конфигурацию поля.
3.2.3. Начните моделирование развития разрядной структуры. После завершения пробоя занесите в табл. 4 значение времени развития разряда
t
р
. Распечатайте на принтере картину разряда и конфигурацию поля.
3.2.4. Повторите действия п.п. 1-3 для значений диэлектрической проницаемости барьера
ε
rб
=10 и
ε
rб
=15, при одинаковых значениях осталь- ных величин и расположении барьера. Проанализируйте результаты ис- следования и напишите выводы.
Условия пробоя
Таблица 3 напряжение
U
длина острия
L
величина промежутка
d
средняя напряженность поля
E
ср
коэффициент неоднородности
k
критическая напряженность
E
c
показатель роста
η
временной параметр
θ
координата верхнего края барьера
y
толщина барьера
h
Результаты моделирования
Таблица 4
номер опыта 1 2 диэлектрическая проницаемость барьера
ε
rб
E
max
E
б
t
р
3.3. Исследование влияния диэлектрического включения на характер развития разряда и распределение поля в диэлектрике.
3.3.1. Запустите программу и введите следующие параметры диэлек- трика:
E
c
=1,
η
=2,
θ
=0.1,
λ
=0.5 и условия пробоя
U
=300,
L
=20. Введите в межэлектродный промежуток в стороне от острия круглое диэлектриче- ское включение с диэлектрической проницаемостью
ε
rв
=7 и внесите в табл.
5 координаты включения. Рассчитайте и занесите в табл. 6 среднюю на-
84

пряженность поля в промежутке. Рассчитайте и занесите в табл. 5 коэффи- циент неоднородности поля. Распечатайте на принтере начальную конфи- гурацию поля.
3.3.2. Начните моделирование развития разрядной структуры. После завершения пробоя занесите в табл. 6 значение времени развития разряда
t
р и минимальное отклонение
r
0
структуры разряда от включения. Распеча- тайте на принтере картину разряда и конфигурацию поля.
3.3.3. Повторите действия п.п. 1-2 для значений диэлектрической проницаемости включения
ε
rв
=10 и
ε
rв
=15 при одинаковых значениях ос- тальных величин и том же расположении включения. Проанализируйте результаты исследования и напишите выводы.
Условия пробоя
Таблица 5 напряжение
U
длина острия
L
величина промежутка
d
средняя напряженность поля
E
ср
коэффициент неоднородности
k
критическая напряженность
E
c
показатель роста
η
временной параметр
θ
координаты центра включения
x,y
радиус включения
r
в
Результаты моделирования
Таблица 6
номер опыта 1 2 диэлектрическая проницаемость включения
ε
rв
минимальное отклонение структуры разряда от диэлек- трического включения r
0
E
max
t
р
4. Контрольные вопросы
Что такое электрический пробой?
Какими факторами определяется электрическая прочность диэлек- трика?
На какие стадии можно разделить процесс пробоя, каковы их отли- чительные особенности?
Каковы причины стохастичности разряда?
Как влияет величина приложенного напряжения на характер разви- тия разряда?
Как влияют величины коэффициента неоднородности поля и коэф- фициента перенапряжения на характер развития разряда?
85

Что такое фрактал? Что такое фрактальная размерность и как можно ее определить? Какими свойствами обладают фрактальные структуры?
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротехниче- ские материалы. Л.: Энергоатомиздат, 1985. 304 с.
2. Справочник по электротехническим материалам: В 3 т. - Т. 1. /Под ред. Ю.В.Корицкого и др. М.: Энергоатомиздат, 1986. 368 с.
3. Лабораторные работы по технике высоких напряжений / Аронов
М.А., Базуткин В.В., Борисоглебский П.В. и др. М.: Энергоиздат, 1982.
320 с.
4. Степанчук К.Ф., Тиняков Н.А. Техника высоких напряжений.
Минск: Высшая школа, 1982. 367 с.
5. Правила технической эксплуатации электроустановок потребите- лей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. М.: Энергоатомиздат, 1986. 425 с.
6. Радченко В.Д. Техника высоких напряжений устройств электриче- ской тяги. М.: Транспорт, 1976. 360 с.
7. Базуткин В.В., Ларионов В.П., Пинталь Ю.С. Техника высоких на- пряжений. М.: Энергоатомиздат, 1986. 464 с.
8. Разевиг Д.В. Техника высоких напряжений. М.: Энергия, 1976.
488 с.
9. Техника высоких напряжений /Под ред. М.В.Костенко. М: Высшая школа, 1973.
10. Смирнов Б.М. Физика фрактальных кластеров. М.: Наука, 1991.
136 с.
11. Федер Е. Фракталы. М.: Мир, 1991. 254 с.
12. Сканави Г.И. Физика диэлектриков. (Область сильных полей).
М.: ГИФМ, 1958. 907 с.
86