Техника высоких напряжений Высоковольтная изоляция. ТВН 2. По учебному курсу Техника высоких напряжений

Название	По учебному курсу Техника высоких напряжений
Анкор	Техника высоких напряжений Высоковольтная изоляция
Дата	15.01.2023
Размер	1.07 Mb.
Формат файла
Имя файла	ТВН 2.docx
Тип	Документы #887667

ИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Тольяттинский государственный университет»
Институт химии и энергетики

(наименование института полностью)
Кафедра /департамент /центр¹Электроэнергетика и электротехника

(наименование кафедры/департамента/центра полностью)

13.03.02.

(код и наименование направления подготовки, специальности)

Электроэнергетика электротехника. Электроснабжение

(направленность (профиль) / специализация)

Практическое задание № 2

по учебному курсу «Техника высоких напряжений

»

(наименование учебного курса)

Студент	Исаев Данил Сергеевич
	^{(И.О. Фамилия)}
Группа	ЭЭТбп-1901б

Преподаватель	Кретов Дмитрий Алексеевич
	^{(И.О. Фамилия)}

Тольятти 2022_

Практическое задание № 2

Тема 2. Высоковольтная изоляция

Номер варианта определяется двумя числами согласно таблице 2.1 по первым буквам фамилии и имени. Вариант задания имеет структуру X1 и Х2. X1 – вариант по первой букве фамилии, Х2 – вариант по первой букве имени.

Таблица 2.1

Выбор варианта задания

Первая буква фамилии	Вариант (Х1)	_,_кВ	, мм	, мм	_{Первая буква имени}	Вариант _(Х2)	_l,_м
А, М, Ч	1	27,5	10	2	А, М, Ч	1	1000	2,3
Б, Н, Ш	2	40	12,5	2,5	Б, Н, Ш	2	1200	2,2
В, О, Щ	3	110	36	6	В, О, Щ	3	1500	2,25
Г, П, Э	4	220	540	18	Г, П, Э	4	1300	2,35
Д, Р, Ю	5	35	24	3	Д, Р, Ю	5	1100	2,3
Е, С, Я	6	115	18	2	Е, С, Я	6	1400	2,4
Ж, Т	7	154	42	7	Ж, Т	7	2000	2,45
З, У	8	400	60	20	З, У	8	1800	2,5
И, Ф	9	75	32	4	И, Ф	9	1600	2,15
К, Х	10	525	72	24	К, Х	10	2100	2,2
Л, Ц	0	20	8	2	Л, Ц	0	2200	2,3

Задание

Дан высоковольтный одножильный кабель длиной

. Известны радиус токопроводящей жилы r, внешний радиус кабеля R, диэлектрическая проницаемость изоляции (диэлектрика) кабеля

. Рассчитайте и определите:

емкость высоковольтного заданного кабеля;
значения напряженности в изоляции (диэлектрике) высоковольтного кабеля.

Определите и постройте график зависимости потенциала напряженности электрического поля в изоляции (диэлектрике) кабеля при неизменном радиусе токопроводящей жилы r.

Указания для выполнения практического задания 2

1. Выполнить необходимые расчеты согласно методическим указаниям.

2. На основе проведенных расчетов построить графики зависимости

.

3. Оформить решение задачи с пояснениями хода решения и описанием полученных зависимостей.
Методические указания

В условии задачи дан одножильный высоковольтный коаксиальный кабель, который условно можно представить в виде цилиндрического конденсатора (рисунок 2).

Рисунок 2
Согласно теореме Гаусса, напряженность электрического поля цилиндрического конденсатора (кабеля) в слое в радиусом

может быть определена по формуле:

, (2.1)
где

– электрический заряд;

– диэлектрическая проницаемость вакуума;

– диэлектрическая проницаемость диэлектрика (изоляции);

– расстояние от токопроводящей жилы кабеля до расчетной точки x в слое диэлектрика (изоляции);

– длина цилиндрического конденсатора (кабеля).

Для определения емкости цилиндрического конденсатора (кабеля) возможно использовать следующую формулу:

, (2.2)
где

– внешний радиус оболочки цилиндрического конденсатора (кабеля);

– радиус токопроводящей жилы кабеля.

Остальные обозначения идентичны формуле 2.1.

Так как электрический заряд равен произведению емкости С и напряжения U, приложенного к цилиндрическому конденсатору (кабелю), подставим формулу 2.2 в формулу 2.1 и получим формулу 2.3 для определения напряженности электрического поля на расстоянии

от поверхности токопроводящей жилы кабеля с радиусом r:

. (2.3)

Для построения графика зависимости

необходимо выполнить расчет напряженности электрического поля для интервала

как минимум для 10 значений.

Для построения графика зависимости

необходимо использовать формулу 2.4:

. (2.4)

Для построения графика, характеризующего зависимость изменения потенциала электрического поля от толщины изоляции (диэлектрика) кабеля, необходимо определить величину потенциала в каждой точке изоляции