Электротехническое материаловедение

/

/

Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра «электрические станции, сети и системы»

РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №3

Электротехническое материаловедение

Специальность: Электроэнергетика 5В071800

Выполнил: ст. гр.Э-12-9

М??ат Е.Р

№ з.к.124217

Проверила: ст. пр. Тергеусизова М.А

Алматы 2014

Содержание

Задача 1

Задача 2

Список литературы

Задача 1

К диэлектрику прямоугольной формы размерами а·b и высотой h приложено постоянное напряжение U = 1000 В. Напряжение подводится к противоположным граням аb, покрытым слоями металла. Известны размеры диэлектрика: а = 190 мм, b = 100 мм, h = 10 мм, удельное объемное сопротивление и удельное поверхностное сопротивление , =3,7 - относительная диэлектрическая проницаемость, тангенс угла диэлектрических потерь при 20.

1) Требуется определить ток утечки, мощность потерь и удельные диэлектрические потери.

2) Требуется определить мощность потерь и удельные диэлектрические потери температурах и при переменном напряжении U=1000 В и частоте f=100 Гц. Коэффициент, характеризующий температурную зависимость тангенса угла диэлектрических потерь,

Решение

Ток утечки протекает как через объем диэлектрика, так и по поверхностям четырех боковых граней (через две грани a и через две грани b). Поэтому сопротивление между электродами определяется параллельным соединением объемного и поверхностного сопротивлений. Объемное сопротивление равно:

Поверхностное сопротивление равно:

Полное сопротивление изоляции равно:

Ток утечки

Мощность потерь

Удельные диэлектрические потери:

Определим емкость плоского конденсатора, образованного металлическими гранями, между которыми находится диэлектрик, полагая, что ?r не зависит от температуры:

Мощность диэлектрических потерь при температуре 20°С будет равна:

Удельные диэлектрические потери при температуре 20°С:

Учтем, что тангенс дельта изменяется с температурой по экспоненциальному закону: Тогда мощность диэлектрических потерь при температуре 100°С будет равна:

Удельные диэлектрические потери при температуре 100°С:

Задача 2

Расстояние между плоскими токоведущими частями заполнено диэлектриком, имеющим значение относительной диэлектрической проницаемости и электрической прочности Eпр1 = 40 кВ/мм. Какое предельное напряжение можно приложить к токоведущим частям и насколько снизится это напряжение, если между токоведущими частями появится микротрещина - воздушная прослойка толщиной ? Электрическая прочность воздуха Епр2 = 3 кВ/мм, а относительная диэлектрическая проницаемость равна .

Решение

Предельное напряжение между токоведущими частями при отсутствии микротрещин равно:

При наличии микротрещины - воздушной прослойки напряжение между токоведущими частями будет равно:

Зная, что напряженности в различных слоях обратно пропорциональны диэлектрическим проницаемостям, т.е:

Выразим напряженность E1 в диэлектрике:

И подставим это значение в уравнение для напряжения:

Отсюда следует, что значение предельного напряжения уменьшилось в 5,78 раз, что, естественно, приведет к преждевременному пробою изоляции.

ток утечка мощность потеря

Список литературы

1. Богородитский Л.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М, Электротехнические материалы. 2-е изд. - Л.: Энероатомиздат, 1985. -304 с.

2. Корицкий Ю.В. Электротехнические материалы. 3-е изд.- М.:Высшая школа, 1990.-306 с.

3. Конспект лекций по «Электротехническому материаловедению».