И правила его оформления

Отчет составляется на листах бумаги 11 формата. На титульной странице отчета указываются:

Название учебного заведения, кафедры.

Номер лабораторной работы и название предмета (дисциплины).

Наименование лабораторной работы, фамилия и инициалы исполнителя, номер группы, специальность.

Дата выполнения работы. Пример выполнения титульного листа в приложении 4.

На последующих страницах приводятся следующие сведения:

Краткое изложение цели исследования и описание объекта исследования с указанием его основных параметров или характеристик.

1. Краткое описание методики проведения лабораторной работы.

2. Электрические схемы, по которым выполнялись исследования и технические характеристики использованного основного оборудования.

3. Результаты наблюдений в виде таблиц. Все таблицы и схемы должны иметь наименования.

4. Расчетные соотношения и формулы, используемые в работе. Примеры расчета в цифрах.

5. Необходимые зависимости, представленные в виде графиков.

При построении кривых следует пользоваться масштабами, выражающимися числами 1,2,5, умноженными на 10n, где n - целое число. Под каждым графиком должно быть указано его наименование. Если на графике приводятся несколько кривых - каждая кривая помечается цифрой, а под графиком дается необходимое разъяснение. По каждой кривой в отчете приводится расчет 2-3 точек.

На графиках необходимо показать точки, полученные во время эксперимента или в результате расчета, по которым строились кривые. На координатных осях графиков нужно указывать наименование величин и их размерности.

6. Выводы и заключение по полученным результатам.

7. Подпись исполнителя.

8. Отчеты выполняются чернилами. Графики и схемы можно выполнять карандашом с применением необходимых чертежных инструментов.

Каждый член студенческой бригады выполняет индивидуальный отчет по лабораторной работе.

Лабораторная работа № 1

Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ВОЗДУШНЫХ ПРОМЕЖУТКОВ ПРИ ПЕРЕМЕННОМ НАПРЯЖЕНИИ

Цель работы

Экспериментальное исследование зависимостей разрядных напряжений в воздухе от расстояния между электродами, конфигурации электрического поля (слабонеоднородное, неоднородное), конфигурации электродов.

Теоретические положения

В качестве изоляции между проводами, ошиновкой и конструктивными элементами электрических распределительных устройств (ГРЩ, РЩ и т. д.), внешней изоляции трансформаторов и электрических аппаратов широко используются воздушные промежутки. Знание основных закономерностей возникновения электрических разрядов в воздухе, учет влияния различных факторов на электрическую прочность воздушных промежутков позволяют определять ее величину при проектировании высоковольтного оборудования и высоковольтных конструкций.

Явление электрического пробоя в газах объясняется на основе физических представлений об образовании и развитии электронных лавин в процессе ионизации атомов или молекул газа электронами в электрическом поле. Интенсивность процесса ионизации характеризуется коэффициентом ударной ионизации α, который определяется как число ионизации, совершаемых одним электроном на пути в 1см вдоль силовых линий электрического поля.

В воздухе, как и в других электроотрицательных газах, основным процессом, препятствующим развитию ударной ионизации, является прилипание электронов к нейтральным частицам с образованием отрицательных ионов. Характеристикой этого процесса является коэффициент прилипания η, зависящий от соотношения Е/р и вида газа и определяемый из экспериментальных данных ( где E-напряжённость электрического поля, p-давление).

С учетом процессов потерь электронов развитие ударной ионизации в электроотрицательных газах описывается с помощью эффективного коэффициента ударной ионизации

(1.1)

Для возникновения электрического разряда в газе необходимо, чтобы в межэлектродном промежутке появился хотя бы один электрон в результате действия естественных ионизаторов. В этом случае в сильных электрических полях соударение электрона с нейтральной частицей вызывает ударную ионизацию – образуются два свободных электрона, каждый из которых совершает новые акты ионизации, т.е. возникает лавина электронов. Количество электронов в лавине

, (1.2)

где – число начальных электронов; х – путь, пройденный лавиной вдоль силовых линий электрического поля.

Возникновение электронной лавины сопровождается образованием положительных ионов и фотонов, которые, взаимодействуя с поверхностью катода, вызывают появление вторичных электронов, эмитируемых катодом. Такой разряд будет поддерживаться самостоятельно без участия внешних ионизаторов, если положительные ионы и развивающаяся в межэлектродном промежутке лавина своим излучением будут вызывать появление не менее одного нового электрона, который, в свою очередь, будет создавать новую лавину с не меньшим числом электронов.

При повышенном давлении газа разряд развивается в виде канала-стримера. Величина напряжения, при котором в межэлектродном промежутке выполняется условие самостоятельности разряда, называется начальным напряжением U₀. В неоднородных электрических полях полному электрическому пробою промежутка предшествует возникновение короны – одного из видов самостоятельного разряда. Поэтому в неоднородных полях начальное напряжение соответствует напряжению возникновения короны, а в однородных – электрическому пробою.

Начальные и пробивные напряжения (амплитудное значение) в киловольтах для простейших геометрических форм электродов можно определить из эмпирических выражений.

Параллельные плоские электроды:

, (1.3)

где – относительная плотность воздуха; Т₀ – соответственно давление и температура воздуха при нормальных условиях ( =101300 Па, Т₀=293 К); р, Т – соответственно давление и температура воздуха в условиях экcперимента; d –расстояние между электродами, см.

Сфера-сфера:

, (1.4)

где f- геометрический фактор; r- радиус сферы.

При симметрично включенном напряжении

.

Если одна из сфер заземлена, величина f определяется из таблицы 1.1.

Таблица 1.1.

	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,5	2,0
f	1,03	1,07	1,1	1,15	1,2	1,25	1,31	1,38	1,45	1,52	1,01	2,34

При условии формула (1.4) дает величину пробивного напряжения промежутка, при – напряжения начала короны.

Коаксиальные цилиндры:

, (1.5)

где , R – соответственно радиусы внутреннего и наружного цилиндров.

Формула (1.5) дает значение пробивного напряжения промежутка при и начального напряжения – при Из анализа выражения , следует, что величина U₀ имеет экстремум при =2,718.