đo điện trở suất của vật liệu cách điện

QUAN HỆ ỦA ĐIỆ Ở ẤT KHỐI VỚI ĐIỆ P TÁC DỤTheo kết quả đo ở bảng 1.3 ta tính được điện trở suất khối của mẫu thí nghiệm như trong bảng 1.6.. Quan hệ của điện trở suất khối và điện ápGiải

ĐẠI HỌC ỘI

ỆM

ỌC PHẦN VẬT LIỆU ĐIỆN

ực hiện ũ ế ạnh

ớp

ội 10/3/2022

ĐO ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN

I NHẬN XÉT VỀĐIỆ Ở SUẤ Ố Ặ ỦA ĐIỆ

Theo số liệu thí nghiệm trong bảng 1.1 ta tính được giá trị điện trở suất theo các công thức (1) và (2) Kết quả được ghi trong bảng

Loại

điện

Bề

Điện áp Trạng

đo

Dòng điện I,  Điện trở suất

Khối Mặt  Ωcm  Ωcm

Có cực bảo vệ

Có cực bảo vệ

Có cực bảo vệ

Bảng 1.4 Kết quả đo và tính toán điện trở suất mặt và điện trở suất khối.

Nhận xét

ết quả thí nghiệm cho thấy ở mỗi vật liệu, điện trở suất mặt lớn hơn điện trở suất khối rất

là nhiều Mỗi loại vật liệu cho đặc tính cách điện khác nhau, ở nhựa bakelit thì khi điện áp giảm thì điện trở suất của vật liệu cũng từ đó mà giảm theo, còn ở bìa carton thì khi hạ điện

áp xuống thì điện trở suất của vật liệu tăng, khả năng cách điện tăng

QUAN HỆ ỦA ĐIỆN TRỞ HỐ Ớ ỜI GIAN TÁC DỤ ỦA ĐIỆ

<Bỏ qua>

QUAN HỆ ỦA ĐIỆ Ở ẤT KHỐI VỚI ĐIỆ P TÁC DỤ

Theo kết quả đo ở bảng 1.3 ta tính được điện trở suất khối của mẫu thí nghiệm như trong bảng 1.6 Quan hệ giữa điện trở suất khối và điện áp tác dụng được biểu diễn trên hình 1.6 Loại

điện môi

Bề dày Điện áp Trạng thái

đo Dòng điện I,  Điện trở suất Ωcm

Bảng 1.6 Giá trị của điện trở suất khối tại các điện áp khác nhau

Hình 1.6 Quan hệ của điện trở suất khối và điện áp

Giải thích các kết quả thí nghiệm

Từ kết quả có thể thấy khi điện áp thí nghiệm giảm kéo theo đó dòng điện khối cũng giảm theo Nhưng mối quan hệ này lại không phải một đường thẳng tuyến tính, khi điện áp giảm thì điện trở suất khối của điện trở cũng tăng lên

NHẬN XÉT CHUNG VỀ BÀI THÍ NGHIỆM

Nhận xét chung: bài thí nghiệm cho thấy điện trở suất mặt lớn hơn điện trở suất khối rất nhiều, có thể bỏ qua điện trở suất mặt nếu xét đến tính cách điện của vật liệu Và bài thí nghiệm cũng cho thấy mỗi loại vật liệu có một đặc tính điện áp/ điện trở suất khác nhau nên có thể dựa vào đó để lựa chọn vật liệu có đường đặc tính cho phù hợp với nhu cầu.

ĐO CÁC TÍNH CHẤT CỦA DẦU MÁY BIẾN ÁP

UAN HỆ ỦA ĐỘ NHỚT VỚI NHIỆT ĐỘ

Công thức chuyển đổi sang độ nhớt quy định là độ Engler ( =

Nhiệt độ, Thời Độ nhớt, cSt Độ nhớt,

Nhiệt độ

ảng 2.3 Kết quả đo và tính toán độ nhớt

Từ kết quả thí nghiệm ta có:

Hình 2 4 Quan hệ của độ nhớt với nhiệt độ

Giải thích các kết quả thí nghiệm

Khi nhiệt độ dầu biến áp tăng, dẫn tới các phần tử trong dầu chuyển động linh hoạt hơn, từ

đó độ nhớt của dầu giảm nên ta đo được đường đặc tính độ nhớt phụ thuộc vào nhiệt độ như trên

ĐO ĐIỂM CHỚP CHÁY CỦ DẦU MÁY BIẾ

Kết luận về điểm chớp cháy của mẫu dầu máy biến áp

Điểm chớp cháy trung bình của mẫu dầu thí nghiệm là 146 C So với điểm chớp cháy quy định là >135 C thì mẫu dầu trong thí nghiệm vẫn còn tốt, đạt tiêu chuẩn nên có thể sử dụng bình thường

XÁC ĐỊ CƯỜNG ĐỘ CÁCH ĐIỆ ỦA DẦ Ế

Từ kết quả tính điện áp phóng điện trung bình như bảng 2.5 ta có được cường độ cách điện của dầu theo công thức:

= Với s = 2,5 mm là cự ly giữa hai cực

Đồng thời ta cũng có được quan hệ giữa điện áp phóng điện với số lần phóng điện như đồ thị sau

Hình 2.6 Quan hệ giữa điện áp phóng điện của dầu và số lần phóng điện.

Giải thích các kết quả thí nghiệm

Khi điện áp đạt đến một giới hạn nhất định thì sẽ xảy ra hiện tượng phóng điện trong dầu, với mẫu dầu trong bài ta tiến hành thí nghiệm và thu được kết quả như trên Khi điện áp cao hơn giá trị này thì hiện tường phóng điện sẽ xảy ra

NHẬN XÉT CHUNG VỀ BÀI THÍ NGHIỆM

Nhận xét về mẫu dầu

Mẫu dầu vẫn đạt tiêu chuẩn về độ nhớt cũng như điểm chớp cháy Về điện áp phóng điện

ầu trong khoảng trên 30kV nên phù hợp sử dụng cho các thiết bị có điện áp hoạt động dưới 35kV

Kết luận

Mẫu dầu thí nghiệm được dùng để cho vào các thiết bị có điện áp làm việc trong khoảng 6kV

kV hoặc dùng làm dầu vận hành trong các thiết bị có điện áp làm việc từ 6 đến 35kV

PHÓNG ĐIỆN TRONG KHÔNG KHÍ

PHÓNG ĐIỆN CẦU – CẦ

Khoảng

cách cực Theo hệ số pđ pđmax

biến đổi hiệu chỉnh Phóng điện ở điện áp một chiều, hiểu chỉnh độ ẩm k=0

Phóng điện ở điện áp chiều, hiểu chỉnh độ ẩm k=0

Bảng 3.6 Phóng điện giữa hai điện cực cầu cầu

Hình 3.3 Phóng điện giữa hai điện cực cầu – cầu

Điện áp phóng điện dòng một chiểu, Điện áp phóng điện xoay chiều Cường độ điện trường phóng điện một chiều, là E xoay chiều

PHÓNG ĐIỆN MŨI NHỌ –MŨI NHỌ

Khoảng

cách cực Theo hệ số pđtb

biến đổi hiệu chỉnh Phóng điện ở điện áp một chiều, hiệu chỉnh độ ẩm k=0.9 7.778 8.555 8.555 15.556 17.11 8.555 32.667 35.93 11.977 38.111 41.918 10.48 Phóng điện ở điện áp chiều, hiệu chỉnh độ ẩm k=0.925 11.111 12.249 12.249 13.889 15.312 7.656

25 27.561 9.187 31.667 34.91 8.728

Bảng 3.7 Phóng điện giữa hai điện cực mũi nhọn – mũi nhọn

Hình 3.4 Phóng điện giữa hai điện cực mũi nhọn

PHÓNG ĐIỆN MŨI NHỌ – CỰ Ả

Khoảng

cách cực Theo hệ số pđtb

biến đổi hiệu chỉnh Phóng điện ở điện áp một chiều, mũi nhọn dương 15.556 17.11 17.11

35 38.497 19.249 48.222 53.039 17.68 58.333 64.16 16.04 Phóng điện ở điện áp một chiều, mũi nhọn âm 19.444 21.386 21.386 39.667 43.63 21.815 57.556 63.306 21.102 72.333 79.559 19.89 Phóng điện ở điện áp xoay chiều

25 13.889 15.312 15.312

45 25 27.561 13.781

57 31.667 34.91 11.637

71 39.444 43.484 10.871

Bảng 3.8 Phóng điện mũi nhọn cực bản

Hình 3.5 Phóng điện giữa hai điện cực mũi nhọn – cực bản

Trong đó:

lần lượt là điện áp phóng điện khi mũi nhọn dương một chiều, mũi nhọn

âm một chiều và dòng xoay chiều

lần lượt là Cường độ điện trường phóng điện khi mũi nhọn dương một chiều, mũi nhọn âm một chiều và dòng xoay chiều

PHÓNG ĐIỆN MŨI NHỌN – CỰ ẢN CÓ MÀNCHẮ

Khoảng

cực

pđ

có màn chắn

Khoảng cách

từ mũi nhọn đến màn chắn, Theo hệ sốbiến đổi hiệu

chỉnh

Mũi nhọn mang cực tính dương

79.333 87.258 54.444 59.883 42.778 47.052

Mũi nhọn mang cực tính âm

79.333 87.258 69.222 76.137 46.667 51.329

Bảng 3.9 Phóng điện mũi nhọn – cực bản khi có màn chắn

Hình 3.10 Ảnh hưởng của màn chắn

NHẬN XÉT VÀ GIẢI THÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Phóng điện cầu – cầu

Khoảng cách giữa hai quả cầu tỷ lệ thuận với độ lớn của điện áp phóng điện, và tỷ lệ nghịch với cường độ điện trường của hai quả cầu, nhưng Epđmax lại gần như không phụ thuộc khoảng cách giữa hai quả cầu

Khi đặt lên điện môi khi một điện trường E đủ lớn và các electron không bị trung hòa bởi quá trình nhập e, e sẽ va trạm với các nguyên tử khi và gây ra quá trình ion hóa do va trạm Qúa trình đó cứ tiếp diễn cho đến khi có một số lượng hạt dẫn điện đủ lớn giữa hai quả cầu thì chúng bắt đầu phóng điện và ta đo được số liệu như trên

Phóng điện mũi nhọn – mũi nhọn

Với cùng khoảng cách giữa 2 cực thì điện áp phóng điện của 2 mũi nhọn thấp hơn nhiều lần so với trường hợp 2 quả cầu Sự khác biệt ở đây là ở hiệu ứng mũi nhọn, ở các vật dẫn mang điện thì điện tích sẽ tập trung phần lớn ở các mũi nhọn, từ đó quá trình ion hóa của

nó cũng sẽ nhanh hơn, điện áp để phóng điện cũng thấp hơn nhiều lần

Phóng điện mũi nhọn – cực bản có màn chắn

So với khi không có màn chắn ta nhận thấy, thêm màn chắn chỉ có tác dụng khi khoảng cách từ mũi nhọn đến màn chắn nhỏ hơn s/2 (<2cm) Còn lớn hơn khoảng này thì màn chắn thậm chí còn hạ điện áp phóng điện xuống thấp hơn cả khi không có màn chắn

Như trong cả hai trường hợp trường hợp trên theo lý thuyết thì điện trường trong E’ trong khoảng s’ sẽ luôn ngược chiều với từ trường E ở hai đầu, khi màn chắn đến gần đầu nhọn hơn thì tức là E’>E’’ thì sẽ sinh một một điện trường ngược hướng với E, từ đó tăng điện

áp phóng điện lên cao hơn so với khi không có màn chắn

Còn ngược lại, nếu E’’>E’ thì điện trường sinh ra do màn chắn sẽ cùng chiều với điện trường E, điều này làm giảm điện áp phóng điện xuống thấp hơn so với khi không có màn chắn Và thực nghiệm phía trên đã nghiệm đúng lý thuyết

Nhận xét chung về thí nghiệm

Bài thí nghiệm cung cấp những kiến thức thực tế về sự phóng điện giữa các phân bố vật dẫn trong không khí Cùng với đó là vai trò của màn chắn trong việc nâng cao khả năng cách điện của điện môi khí, khi sử dụng màn chắn cần ưu tiên đặt nó gần đầu nhọn hơn Các phần thí nghiệm đã nghiệm đúng các lý thuyết học trên lớp