Исследование влияния неоднородности электрических полей на электрический пробой диэлектриков

а)К плоскому конденсатору приложено ~U.
Рассчитаем напряженность поля в плоском конденсаторе с диэлектриком
из двух слоев.

Напряженность поля в первом слое:

Епр1=εr2Uпр1d1∙εr2+d2∙εr1

Uпр1=Епр1d1∙εr2+d2∙εr1εr2=26∙1061,2∙10-3∙6,5+1,9∙10-3∙7,56,5==71200В

Напряженность поля во втором слое:

Епр2=εr1Uпр2d1∙εr2+d2∙εr1

Uпр2=Епр2d1∙εr2+d2∙εr1εr1=30∙1061,2∙10-3∙6,5+1,9∙10-3∙7,57,5==80000В
Принимаем за расчетное Uпр1=71200В


Епр1=εr2Uпр1d1∙εr2+d2∙εr1=712001,2∙10-3∙6,5+1,9∙10-3∙7,5∙6,5=23∙106


Епр2=εr1Uпр2d1∙εr2+d2∙εr1=712001,2∙10-3∙6,5+1,9∙10-3∙7,5∙7,5=26∙106































б) К плоскому конденсатору приложено -U.
Рассчитаем напряженность поля в плоском конденсаторе с диэлектриком
из двух слоев.

Напряженность поля в первом слое:

Eпр1=1ρv2∙Uпр1d1∙1ρv2+d2∙1ρv1


Uпр1=Eпр1∙d1∙1ρv2+d2∙1ρv11ρv2==26∙1061,2∙10-3∙15∙108+1,9∙10-3∙1101215∙108=55900 В

Напряженность поля во втором слое:


Eпр2=1ρv1∙Uпр2d1∙1ρv2+d2∙1ρv1



Uпр2=Eпр2∙d1∙1ρv2+d2∙1ρv11ρv1==30∙106∙1,2∙10-3∙15∙108+1,9∙10-3∙1101211012=12900В
Принимаем за расчетное Uп

Исследование влияния неоднородности электрических полей на электрический пробой диэлектриков.

Две токоведущие части разделены двухслойной изоляцией. Толщина первого слоя – d1, второго слоя – d2.
Необходимо:
- Указать материал, который при повышении напряжения первым потеряет свои изоляционные свойства;
- Определить пробивное напряжение Uпр(кВ) – минимальное напряжение, при котором хотя бы один из материалов потеряет свои изоляционные свойства;
- построить график распределения напряжённости электрического поляЕ(кВ/мм) в функции расстояния от одной из токоведущих частей.
Решить задачу для случаев:
а) токоведущие части – две обкладки плоского конденсатора площадью сечения F (мм2) и приложено переменное напряжение 50 Гц;
б) токоведущие части – две обкладки плоского конденсатора площадью сечения F (мм2) и приложено постоянное напряжение;
в) токоведущие части – жила и экран коаксиального кабеля площадью сечения жилы S (мм2) и приложено переменное напряжение 50 Гц;
г) токоведущие части – жила и экран коаксиального кабеля площадью сечения жилы S (мм2) и приложено постоянное напряжение.
Материал первого диэлектрика и размеры токоведущих частей принять по табл. 3.1 согласно последней цифре номера зачётной книжки. Второй диэлектрик – по предпоследней цифре номера зачётной книжки.

Дано:


-4381510795

00






Величина
Единица измерения Последняя цифра номера зачетной книжки


9
F мм2/ м2 200 / 0,2*10-3
S мм2 / м2 240 / 0,24*10-3
d1 мм /м 1,7 / 1,7*10-3
d2 мм /м 2,1 / 2,1*10-3
f Гц 50
Первый диэлектрик - Миканит ФФГ
Параметры первого диэлектрика
ρV Ом·м
1012
ρS Ом·м
1010
εr - 7
tg δ - 0,015
Епр
кВ/мм 30

В/м
30*106
Второй диэлектрик - Фторопласт-3
Параметры второго диэлектрика
ρV Ом·м
5∙1014
ρS Ом·м
1013
εr - 3,3
tg δ - 0,015
Епр
кВ/мм 20

В/м
20*106