Материаловедение

Расчётно-графическая работа

Задание 1

Исследование электропроводности твёрдых диэлектриков

Медная шина прямоугольного сечения отделена от корпуса опорным изолятором (см. рис. 5). Материал, размеры (см. рис. 6) и количество N (шт) звеньев опорного изолятора принять в соответствии с вариантом по таблицам 1.1 и 1.2. Определить объёмное RV и поверхностное RS сопротивления изолятора, объемный IV и поверхностный IS токи при напряжении U ( В) постоянного тока. Технические параметры диэлектриков принять по приложению 1.

Задание 2

Исследование диэлектрических потерь

Три одножильных кабеля длиной L (км) напряжением U (кВ) питают нагрузку общей мощностью P (кВт) при cos j = 1. Сечение жилы кабеля выбрать по току нагрузки. Параметры нагрузки см. таблицу 2.1 в соответствии с вариантом. Материал жилы и изоляции принять в соответствии с вариантом по таблице 2.2.

По условию электрического пробоя рассчитать минимальное значение толщины изоляции dmin и, приняв её за расчётную толщину, определить величину потерь мощности в жилах PЖ (Вт) и потери мощности в изоляции PИЗ (Вт) всех трёх кабелей, а также годовые потери электроэнергии в жилах кабелей и их изоляции, если считать, что нагрузка в течение года была неизменна.

Расчёт провести дважды: сначала считая напряжение переменным частотой f = 50 Гц, затем постоянным.

Технические параметры диэлектриков принять по приложению 1, проводников – по приложению 2, допустимые токи кабелей с различными видами изоляции – по приложению 3.

Таблица 2.1

Задание 3

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 поля Е (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; если цифры одинаковы, то для цифр 0, 1, 2 принять вторым диэлектриком трансформаторное масло; 3, 4 – перфторуглеродная жидкость; 5, 6 – воздух; 7, 8, 9 – элегаз.

Технические параметры диэлектриков принять по приложению 1.

Таблица 3.1