выполнено на сервисе Автор24

Студенческая работа на тему:

Поляризация двухслойного диэлектрика Изоляционная конструкция высокого напряжения состоит из двух слоев различных изоляционных материалов (рис

Контрольная работа Материаловедение

Создан заказ №1085665

20 апреля 2016

Поляризация двухслойного диэлектрика Изоляционная конструкция высокого напряжения состоит из двух слоев различных изоляционных материалов (рис

Как заказчик описал требования к работе:

Выполнить по методическим указаниям, задание 2 ! Шифр 69!

Фрагмент выполненной работы:

Поляризация двухслойного диэлектрика Изоляционная конструкция высокого напряжения состоит из двух слоев различных изоляционных материалов (рис. 1 а). Материал первого слоя имеет относительную диэлектрическую проницаемость εr1=2,5, удельное объемное сопротивление ρν1=4,0∙1013 Ом∙м, удельное поверхностное сопротивление ρs1=5,0∙1012 Ом∙м, тангенс угла диэлектрических потерь tgδ1=2,0∙10-4 и толщину h1=2,2 мм. (работа была выполнена специалистами Автор 24) Материал второго слоя имеет параметры εr2=4,5, ρν2=8,5∙1013 Ом∙м, ρs2=11∙1012 Ом∙м, tgδ2=3,0∙10-4, h2=1,5 мм. Изоляционная конструкция находится между двумя электродами прямоугольной формы длиной a=600 мм, шириной b=500 мм. К электродам прикладывается постоянное напряжение U=2,0 кВ. Определить: 1. Определить параметры R1, R2, C1, C2 схемы замещения, показанной на рис. 1 в. 2. Определить установившийся сквозной ток утечки Iу при приложении к электродам постоянного напряжения U. 3. Рассчитать и начертить зависимость тока i, потребляемого от источника постоянного напряжения U от времени t после подключения его к изоляционной конструкции. 4. По известной зависимости тока от времени рассчитать и начертить зависимость сопротивления R изоляционной конструкции от времени после приложения постоянного напряжения. 5. Определить значение напряжений на каждом слое в установившемся режиме. 6. Рассчитать значение абсорбции на границе раздела двух слоев. 7. Рассчитать и построить зависимость напряжения самозаряда на каждом слое на всей конструкции от времени после отключения напряжения. 8. Рассчитать диэлектрические потери при приложении к диэлектрику постоянного напряжения U и синусоидального напряжения с действующим значением U и частотой 50 Гц. Дано: εr1=2,5 ρν1=4,0∙1013 Ом∙м ρs1=5,0∙1012 Ом∙м, tgδ1=2,0∙10-4 h1=2,2 мм εr2=4,5 ρν2=8,5∙1013 Ом∙м ρs2=11∙1012 Ом∙м tgδ2=3,0∙10-4 h2=1,5 мм a=600 мм b=500 мм U=2,0 кВ Найти: Решение: 1. Полное сопротивление изоляции R равно: R=RV∙RSRV+RS Где RV-удельное объемное сопротивление диэлектрика RV=ρνhS=ρνha∙b RS-поверхностное сопротивление диэлектрика RS=ρsh2a+b Определим сопротивление R1 для первого слоя RV1=ρν1h1a∙b=4,0∙10132,2∙10-30,6∙0,5=2,9∙1011 Ом RS1=ρs1h12a+b=5,0∙10122,2∙10-320,6+0,5=5,0∙109 Ом R1=RV1∙RS1RV1+RS1=2,9∙1011∙5,0∙1092,9∙1011+5,0∙109=4,9∙109 Ом Определим сопротивление R2 для второго слоя RV2=ρν2h2a∙b=8,5∙10131,5∙10-30,6∙0,5=4,25∙1011 Ом RS2=ρs2h22a+b=11∙10121,5∙10-320,6+0,5=7,5∙109 Ом R2=RV2∙RS2RV2+RS2=4,25∙1011∙7,5∙1094,25∙1011+7,5∙109=7,4∙109 Ом Электрическая емкость первого слоя определяется по формуле: C1=ε0εr1Sh1=ε0εr1a∙bh1 Где ε0-электрическая постоянная ε0=8,85∙10-12 Ф/м Тогда C1=8,85∙10-12∙2,5∙0,6∙0,52,2∙10-3=3,02∙10-9 Ф=3,02 нФ Электрическая емкость второго слоя определяется по формуле: C2=ε0εr2Sh2=ε0εr2a∙bh2 Где ε0-электрическая постоянная ε0=8,85∙10-12 Ф/м Тогда C2=8,85∙10-12∙4,5∙0,6∙0,51,5∙10-3=7,96∙10-9 Ф=7,96 нФ 2. Ток утечки всей конструкции равен: Iу=UR1+R2=20004,92∙109+7,37∙1010=1,63∙10-7 А 3. В неоднородной изоляции существует дополнительный вид поляризации, который называют структурной поляризацией. Выражение для тока переходного процесса при подключении неоднородной изоляции к источнику постоянного напряжения равно: i=Iу+Iаб.Мe-tτ=UR1+R2+UR2C2-R1C12C1+C22R1∙R2R1+R2e-tτ Где τ-постоянная времени заряда изоляции равна: τ=R1∙R2C1+C2R1+R2 τ=4,92∙109∙7,37∙1093,02∙10-9+7,96∙10-94,92∙109+7,37∙109=32,4 с Тогда Iаб.М=20007,37∙109∙7,96∙10-9-4,92∙109∙3,02∙10-923,02∙10-9+7,96∙10-92∙4,92∙109∙7,37∙109∙4,92∙109+7,37∙109=7,17∙10-8 А 4. Значение сопротивления изоляции от времени найдем как: R=Ui=UIу+Iаб.Мe-tτ 5. Напряжения на слоях изоляции в установившемся режиме будут равны U1=UR1R1+R2=2000∙4,92∙1094,92∙109+7,37∙109=800 В U2=UR2R1+R2=2000∙7,37∙1094,92∙109+7,37∙109=1200 В 6. Заряд абсорбции на границе раздела двух диэлектриков будет равен: Qаб=Q2-Q1=UR2C2-R1C1R1+R2 Qаб=2000∙7,37∙109∙7,96∙10-9-4,92∙109∙3,02∙10-94,92∙109+7,37∙109=7,14∙10-6 Кл=7,14 мкКл 7...Посмотреть предложения по расчету стоимости