 |
Исследование влияния расстояния между электродами на электрическое поле и электрическую прочность разрядного промежутка
|
|
|
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
Дисциплина: "Электроэнергетика ч.3"
Наименование темы: "Моделирование на ПЭВМ электрического поля и пробивного напряжения шарового разрядника"
Руководитель:
Ананьев Валерий Павлович
Выполнил:
Виноградова Ю.Н.
Вологда 2014
Содежание
Исходные данные
1. Исследование влияния относительной плотности воздуха на электрическую прочность разрядного промежутка
2. Исследование влияния расстояния между электродами на электрическое поле и электрическую прочность разрядного промежутка
3. Исследование влияния радиуса кривизны электродов на электрическое поле и электрическую прочность разрядного промежутка
4. Выводы
4.1 Исследование влияния относительной плотности воздуха на электрическую прочность разрядного промежутка
4.2 Исследование влияния расстояния между электродами на электрическое поле и электрическую прочность разрядного промежутка
4.3 Исследование влияния радиуса кривизны электродов на электрическое поле и электрическую прочность разрядного промежутка
Список использованных источников
Исходные данные
Вариант 7:
Диаметр шаров: d = 12,5 см;
Исходное напряжение: U = 129 кВ;
Расстояние между шарами: S = 5 см;
Необходимое число зарядов-изображений: N = 20.
Цель работы: изучение основных форм самостоятельного разряда в газе, а также влияния на электрическую прочность и электрическое поле разрядного промежутка основных физико-химических свойств газа (воздух) и геометрических характеристик; и использование в практической электроэнергетике закономерностей, обнаруженных при выполнении практикума.
Структура лабораторной работы
Лабораторная работа состоит из трех основных исследовательских частей.
|
|
|
. Исследование влияния относительной плотности воздуха (δ) на электрическую прочность разрядного промежутка.
. Исследование влияния расстояния между электродами на электрическое поле и электрическую прочность разрядного промежутка: для δ = 0,9 увеличивать расстояние между шарами шагом 0,4 см (3 точки).
. Исследование влияния радиуса кривизны электродов на электрическое поле и электрическую прочность разрядного промежутка: для δ = 0,9 уменьшать диаметр шаров при исходном расстоянии между ними шагом 2,5 см (3 точки).
электрическое поле электрод разряд
Исследование влияния относительной плотности воздуха на электрическую прочность разрядного промежутка
Автоматизированный расчет проведен с помощью программы RAZR1 и RAZR2. Результаты расчета представлены в таблицах 1.1 - 1.4.
Таблица 1.1 - Распределение коэффициента эффективной ионизации по длине воздушного промежутка при относительной плотности воздуха δ = 0,9
Значение αэф, при δ = 0,9; 
d = 12,5 см; S = 5 см; U = 129 кВE,
| кВ/см | |||||
U* 
| 0,83 | 1,00 | 1,04 | 1,06 | |
| 0 | 12 | 40 | 49 | 54 | 35,5 |
| 0,5 | 2 | 17 | 22 | 25 | 30,8 |
| 1,0 | 0 | 6 | 9 | 11 | 27,4 |
| 1,5 | 0 | 2 | 4 | 4 | 25,0 |
| 2,0 | 0 | 0 | 1 | 2 | 23,5 |
| 2,5 | 0 | 0 | 1 | 1 | 22,6 |
| 3,0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 22,5 |
| 3,5 | 0 | 0 | 1 | 1 | 23,0 |
| 4,0 | 0 | 1 | 2 | 3 | 24,3 |
| 4,5 | 0 | 5 | 7 | 9 | 26,7 |
| 5,0 | 2 | 16 | 21 | 24 | 30,6 |
| К | 8,36 | 44,4 | 59,1 | 67,4 | |
Таблица 1.2 - Распределение коэффициента эффективной ионизации по длине воздушного промежутка при относительной плотности воздуха δ = 1,0
Значение αэф, при δ = 1,0; d = 12,5 см; S = 5 см; U = 129 кВE,
| кВ/см | |||||
| U*
| 0,91 | 1,00 | 1,16 | 1,18 | |
| 0 | 12 | 24 | 56 | 61 | 35,5 |
| 0,5 | 2 | 8 | 25 | 28 | 30,8 |
| 1,0 | 0 | 2 | 11 | 12 | 27,4 |
| 1,5 | 0 | 0 | 4 | 5 | 25,0 |
| 2,0 | 0 | 0 | 2 | 2 | 23,5 |
| 2,5 | 0 | 0 | 1 | 1 | 22,6 |
| 3,0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 22,5 |
| 3,5 | 0 | 0 | 1 | 1 | 23,0 |
| 4,0 | 0 | 0 | 3 | 4 | 24,3 |
| 4,5 | 0 | 1 | 8 | 10 | 26,7 |
| 5,0 | 2 | 8 | 24 | 27 | 30,6 |
| К | 8,24 | 21,2 | 67,4 | 75,9 | |
Таблица 1.3 - Распределение коэффициента эффективной ионизации по длине воздушного промежутка при относительной плотности воздуха δ = 1,1
|
|
|
Значение αэф, при δ = 1,1; d = 12,5 см; S = 5 см; U = 129 кВE,
| кВ/см | |||||
| U*
| 0,99 | 1,00 | 1,26 | 1,28 | |
| 0 | 12 | 13 | 59 | 63 | 35,5 |
| 0,5 | 2 | 3 | 26 | 28 | 30,8 |
| 1,0 | 0 | 0 | 11 | 12 | 27,4 |
| 1,5 | 0 | 0 | 4 | 5 | 25,0 |
| 2,0 | 0 | 0 | 1 | 2 | 23,5 |
| 2,5 | 0 | 0 | 1 | 1 | 22,6 |
| 3,0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 22,5 |
| 3,5 | 0 | 0 | 1 | 1 | 23,0 |
| 4,0 | 0 | 0 | 3 | 3 | 24,3 |
| 4,5 | 0 | 0 | 8 | 10 | 26,7 |
| 5,0 | 2 | 2 | 25 | 27 | 30,6 |
| К | 8,25 | 9,3 | 69,2 | 75,8 | |
Таблица 1.4 - Распределение коэффициента эффективной ионизации по длине воздушного промежутка при относительной плотности воздуха δ = 1,2
Значение αэф, при δ = 1,2; d = 12,5 см; S = 5 см; U = 129 кВE,
| кВ/см | |||||
| U*
| 1,00 | 1,07 | 1,38 | 1,39 | |
| 0 | 6 | 13 | 64 | 66 | 35,5 |
| 0,5 | 0 | 2 | 28 | 29 | 30,8 |
| 1,0 | 0 | 0 | 12 | 12 | 27,4 |
| 1,5 | 0 | 0 | 4 | 5 | 25,0 |
| 2,0 | 0 | 0 | 2 | 2 | 23,5 |
| 2,5 | 0 | 0 | 1 | 1 | 22,6 |
| 3,0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 22,5 |
| 3,5 | 0 | 0 | 1 | 1 | 23,0 |
| 4,0 | 0 | 0 | 3 | 3 | 24,3 |
| 4,5 | 0 | 0 | 9 | 10 | 26,7 |
| 5,0 | 0 | 2 | 28 | 29 | 30,6 |
| К | 3,4 | 8,3 | 75,9 | 79,1 | |
Исследование влияния расстояния между электродами на электрическое поле и электрическую прочность разрядного промежутка
Результаты расчета приведены в таблицах 2.1 - 2.3.
Таблица 2.1 - Распределение коэффициента эффективной ионизации по длине воздушного промежутка при относительной плотности воздуха δ = 0,9 и расстоянии между шарами S = 5,4 см
Значение αэф, при δ = 0,9; d = 12,5 см; S = 5,4 см; U = 129 кВE,
| кВ/см | |||||
U* 
| 0,86 | 1,00 | 1,14 | 1,16 | |
| 0 | 12 | 31 | 62 | 67 | 33,9 |
| 0,54 | 2 | 11 | 27 | 30 | 29,0 |
| 1,08 | 0 | 3 | 11 | 13 | 25,6 |
| 1,62 | 0 | 0 | 4 | 5 | 23,2 |
| 2,16 | 0 | 0 | 2 | 2 | 21,6 |
| 2,70 | 0 | 0 | 1 | 1 | 20,8 |
| 3,24 | 0 | 0 | 0 | 1 | 20,5 |
| 3,78 | 0 | 0 | 1 | 1 | 21,0 |
| 4,32 | 0 | 0 | 2 | 3 | 22,3 |
| 4,86 | 0 | 1 | 8 | 9 | 24,6 |
| 5,40 | 1 | 9 | 24 | 27 | 28,5 |
| К | 8,3 | 30,2 | 76,7 | 85,9 | |
Таблица 2.2 - Распределение коэффициента эффективной ионизации по длине воздушного промежутка при относительной плотности воздуха δ = 0,9 и расстоянии между шарами S = 5,8 см
Значение αэф, при δ = 0,9; d = 12,5 см; S = 5,8 см; U = 129 кВE,
| кВ/см | |||||
| U*
| 0,90 | 1,00 | 1,24 | 1,26 | |
| 0 | 12 | 7 | 75 | 80 | 32,6 |
| 0,58 | 2 | 1 | 33 | 36 | 27,5 |
| 1,16 | 0 | 0 | 13 | 15 | 24,0 |
| 1,74 | 0 | 0 | 5 | 6 | 21,6 |
| 2,32 | 0 | 0 | 2 | 2 | 20,0 |
| 2,90 | 0 | 0 | 1 | 1 | 19,1 |
| 3,48 | 0 | 0 | 0 | 1 | 18,9 |
| 4,06 | 0 | 0 | 1 | 1 | 19,3 |
| 4,64 | 0 | 0 | 2 | 3 | 20,5 |
| 5,22 | 0 | 0 | 8 | 10 | 22,8 |
| 5,80 | 1 | 5 | 27 | 29 | 26,6 |
| К | 8,21 | 21,5 | 96,9 | 107,0 | |
Таблица 2.3 - Распределение коэффициента эффективной ионизации по длине воздушного промежутка при относительной плотности воздуха δ = 0,9 и расстоянии между шарами S = 6,2 см
|
|
|
Значение αэф, при δ = 0,9; d = 12,5 см; S = 6,2 см; U = 129 кВE,
| кВ/см | |||||
U* 
| 0,93 | 1,00 | 1,35 | 1,36 | |
| 0 | 12 | 20 | 92 | 94 | 31,4 |
| 0,62 | 1 | 4 | 40 | 41 | 26,3 |
| 1,24 | 0 | 0 | 16 | 17 | 22,7 |
| 1,86 | 0 | 0 | 6 | 7 | 20,3 |
| 2,48 | 0 | 0 | 2 | 2 | 18,6 |
| 3,10 | 0 | 0 | 1 | 1 | 17,7 |
| 3,72 | 0 | 0 | 0 | 1 | 17,4 |
| 4,34 | 0 | 0 | 1 | 1 | 17,8 |
| 4,96 | 0 | 0 | 2 | 3 | 18,9 |
| 5,58 | 0 | 0 | 9 | 10 | 21,1 |
| 5, 20 | 0 | 2 | 30 | 31 | 25,0 |
| К | 8,3 | 15,8 | 124,4 | 128,6 | |
|
|
|
