Badanie rezystywnosci materialow przewodzacych i izolacyjnych.pdf

U niwersytet T echnologiczno- P rzyrodniczy

w Bydgoszczy

W ydział T elekomunikacji i E lektrotechniki

Z akład E lektroenergetyki

Laboratorium Materiałów Elektrotechnicznych

Instrukcja do ć wiczenia

Badanie rezystywnoŚci materiałów przewodzĄcych

i izolacyjn ych

Opracował mgr in Ŝ . Sebastian Zakrzewski

Bydgoszcz, 2006 r.

1. Wprowadzenie

Powłoki ekranujące są nakładane m.in. na powierzchnie izolacji

przewodów i na tuleje izolacyjne izolatorów przepustowych. Powłoki

ekranujące spełniają róŜne zadania. Na przykład symetryzują rozkład

potencjału zapobiegając powstawaniu w izolacji miejsc o natęŜeniu pola

elektrycznego znacznie większego od wartości średniej. Powłoki

ekranujące wykonuje się metodą malowania powierzchni izolacji lakierami

przewodzącymi

bądź

wcierania

powierzchnie

proszków

przewodzących. Przy produkcji kabli jest często stosowana metoda

natłaczania na powierzchnię izolacji warstwy materiału termoplastycznego

o rezystywności 10 3 -10 6 W×cm. Tak małą wartość rezystywności uzyskuje

się

poprzez

dodawanie

proszków

przewodzących

materiałów

termoplastycznych.

RozróŜnia się pojęcia rezystywnoŚci skroŚnej R s i rezystywnoŚci

powierzchniowej R p :

- R s oznacza rezystancję przewodu o powierzchni przekroju

poprzecznego 1 cm 2 i długości 1 cm [W×cm],

- R p oznacza rezystancję ścieŜki o szerokości 1 cm 2 i długości 1 cm

[W].

Rezystywność powierzchniowa dobrze charakteryzuje jakość ekranu

wykonanego metodą malowania lub wcierania proszku w powierzchnię

izolacji.

2. Przebieg Ćwiczenia

2.1. Układ pomiarowy

Schemat

układu

pomiarowego

wyznaczania

rezystywności

skrośnej materiałów przewodzących i izolacyjnych w postaci elastycznych

arkuszy przedstawiono na rys. la, natomiast na rys. 1b przedstawiono

układ

pomiarowy

wyznaczania

rezystywności

R p

ekranu

powierzchni Ŝyły kabla elektroenergetycznego,

Rys. 1. Schemat układu pomiarowego do wyznaczania: rezystywności skrośnej (a)

i rezystywności powierzchniowej (b):

- zasilacz napięciowy,

R 0

- rezystor ograniczający wartość prądu,

- woltomierz,

- nanoamperomierz,

- badana próbka płaska,

- elektroda napięciowa,

- elektroda pomiarowa,

- elektroda ochronna,

- badany odcinek kabla,

- elektrody pomiarowe.

6, 7

Badana próbka materiału o grubości d znajduje się na elektrodzie

napięciowej 2 i jest z góry dociśnięta ustawioną na niej cylindryczną

elektrodą pomiarową 3. Koncentrycznie z elektrodą 3 ustawia się na

badanej próbce ochronną elektrodę 4. Jej podstawa ma kształt pierścienia.

Powierzchnie elektrod 2, 3 i 4 stykające się z badaną próbką są

wypolerowane.

Gładkość

stykających

się

powierzchni

jak

równieŜ

dostatecznie duŜy cięŜar elektrod 3 i 4 ma zapewnić uzyskanie duŜej

powierzchni styku elektrod z badaną próbką elastycznego materiału.

Miernik prądu G wskazuje wartość prądu skrośnego, który przepływa

od elektrody 2 do elektrody 3. Prąd płynący po powierzchni próbki 1 od

elektrody

przepływa

przez

elektrodę

przewód

ekranujący

bezpośrednio do ujemnego bieguna zasilacza E.

Prąd skrośny:

−

(1)

gdzie:

D U g - spadek napięcia na galwanometrze G (zał. DU g @0),

S - pole powierzchni styku elektrody 3 z badaną próbką 1

S = 18.7 cm 2 ,

d - grubość badanej próbki [cm].

Po odpowiednich podstawieniach i przekształceniu zaleŜności (1)

rezystywność badanego materiału moŜna określić z zaleŜności (2):

[Wcm]

(2)

Natomiast wartość rezystywności powierzchniowej (dla badanej

powierzchni kabla) jest opisana następująco:

[W]

(3)

gdzie:

F - średnica warstwy ekranującej [cm],

L - długość ekranu zawarta między wewnętrznymi krawędziami elektrod

6 i 7 [cm].

Stanowisko wyposaŜone jest w dwa komplety elektrod 2, 3 i 4. Drugi

komplet elektrod został umieszczony w skrzynce, w której znajduje się

grzejnik, wentylator i termometr (termopara). Ten zespół pomiarowy

umoŜliwia

wyznaczenie

zaleŜności

rezystywności

próbki

jej

temperatury.

2.2. Przygotowanie układu i pomiary rezystancji skroŚnej

Powierzchnie robocze elektrod 2, 3 i 4 odtłuścić przy pomocy tamponu

zwilŜonego denaturatem. Komplet elektrod i próbkę materiału badanego

zestawić zgodnie z rys. la. Połączyć układ elektryczny. Gałki zasilacza

oznaczone nastawianie U S i nastawianie U A ustawić w połoŜeniu

minimum. Dźwignie przełączników oznaczone zakres U S i zakres U A

ustawić w połoŜeniu dolnym. Badanie materiałów przewodzących naleŜy

wykonywać napięciem z zakresu 0 < U < 45 V (zaciski zasilacza oznaczone

0-45V),

badanie

materiałów

izolacyjnych

napięciem

zakresu

0 < U < 400 V (zaciski zasilacza oznaczone 0-400 V).

Czynnością wstępną przy badaniu materiału izolacyjnego

jest rozładowanie "kondensatora" utworzonego z elementów 1, 2, 3 i 4. W tym

celu zwiera się przewody doprowadzone do zacisków woltomierza V od

strony badanego układu i włącza się odpowiedni zakres miernika G. Proces

rozładowania moŜna uznać za dokonany jeŜeli na zakresie 10 nA uzyska

się w stanie ustalonym wskazanie bliskie zeru. Następnie włącza się

miernik G na zakres 100 mA. Przewody od układu elektrod pomiarowych

przełącza

się

powrotem

zacisków

woltomierza

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: