Контрольная работа по Материаловедение на тему Электротехнические материалы

ВАРИАНТ 1
Задача 3
Изоляция класса A рассчитана на работу при нормальной температуре ТН = 161 °C в течение τн = 25 лет. К ней подвели две плоские токоведущие части на расстоянии длины изоляции d1=4,4 мм. Диэлектрическая прочность материала , а электрическая прочность 20 кВ/мм.
Сколько проработает изоляция, если ее рабочая температура будет равна 156 °C?
Рассчитать оставшийся расчетный ресурс работы изоляции, если ее рабочая температура на оставшийся период будет равна 156 °C и 168 °C при учете того, что изоляция уже проработала τ0 = 2,4 лет от рассчитанного срока службы τн при рабочей температуре 25 °C?
Рассчитать срок службы изоляции при температуре 109 °C и наличии частичных разрядов, если рабочее напряжение изоляции U = 31 кВ, а напряжения возникновения частичных разрядов UЧР = 8 кВ.
Определить предельное напряжение, которое можно приложить к токоведущим частям.
Найти, насколько снизится предельное напряжение, если между токо¬ведущими частями появится микротрещина – воздушная прослойка толщиной 0,4мм? Электрическая прочность воздуха 2,2 кВ/мм, относительная диэлектрическая проницаемость
Используем правило Монтзингера:
2,4*2-(161-105)\9=16,5лет.
Вычислим, какой ресурс работы исчерпала изоляция за 2,4 года:
2,4*2-(161-105)\9=1,58 года.
Определим, сколько еще прослужит изоляция, если температура понизится до 156 °C:
(2,4-1,58)*2-(156-105)\9=12,5лет года.

В таком случае полный ресурс работы изоляции составит 12,5 + 2,4 = 14,9 лет вместо 25 лет.
Определим, сколько еще прослужит изоляция, если температура станет равна 116 °C:
(2,4-1,58)*2-(168-105)\9=8,3 года.
Таким образом, продолжительность работы изоляции составит
8,3 + 2,4 = 10,7 года вместо 25 лет.
Рассчитаем срок службы изоляции при температуре 161 °C и наличии частичных разрядов:
6·109 \(31-8)6 = 65,2года.
Срок службы изоляции при одновременном наличии двух видов старения:
1\(1\16,5 + 1\65,2 ) = 13,1года.
Предельное напряжение между токоведущими частями при однородном диэлектрике равно:
20*4,4 = 88кВ.
При наличии микротрещины напряжение пробоя будет равно:
.
Напряженности в различных слоях обратно пропорциональны диэлект¬рическим проницаемостям:
.
Определим электрическую прочность изоляции при наличии микротрещины:
2,2 ((1*4,4+5*0,4)\5) = 2,82кВ.

Выясним, во сколько раз уменьшилось пробивное напряжение:

88\2,82 = 31,25кВ.