Файл: По учебному курсу Техника высоких напряжений.docx

М ИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Тольяттинский государственный университет»
Институт химии и энергетики

(наименование института полностью)
Кафедра /департамент /центр¹Электроэнергетика и электротехника

(наименование кафедры/департамента/центра полностью)

13.03.02.

(код и наименование направления подготовки, специальности)

Электроэнергетика электротехника. Электроснабжение

(направленность (профиль) / специализация)


Практическое задание № 2

по учебному курсу «Техника высоких напряжений

»

(наименование учебного курса)

Студент	Исаев Данил Сергеевич
	(И.О. Фамилия)
Группа	ЭЭТбп-1901б
Преподаватель	Кретов Дмитрий Алексеевич
	(И.О. Фамилия)

Тольятти 2022_

Практическое задание № 2

Тема 2. Высоковольтная изоляция

Номер варианта определяется двумя числами согласно таблице 2.1 по первым буквам фамилии и имени. Вариант задания имеет структуру X1 и Х2. X1 – вариант по первой букве фамилии, Х2 – вариант по первой букве имени.

Таблица 2.1

Выбор варианта задания

Первая буква фамилии	Вариант (Х1)	, кВ	, мм	, мм	Первая буква имени	Вариант (Х2)	l, м
А, М, Ч	1	27,5	10	2	А, М, Ч	1	1000	2,3
Б, Н, Ш	2	40	12,5	2,5	Б, Н, Ш	2	1200	2,2
В, О, Щ	3	110	36	6	В, О, Щ	3	1500	2,25
Г, П, Э	4	220	540	18	Г, П, Э	4	1300	2,35
Д, Р, Ю	5	35	24	3	Д, Р, Ю	5	1100	2,3
Е, С, Я	6	115	18	2	Е, С, Я	6	1400	2,4
Ж, Т	7	154	42	7	Ж, Т	7	2000	2,45
З, У	8	400	60	20	З, У	8	1800	2,5
И, Ф	9	75	32	4	И, Ф	9	1600	2,15
К, Х	10	525	72	24	К, Х	10	2100	2,2
Л, Ц	0	20	8	2	Л, Ц	0	2200	2,3

---

Задание

Дан высоковольтный одножильный кабель длиной . Известны радиус токопроводящей жилы r, внешний радиус кабеля R, диэлектрическая проницаемость изоляции (диэлектрика) кабеля . Рассчитайте и определите:

• 
  емкость высоковольтного заданного кабеля;
  
• 
  значения напряженности в изоляции (диэлектрике) высоковольтного кабеля.
  

Определите и постройте график зависимости потенциала напряженности электрического поля в изоляции (диэлектрике) кабеля при неизменном радиусе токопроводящей жилы r.

Указания для выполнения практического задания 2

1. Выполнить необходимые расчеты согласно методическим указаниям.

2. На основе проведенных расчетов построить графики зависимости , .

3. Оформить решение задачи с пояснениями хода решения и описанием полученных зависимостей.
Методические указания

В условии задачи дан одножильный высоковольтный коаксиальный кабель, который условно можно представить в виде цилиндрического конденсатора (рисунок 2).



Рисунок 2
Согласно теореме Гаусса, напряженность электрического поля цилиндрического конденсатора (кабеля) в слое в радиусом может быть определена по формуле:

, (2.1)
где – электрический заряд;

– диэлектрическая проницаемость вакуума;

– диэлектрическая проницаемость диэлектрика (изоляции);

– расстояние от токопроводящей жилы кабеля до расчетной точки x в слое диэлектрика (изоляции);

– длина цилиндрического конденсатора (кабеля).

Для определения емкости цилиндрического конденсатора (кабеля) возможно использовать следующую формулу:
, (2.2)
где

---

– внешний радиус оболочки цилиндрического конденсатора (кабеля);

– радиус токопроводящей жилы кабеля.

Остальные обозначения идентичны формуле 2.1.

Так как электрический заряд равен произведению емкости С и напряжения U, приложенного к цилиндрическому конденсатору (кабелю), подставим формулу 2.2 в формулу 2.1 и получим формулу 2.3 для определения напряженности электрического поля на расстоянии от поверхности токопроводящей жилы кабеля с радиусом r:

. (2.3)

Для построения графика зависимости необходимо выполнить расчет напряженности электрического поля для интервала как минимум для 10 значений.

Для построения графика зависимости необходимо использовать формулу 2.4:
. (2.4)

Для построения графика, характеризующего зависимость изменения потенциала электрического поля от толщины изоляции (диэлектрика) кабеля, необходимо определить величину потенциала в каждой точке изоляции .
Решение

Определим емкость цилиндрического конденсатора(кабеля)





Определим значения напряженности в изоляции (диэлектрике) высоковольтного кабеля.

---

кВ

кВ

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	0,0021	0,017
		0,017

---

---