Поляризация двухслойного диэлектрика

Изоляционная конструкция высокого напряжения состоит из двух слоев различных изоляционных материалов (рис.1,а). Материал первого слоя имеет относительную диэлектрическую проницаемость , удельное объемное сопротивление , удельное поверхностное сопротивление , тангенс угла диэлектрических потерь и толщину . Материал второго слоя имеет соответственно параметры , , , , . Изоляционная конструкция находится между двумя электродами прямоугольной формы длиной а и шириной b. К электродам прикладывается постоянное напряжение U. Исходные данные приведены в табл. 2 и табл. 3.

Таблица 2

Наименование величин	Последняя цифра шифра
			2
Длина а, мм
Ширина b, мм
Толщина h ₁, мм h ₂, мм	1,2 1,0	1,3 1,0	1,4 1,0	1,5 1,0	1,6 1,2	1,7 1,2	1,8 1,2	1,9 1,2	2,0 1,5	2,2 1,5
Подводимое напряжение U, кВ	1,1	1.2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0

Таблица 3

	Предпоследняя цифра шифра
Параметры диэлектриков				3
Относительная диэлектрическая проницаемость	2,0 2,8	1,5 3,0	1,8 3,4	2,1 3,6	1,9 4,0	2,2 4,2	2,5 4,5	2,4 4,8	2,6 5,0	2,3 5,2
Удельное объемное сопротивление ·10¹³, Ом·м ·10¹³, Ом·м	1,0 2,0	1,5 3,1	2,0 4,2	2,5 5,0	3,0 6,4	3,5 7,2	4,0 8,5	4,5 9,4	5,0	5,5
Удельное поверхностное сопротивление ·10¹²,Ом ·10¹²,Ом	2,0 4,0	2,5 6,2	3,0 7,1	3,5 8,5	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0	6,5
Тангенс угла диэлектрических потерь при ·10^-4 частоте 50 Гц ·10^-4	1,0 2,0	1,2 2,2	1,5 2,1	1,6 2,5	1,8 2,8	1,9 2,9	2,0 3,0	2,2 3,2	2,4 3,4	2,6 3,5

В задаче требуется:

1. Определить параметры R 1, R 2, C 1, C 2 схем замещения, показанных на рис.1,б,в.

2. Определить установившийся сквозной ток утечки I _У 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 напряжения 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 значения напряжений на каждом слое в установившемся режиме.

6. Рассчитать значение заряда абсорбции на границе раздела двух слоев.

7.Рассчитать и построить зависимость напряжения саморазряда на каждом слое и 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.