Bài giảng Kỹ thuật cao áp: Chương 7 - TS. Nguyễn Văn Dũng

(BQ) Bài giảng "Kỹ thuật cao áp - Chương 7: Xử lý dữ liệu điện áp đánh thủng" cung cấp cho người học các kiến thức: Hàm phân phối xác suất, ảnh hưởng của diện tích bề mặt điện cực và thể tích của vật liệu cách điện, cách sử dụng giấy Weibull. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật cao áp: Chương 7 - TS. Nguyễn Văn Dũng CHƯƠNG VIII: XỬ LÝ DỮ LIỆU ĐIỆN ÁP ĐÁNH THỦNG1. Giới thiệu2. Hàm phân phối xác suất3. Ảnh hưởng của diện tích bề mặt điện cực và thể tích của vật liệu cách điện4. Cách sử dụng giấy Weibull 1. Giới thiệu Nếu tăng điện áp tác dụng giữa hai điện cực một cách từ từ  cuối cùng sẽ dẫn đến phóng điện tại điện áp đánh thủng Lặp lại thí nghiệm trong cùng điều kiện sẽ thu được giá trị điện áp phóng điện khác so với giá trị ban đầu  kết quả thí nghiệm không tái sản xuất được Độ bền điện quan sát thay đổi theo từng thí nghiệm  có nghĩa là thay đổi một cách ngẫu nhiên  các phương pháp thống kê được sử dụng để mô tả và dự đoán gần đúng giá trị độ bền điện hoặc điện áp phóng điện 2. Hàm phân phối xác suất Từ thí nghiệm thu được tập hợp số liệu điện áp phóng điện, theo kinh nghiệm, có thể xác định được hàm phân phối tích lũy của các giá trị điện áp phóng điện. Hàm phân phối này mô tả xác suất tích lũy xảy ra phóng điện tại giá trị điện áp ngẫu nhiên nhỏ hơn hoặc bằng U Xác suất xảy ra phóng điện được xác định như sau: PU   lim no khi n   n Với: n là tổng số lần thử nghiệm và no là số lần xảy ra phóng điện tại các giá trị điện áp nhỏ hơn hay bằng U Thực tế, không thể xác định chính xác giá trị P(U) vì số lần thử nghiệm hạn chế  chỉ ước lượng P(U) từ số lần thí nghiệm cụ thể Từ lý thuyết thống kê, ước lượng phù hợp nhất khi biểu diễn đồ thị P = f(U) là sử dụng công thức: PU   no n 1 Chính xác hơn có thể sử dụng công thức: no  0,3 PU   n  0,4 Hàm mật độ xác suất biểu diễn tốc độ thay đổi xác suất theo sự thay đổi giá trị điện áp dPU  f U   dU Xác xuất để phóng điện xảy ra trong một thử nghiệm tại giá trị điện áp U + dU dPU   f U dU Để đặc trưng cho tập dữ liệu điện áp phóng điện theo phân phối chuẩn, giá trị điện áp phóng điện trung bình và độ lệch chuẩn được sử dụng 1 n U  U i với Ui: điện áp phóng điện n i 1 quan sát Độ lệch chuẩn  thường được dùng để chỉ mức độ phân tán điện áp phóng điện xung quanh giá trị trung bình.   n 2 1   n  1 i 1 Ui U Thông thường U  U 50% Giá trị điện áp gây ra xác suất phóng ký hiệu: điện bằng 0,5  Khi thiết kế thiết bị điện cao áp, yêu cầu cần phải biết giá trị điện áp tác dụng cao nhất mà không gây ra phóng điện  thực tế, cần phải biết các giá trị điện áp gây ra xác suất phóng điện nhỏ (1-5% tùy thuộc vào người thiết kế và tiêu chuẩn thiết kế)  Xác định điện áp có xác suất phóng điện nhỏ bằng phương pháp thí nghiệm có chi phí cao và tốn thời gian  sử dụng mô hình toán học để biểu diễn hàm phân phối xác suất của các số liệu thí nghiệm ở giá trị xác suất phóng điện lớn kết hợp với phương pháp ngoại suy Theo kinh nghiệm, xung quanh giá trị xác suất phóng điện 50%, hàm phân phối chuẩn (Gauss) và phân phối Weibull khớp hoàn toàn số liệu thí nghiệm U    2   1    1 U  U   P(U )    exp     dU Gauss  2   2             U U  b  P(U )  1  exp   min   Weibull 3   U 63  U min   tham số Với: Umin: điện áp thấp nhất có thể gây phóng điện b: hệ số hình dạng U63: giá trị điện áp gây xác suất phóng điện là 63,2% Thực tế rất khó xác định Umin, nên có thể xem Umin = 0  phân phối Weibull 2 tham số   U b  P(U )  1  exp       U 63    Nhược điểm của phân phối Weibull là tồn tại một vài cách kết hợp 3 tham số đều khớp với số liệu thí nghiệm Tại vùng xác suất cựcnhỏ và cực lớn, phân phốichuẩn không khớp dữliệu, phân phối Weibullkhớp hoàn toàn dữ liệu thínghiệm  sử dụng phânphối Weibull ...