Учебно-методический комплекс санкт-Петербург 2010 Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования




НазваниеУчебно-методический комплекс санкт-Петербург 2010 Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования
страница7/15
Дата публикации02.09.2013
Размер1.69 Mb.
ТипУчебно-методический комплекс
vbibl.ru > Физика > Учебно-методический комплекс
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   15


2.3. Структурно-логическая схема дисциплины


Испытания и системы контроля электрических аппаратов







Раздел 1 Методы измерений, применяемые при испытаниях электрических аппаратов

Раздел 5 Испытания, проводимые с целью проверки неэлектрических параметров коммутационных аппаратов

Раздел 6 Испытания на надежность



Раздел 3 Испытания по определению электрических параметров аппаратов



Раздел 7. Автоматизация и ускорение испытаний

Раздел 2 Исследования элементов выключателей

Раздел 4 Испытания изоляции электрических аппаратов


^ 2.4. Временной график изучения дисциплины

при использовании информационно-коммуникационных технологий






^ Название раздела (темы)

Продолжительность

изучения раздела (темы)

(из расчета – 4 часа в день)

1

Введение. Раздел 1. Методы измерений, применяемые при испытаниях электрических аппаратов

5 дн.

2

Раздел 2. Исследования элементов выключателей

4 дн.

3

Раздел 3. Испытания по определению электрических параметров аппаратов

3,5 дн.

4

Раздел 4. Испытания изоляции электрических аппаратов

3,5 дн.

5

Раздел 5. Испытания, проводимые с целью проверки неэлектрических параметров коммутационных аппаратов

3,5 дн.

6

Раздел 6. Испытания на надежность

3,5 дн.

7

Раздел 7. Автоматизация и ускорение испытаний. Заключение

2 дн

8

ИТОГО,

в т. ч. контрольная работа

25 дн.

2 дн.



^ 2.5. Практический блок

Лабораторные работы (очная форма обучения)



Раздел


Наименования тем лабораторных работ

Кол-во

часов

АУД

ДОТ

Раздел 1

Работа 1. Измерения механических усилий посредством тензометрической установки


4


4

Раздел 2

Работа 2. Исследования продолжительности отбросов контактов при их соударении

в процессе включения


4




Раздел 3

Работа 3. Измерения перемещений якоря электромагнита с помощью дифференциального индуктивного преобразователя


4




Раздел 5

Работа 4. Определение постоянной времени нагрева и установившейся температуры обмотки электромагнитного реле методом сопротивления


4




Лабораторные работы (очно-заочная форма обучения)



Раздел


Наименования тем лабораторных работ

Кол-во

часов

АУД

ДОТ

Раздел 1

Работа 1. Измерения механических усилий посредством тензометрической установки


4


4

Раздел 2

Работа 2. Исследования продолжительности отбросов контактов при их соударении

в процессе включения


4


4

Раздел 5

Работа 4. Определение постоянной времени нагрева и установившейся температуры обмотки электромагнитного реле методом сопротивления





4



Лабораторные работы (заочная форма обучения)



Раздел


Наименования тем лабораторных работ

Кол-во

часов

АУД

ДОТ

Раздел 1

Работа 1. Измерения механических усилий посредством тензометрической установки


4


4

Раздел 2

Работа 2. Исследования продолжительности отбросов контактов при их соударении

в процессе включения





4

Раздел 3

Работа 3. Измерения перемещений якоря электромагнита с помощью дифференциального индуктивного преобразователя




4

Раздел 5

Работа 4. Определение постоянной времени нагрева и установившейся температуры обмотки электромагнитного реле методом сопротивления




4



^ 2.6. Балльно-рейтинговая система оценки знаний

при использовании ДОТ
После изучения каждого раздела студент выполняет тестовое задание. Правильный ответ оценивается в два балла. При выполнении тестовых заданий студент может набрать максимальное количество баллов – 70. Студенты очной формы обучения за посещения всех лекционных занятий могут получить 20 баллов. Студенты очно-заочной и заочной форм обучения за выполнение контрольной работы получают 20 баллов. За хорошую работу производится поощрение в 4 балла. Выполнение лабораторных работ – 6 баллов.

Итого каждый студент может получить максимальное количество баллов – 100.

Оценка результатов экзамена производится следующим образом:

  • удовлетворительно – 55  69 баллов;

  • хорошо – 70  84 балла;

  • отлично – 85  100 баллов.



^ 3. Информационные ресурсы дисциплины
3.1. Библиографический список
Основной:

  1. Казаков, В.А. Электрические аппараты: учеб. пособие для вузов / В.А. Казаков. – М.: РадиоСофт, 2009. – 372 с.


Дополнительный:

  1. Дзербицкий, С. Испытания электрических аппаратов / С. Дзербицкий –Л.: Энергия, 1977.

  2. Петинов, О.В. Испытания электрических аппаратов. / О.В. Петинов, Е.Ф. Щербаков–М.: Высш. шк., 1985.

  3. Кужекин, И.П. Испытательные установки и измерения на высоком напряжении / И.П. Кужекин –М.: Энергия, 1980.

  4. Намитоков, К.К. Испытания аппаратов низкого напряжения / К.К. Намитоков –М.: Энергоатомиздат, 1989.

  5. Образцов, В.А. Контрольные испытания низковольтных аппаратов / В.А. Образцов –Л.: Энергоатомиздат, 1989.

  6. Болотин, И.Б. Измерения при испытании аппаратов в режимах короткого замыкания / И.Б. Болотин, Л.З. Эйдель –Л.: Энергоатомиздат, 1988.


^ 3.2. Опорный конспект
ВВЕДЕНИЕ
В процессе разработки и поставки электрических и электронных аппаратов на производство проводятся испытания: стендовые, квалифика-ционные приемоединичные, периодические и типовые.

Стендовые испытания проводятся на предприятиях-изготовителях либо в специальных лабораторных центрах. Эти испытания дают возможность получить информацию о недостатках конструкции; технологии, которая используется для повышения надежности изделий.

Квалификационные испытания включают в себя проверку соответствия аппаратов всем требованиям технических условий на конкретные серии и типы.

Типовые испытания должны проводиться при изменениях конструкции, технологии, применяемых материалов, если эти изменения могут оказать влия-ние на качество аппаратов.

Система контроля электрических аппаратов основана на анализе качества этой продукции, в которую входит показатель надежности. Контроль качества изделия производится по трем признакам: количественному, качественному и альтернативному. Измерения числовых значений одного или нескольких показателей изделия, по которым выносится решение о его годности или дефектности, относятся к контролю по количественным признакам. Если подразделить изделия на несколько групп качества и принимать решения по совокупности этих качеств, то контроль будет осуществляться по качествен-ному признаку. Контроль по альтернативному признаку производится при испытании партии изделия по выборке. По результатам этих испытаний принимается решение о годности или дефектности изготовленной продукции. Оценка качества продукции по перечисленным признакам проводится на основании статистических методов.
Раздел 1. Методы измерений, применяемые при испытаниях

электрических аппаратов
1.1. Методы измерений механических величин
Механические испытаний проводятся с целью определения временных параметров аппаратов.

^ Измерения неэлектрическими приборами. Эти измерения подразделяются на прямые и косвенные.

К прямым измерениям относятся измерения, осуществляемые при помощи приборов, предварительно проградуированных в данной единице, например измерения секундомером срабатывания расцепителей и тепловых аппаратов и т. д. В процессе испытаний производится серия замеров и берется среднее арифметическое значение, которое принимается за показатель срабаты-вания. К ним можно отнести определение износа контактов, производимое простым взвешиванием их до и после многочисленных циклов включения - отключения (ВО).

К косвенным измерениям относятся измерения величин, позволяющие через математическую зависимость определить величину, характеризующую данный процесс. Например, с помощью термопары определяются не превыше-ние температур токоведущих частей над окружающей средой (), а электродвижущие силы (ЭДС). Математический пересчет позволяет осущест-вить переход от величины ЭДС к .

В последнее время разработаны цифровые приборы, основанные на использовании термопар, которые показывают абсолютную температуру токоведущей части. Эти приборы относятся к прямым измерениям.
^ Измерения электрическими приборами. Приборы для измерения неэлект-рических величин состоят из двух основных частей: измерительного преобразователя и измерительного устройства. Это в том случае, когда преоб-разователь создает электрические величины, которые может зафиксировать измерительное устройство. В противном случае между этими устройствами находятся дополнительные элементы. В этом случае схема подключения элементов, участвующих в измерительном процессе, будет соответствовать рис. 1.1.


Преобразователь

Усилитель

Измерительное устройство

Источник питания


Рис. 1.1. Схема измерения при пассивном преобразователе


Усилитель может разбиваться на два блока: предварительный и основной усилители. Это имеет место, когда усилитель находится далеко от измерительного устройства.

Преобразователь механической величины в электрическую должен удовлетворять ряду требований: достаточной чувствительностью, хорошей ста-бильностью, иметь широкий диапазон измерения, не должен влиять на измеряемую величину.

Наибольшее распространение получили резисторные, тензорезисторные, емкостные, пьезоэлектрические, индукционные, трансформаторные, индуктив-ные, магнитоупругие преобразователи.

^ Резисторным преобразователем называется реостат, движок которого перемещается под воздействием на него механической величины.

Тензорезисторы представляют собой тензометры сопротивления или тензасопротивления.

Емкостные преобразователи основаны на изменении емкости электри-ческого конденсатора под воздействием механической величины, в частности пьезодинамического давления.

Пьезоэлектрические преобразователи основаны на использовании пьезо-электрического эффекта – способности некоторых материалов при механичес-ком погружении образовывать электрические заряды.

Индуктивный преобразователь – дроссель, в котором изменяется индуктивность ^ L с изменением воздушного зазора, образованного магнито-проводом и якорем.

Трансформаторный преобразователь основан на изменении взаимной индуктивности (М) между обмотками под воздействием механической величины.

Магнитоупругий преобразователь основан на изменении магнитной проницаемости ферромагнитных тел под воздействием приложенной механи-ческой силы.

Индукционный преобразователь относится к генераторному преобразо-вателю, так как при воздействии механических величин они способны генерировать электрическую энергию.
1.2. Методы измерений электрических величин
Наиболее широкое применение для измерений электрических величин аппаратов и параметров силовой цепи, которую они защищают от короткого замыкания, получили показывающие приборы. К ним относятся: амперметры, вольтметры, счетчики, ваттметры. В свою очередь они подразделяются по измерительному механизму: на магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, электростатические, индуктивные и индукционные приборы.
1.3. Методы измерений магнитных величин
На рис. 1.2, а [5] иллюстрируется принцип определения мгновенного значения потока. На рис. 1.2, б приведена соответствующая измерительная схема. Остаточный поток Ф0 соответствует отключенному состоянию.



Рис. 1.2. Схема снятия динамической тяговой характеристики по магнитному потоку [5]
После включения намагничивающейся катушки магнитный поток (рис. 1.2, а) растет, проходя участки, соответствующие времени трогания tдв и времени tу возрастания потока до установившегося значения Фу. Для постро-ения динамической характеристики требуется определить магнитный поток Фд, составляющий в сумме с Ф0 полное значение магнитного потока якоря для данного его положения. Как видно на рис. 2.1, а,

,

где ^ Ф  возрастание потока до установившегося значения после остановки якоря в данном положении.

Потоки Фу и Ф измеряются милливеберметром по схеме, приведенной на рис. 1.2, б. При определении Ф выключатель разомкнут. Поворот якоря при включении катушки ограничивается упором К, фиксирующим положение якоря, при котором определяется электромагнитная сила. Одновременно происходит касание контактов К, в результате которого открывается тиристор и срабатывает реле, замыкающее контактами Р1 цепь милливеберметра с измерительной катушкой. Непосредственное замыкание этой цепи контактами К искажает измерения из-за вибраций. Измерение потока Фу производится так же, как Ф , но за весь период переходного процесса, для чего перед началом измерения выключателем открывается тиристор и замыкается цепь реле.

По описанной схеме находится ток катушки iд , при котором измеряется сила притяжения якоря, и строится зависимость Фу от тока катушки. Для сохранения постоянства остаточного потока Ф0 перед каждым измерением аппарат включается полностью 1-2 раза, и учет этого потока не требуется.

Поток Фд по описанному методу может быть найден на любом участке магнитопровода, а остаточный поток Ф0 при необходимости измеряется с помощью подвижной измерительной катушки.
Регистрация положения дуги
С помощью магнитных измерений можно регистрировать движение электрической дуги (табл. 1.1).

Анализ известных методов регистрации положения движущейся дуги позволил выбрать в качестве основного метод индукционных («магнитных») зондов, которые представляют собой плоские катушки с малой шириной намотки. Зонды имели 50 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,1 мм. При выбранных размерах намотки (рис. 1.3, а) магнитное поле дуги с током более 1 кА индуцировало в зондах импульсы напряжения, достаточные для регист-рации вибратором типа МSА-7 (f0 =1600 Гц; I = 0,2 А; h =  16 мм).


Рис. 1.3. Регистрация положения дуги с помощью индукционного зонда:

а) расположение и размеры зонда;

б) изменения потока Ф и индуцированного

напряжения U при движении дуги в направлении оси х с постоянной скоростью v

^ Таблица 1.1

Основные методы регистрации положения движущейся дуги





Методы фотографи-ческие

Методы с применением зондов

Метод измерения падения напряжения на электроде

напряжения

индукционных

фотоэлектри-ческих

Применение

Открытые или приспособ-ленные к фотографи-рованию дугога-сительные системы

Различные дугогаси-тельные системы

Дугогаситель-ные системы без полосных пластин; трудно применять в камерах с решеткой из ферромагнит-ных пластин

Различные дугогасительные системы, допускающие размещения зондов

Дугогаси-тельные системы с длинными и близкорас-положенными электродами при односто-роннем подводе токов

Род тока

Постоянный и перемен-ный

Обычно постоянный

Постоянный и переменный

Постоянный и переменный

Постоянный

Влияние на процесс движения дуги

Отсутствует в открытых дугогаси-тельных системах; некоторое влияние в системах, приспособ-ленных для фотографи-рования

Влияние может быть значитель-ным

Отсутствует

Обычно малое (из-за отверстий в станке)

Отсутствует

Точность регистрации положения дуги

Большая при хоро-шем качестве снимков и малом времени экспозиции

Малая

Большая

Средняя; большая, если зонд реагирует только на ствол дуги

Обычно средняя

Пригод-ность

Малая

Малая

Большая

Большая

Средняя


Величина индуцируемого в зондах напряжения определяется в общем случае удалением дуги от зонда и скоростью движения дуги v , так как

.

Перегибы в кривой потока Ф и соответственно максимумы индуцируе-мого напряжения U (рис. 1.3, б) указывают границы основной зоны проводи-мости дугового ствола, а переход индуцируемого напряжения через нуль соответствует моменту прохождения токовой оси мимо плоскости зонда. Это позволяет достаточно точно определить положение дуги. По известному расположению зондов вдоль пути движения дуги и определенным из осциллограммы интервалам времени t между моментами прохождения дуги мимо зондов можно определить средние скорости движения дуги на участках l между зондами .
1.4. Специальные методы исследований
При необходимости картина движения дуги может быть уточнена с помощью скоростной киносъемки. Съемка производится кинокамерой типа СКС-1М через фиолетовый светофильтр с оптической плотностью 1,99 для видимой части спектра. Используя специальную схему разгона с кратковре-менной подачей повышенного напряжения на двигатели кинокамеры, удается производить съемку с частотой до 8000 кадров в секунду.

Для связи киносъемки с осциллограммой было разработано специальное устройство, встраиваемое в кинокамеру и обеспечивающее отметку каждого снятого кадра на осциллограмме (рис. 1.4).

Это устройство (рис. 1.5) представляет собой индуктивный датчик, двух-обмоточные катушки 7 которого, имеющие ферромагнитные сердечники 8, устанавливаются внутри диафрагмы 2 кинокамеры СКС-1-16М. Магнитная цепь датчиков включает в себя, помимо сердечников 8, диафрагму 2 и оправу 6 компенсационной призмы 3 кинокамеры, перемычки между прямоугольными отверстиями вращающейся оправы 6 попарно проходят мимо сердечников 8 в момент перехода к экспонированию следующего кадра.


Дуга

Переход

Дуга

Дуга

Дуга

Переход

Переход

Переход

Электроды

Электроды

Электроды

Рис. 1.4. Кадры скоростной киносъемки движения дуги

в широкой части щели со стенками из стекла

(I = 8000 А; В = 0,18 Т; fc = 6000 кадров/сек)



Рис. 1.5. Устройство для связи киносъемки с осциллограммой

а) размещение датчика в кинокамере СКС-1м

б) схемы магнитной цепи и включения обмоток:

1 – объектив; 2 – диафрагма; 3 – компенсационная призма; 4 – пленка; 5 – лентопротяжный барабан; 6 – оправа призмы; 7 – катушки датчика; 8 – сердечники; 9 и 10 –обмотки датчика; 11 – вибратор осциллографа
В результате изменения проводимости магнитной цепи в обмотках 10 наводится ЭДС, близкая по форме синусоидальной. Частота ЭДС при этом равна частоте кадров киносъемки. Для определения начала отсчета используются моменты прохождения дуги мимо магнитных зондов, положение которых фиксируется на кадрах съемки световыми точками в схеме щели.

Для измерения давления в вакуумных разрядниках и в выключателях используются ионизационные манометры. Предварительно перед измерением производится удаление газа (обезгаживание), находящегося в порах металлических частей манометра. Для этого по металлическим частям пропускается ток или осуществляется бомбардировка электронами. При измерении целесообразно включать ионизационную трубку в схему с автоматической стабилизацией электронного тока.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   15

Похожие:

Учебно-методический комплекс санкт-Петербург 2010 Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования iconУчебно-методический комплекс составлен на основе: Учебно-методический...
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Учебно-методический комплекс санкт-Петербург 2010 Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования iconСтрахование
...

Учебно-методический комплекс санкт-Петербург 2010 Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования iconУчебное пособие Чебоксары 2010 Министерство образования и науки Российской...
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Учебно-методический комплекс санкт-Петербург 2010 Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования iconМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное...

Учебно-методический комплекс санкт-Петербург 2010 Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования iconМинистерство образования и науки Российской федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Учебно-методический комплекс санкт-Петербург 2010 Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования iconМинистерство образования и науки российской федерации государственное...
Министерство образования и науки российской федерации государственное образовательное учреждение высшего профессионального

Учебно-методический комплекс санкт-Петербург 2010 Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «Психология»
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Учебно-методический комплекс санкт-Петербург 2010 Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования iconУчебно-методический комплекс по дисциплине Железнодорожные станции и узлы
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Учебно-методический комплекс санкт-Петербург 2010 Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «опд. Ф. 01»
...

Учебно-методический комплекс санкт-Петербург 2010 Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования iconРоссийской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное...
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
vbibl.ru
Главная страница