Chastniimastertver.ru

Ремонт бытовой техники
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Испытательные и электрофизические установки техника эксперимента

Испытательные и электрофизические установки техника эксперимента

ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР НИЦ «КУРЧАТОВСКИЙ ИНСТИТУТ» – ВИАМ

Location
Россия, Москва
ул. Радио, д.17
Email: sale@isp.viam.ru
Тел.: +7 (499) 263-88-44
+7 (499) 263-86-48
Факс: +7 (499) 267-86-09

Исследование теплофизических свойств

  1. Главная
  2. Услуги
  3. Исследование теплофизических свойств

В лаборатории «Исследование теплофизических свойств» вы сможете заказать исследования и испытания по расчётно-экспериментальному определению теплофизических характеристик полимерных и керамических композиционных материалов, сплавов:

  • экспериментальное исследование комплекса теплофизических характеристик материалов (теплоемкость, тепло- и температуропроводность, температурный коэффициент линейного расширения) в интервале температур от -150°С до +2000°С в различных газовых средах;
  • построение моделей структуры композиционного материала с анализом влияния элементов структуры и процессов фазовых превращений на теплоперенос;
  • расчет эффективной теплопроводности композиционного материала с использованием моделей его структуры;
  • моделирование процессов радиационно-кондуктивного теплопереноса в материалах и элементах конструкций;
  • консультации по методикам и технике эксперимента, по методикам расчета с использованием теорий обратных задач и обобщенной проводимости.

Лаборатория оснащена оборудованием:

  • Дифференциальный сканирующий калориметр DSC 204 F1 фирмы «NETZSCH» (Германия)
  • Дифференциальный сканирующий калориметр DSC 404 F1 фирмы «NETZSCH» (Германия)
  • Низкотемпературный дилатометр DIL 402 C фирмы «NETZSCH» (Германия)
  • Высокотемпературный дилатометр DIL 402 C фирмы «NETZSCH» (Германия)
  • Прибор для динамического механического анализа DMA 242 C фирмы «NETZSCH» (Германия)
  • Прибор для термогравиметрического и дифференциально-термического анализа STA 449 F3 Jupiter фирмы «NETZSCH» (Германия)
  • Прибор для термогравиметрического анализа STA 449 F3 Jupiter
  • Прибор для термомеханического анализа TMA 202 фирмы «NETZSCH» (Германия)
  • Прибор для термомеханического анализа TMA 402 фирмы «NETZSCH» (Германия).
  • Установка ТС-3000H/L фирмы «SINKU-RIKO» (Япония)
  • прибор ОСА 25 (оптический прибор для измерения краевого угла смачивания) фирмы Data Physics (Германия) высокотемпературный калориметра MHTC 96 EVO фирмы SETARAM Instrumentation (Франция)
  • Гелиевый пикнометр Ultrafoam 1200 фирмы Quantachrome Instruments (Америка)
  • Прибор для определения теплопроводности модели GHP 456 Titan фирмы «NETZSCH» (Германия)
  • Установка для измерения теплопроводности покрытий LFA427 фирмы «NETZSCH» (Германия)

Дилатометр DIL 402 C. Фирма-изготовитель «Netzsch»

Весы GR-200. Фирма-изготовитель «А&D”

Автоматизированный оптический анализатор ОСА 25 для измерения краевого угла смачивания.
Фирма-изготовитель «DataPhysics» (Германия)
Синхронный термоанализатор STA 449 F3. Фирма-изготовитель «Netzsch». Рабочий диапазон измерений от 20 до 2400 °С.
Высокотемпературный калориметр MHTC 96 EVO фирмы SETARAM Instrumentation (Франция)

В задачи лаборатории входит:

— Решение методических задач, позволяющих расширить возможности экспериментальной базы.

— Моделирование теплопереноса в материалах внешней тепловой защиты.

— Расчет эффективной теплопроводности материала в зависимости от его структурных особенностей.

— Расчет режимов отверждения полимерных компо¬зиционных материалов с разными наполнителями для изготовления деталей различных толщин.

научная статья по теме ИССЛЕДОВАНИЕ МОЛНИЕЗАЩИЩЕННОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук

ИССЛЕДОВАНИЕ МОЛНИЕЗАЩИЩЕННОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ - тема научной статьи по общим и комплексным проблемам естественных и точных наук из журнала Естественные и технические науки

Текст научной статьи на тему «ИССЛЕДОВАНИЕ МОЛНИЕЗАЩИЩЕННОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ»

Макальский Л.М., кандидат технических наук, доцент

Пронин Б.В., кандидат технических наук, доцент

Хусаинов Ш.Г., доктор педагогических наук, профессор (Российский государственный

аграрный университет — МСХА имени К.А. Тимирязева)

Сысоев В.С.,кандидат технических наук, старший научный сотрудник Московского энергетического института

ИССЛЕДОВАНИЕ МОЛНИЕЗАЩИЩЕННОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ

В работе рассматривается возможность системного применения методов определения мол-ниепоражаемости объектов сельскохозяйственного назначения с помощью традиционного генератора импульсных напряжений (ГИН) и генератора заряженных аэрозолей (ГЗА). Показано, что для формирования условий и статистики поражения объектов эффективно использование ГЗА.

Ключевые слова: молниепоражаемость, молниезащищенность, заряженные аэрозоли.

THE STUDY OF MANASAMANGOTH AGRICULTURAL OBJECTS

In the process we are looking at the possibility of system integration for methods of defining the destruction caused from lightning strikes on objects that have an agricultural purpose by a traditional generator of electric impulse (GEI) and a generator of charged aerosols (GCA) is considered. It is shown, that to form the conditions and statistics of lightning strikes on objects, the usage of GCA is effective.

Keywords: manuaalisesti, manasamangoth, the charged aerosols.

Учитывая постоянную насыщаемость сельскохозяйственных объектов вычислительной техникой и автоматическими устройствами, с учетом применения новых материалов, из которых изготавливают объекты, опасными факторами для сельскохозяйственных сооружений является их поражение разрядом молнии и влияние электромагнитных импульсов. Удары молнии приводят к возгораниям и пожарам, нарушениям электроснабжения, выходу из строя систем автоматики и применяемого электронного оборудования, а иногда и к падежу животных и несчастным случаям. На вычислительную технику и автоматику воздействует даже не прямое попадание молнии, а наведенные электромагнитные излучения, которые выводят из строя дорогостоящую цифровую технику и приборы.

Традиционной защитой от ударов молнии являются молниеотводы, защитная зона которых с большой вероятностью ограничивает попадание молний в защищаемый объект [1, 2]. В то же время расчетные методики, по которым рассчитываются высота и размещение молниеприемников, имеют недостатки, заключающиеся в том, что они для конкретных объектов не проверены на практике. Гарантировано защищающие системы от молнии могут

быть излишне дорогими, а более простые системы могут привести к нежелательным последствиям и экономическим потерям.

Для надежной экспериментальной проверки защиты объекта обычно применяются модельные испытания. При этом используется уменьшенная модель объекта с сохранением в ней геометрических соотношений и она помещается под стержневой электрод, на который подается импульсное напряжение [3]. Развивающиеся разряды со стержня имитируют спускающийся канал молнии, а его попадание на объект или молниеприемник определяют вероятность поражения объекта. При этом используется сравнительно дорогостоящий генератор импульсного напряжения (ГИН), напряжение на котором должно достигать нескольких миллионов вольт. В экспериментах используются многократные разряды и последовательное размещение стержневого электрода в различных зонах над объектом. Необходимо проверить пробои воздушных промежутков при различном расположении стержневого электрода и устанавливаемых молниеприемников при их разной высоте, поэтому требуются многочасовые и дорогостоящие испытания.

Читайте так же:
Образец договор установка системы отопления

В настоящее время разработаны генераторы заряженного аэрозоля, которые позволяют формировать модель заряженного облака с предельными по объемной плотности зарядами. Формируемые облака позволяют получать в заданном пространстве, обеспечивая напряженности электрического поля достаточные для развития спускающихся и встречных лидерных разрядов. Если поместить под заряженным облаком уменьшенную геометрическую модель даже сложного комплекса защищаемых сооружений, то возникающие разряды из облака позволят установить опасные для грозопоражаемости места комплекса и обеспечить надежную статистику разрядов. Такая модель в большей мере отражает природные физические процессы, связанные с развитием разрядов над объектами.

В РГАУ — МСХА имени К.А. Тимирязева для исследования молниепоражаемости сельскохозяйственных производственных комплексов используется генератор заряженного аэрозоля, изготовленный в Московском энергетическом институте. ГЗА позволяет получать заряженный водный конденсат. Аэрозоль образуется из пара воды находящегося под давлением 0,4-0,6 МПа при его конденсации в атмосфере после прохождения профилированного сопла. Частицы аэрозоля имеют размеры частиц 0,3-0,5 мкм. Зарядка осуществляется за счет коронного разряда иглы, установленной по оси сопла (рис.1). Электрический заряд каждой заряженной частицы соответствует от 1 до 6 элементарных зарядов. Ежесекундно во внешнюю зону переносится заряд 100-300 мкКл.

Датчик эяектричвстго подл N

Рис. 1. Физическая модель грозового облака (разряд с заряженного аэрозоля)

Рис.2. Фотографии электрического разряда в облаке заряженного аэрозоля

Для испытания сельскохозяйственных сооружений на молниезащищенность поток аэрозоля направлялся вдоль поверхности земли или под углом (14-20)0. В этом случае электрически заряженное облако на выходе ГЗА имеет форму раскрывающегося конуса, с выпуклым сферическим основанием. Модели защищаемых сельскохозяйственных объектов располагались в области сформированного сферического образования облака. Размеры вписанной сферы имели размеры близкие к 1 м. Учитывая, что реальные размеры грозовой ячейки в грозовом облаке имеют размеры 100-200 м, необходимо выбирать масштаб моделирования 1/100, 1/200. Формируемое сферическое заряженное образование формировалось на высоте 1-1,5 м, что соответствовало ориентации лидера с высоты 200-300 м. В этом случае имеется временная и пространственная возможность формироваться встречному стримеру и лидеру с элементов модели объекта.

Напряженность на поверхности земли без конструкций достигала 5-10 кВ/см. Модельные конструкции сельскохозяйственных объектов (силосные башни, коровники, отдельные характерные для сельской местности постройки, сельскохозяйственные машины и механизмы), усиливали электрическое поле в 4-6 раз. Благодаря таким характеристикам моделирования можно сделать вывод о том, что именно в этом случае могут возникать встречные лидеры, что свидетельствует о возможном поражении отдельно стоящих сельскохозяйственных объектов.

Исследования проводились с использованием оптико-электронных приборов и измерялись токовые характеристики разряда на элементы моделей объектов.

Применение электронно-оптического преобразователя (ЭОП) — фотоэлектронной камеры ФЭР-14 позволило регистрировать начало электрического разряда в облаке заряженного аэрозоля (рис.2), его продвижение к модельным объектам, возникновение встречного лидера в сторону спускающегося основного разряда из облака. Регистрируемые временные и пространственные развертки разряда позволили установить скорости продвижения основного лидера, времени зарождения и скорости продвижения встречного лидера. Проведенный анализ характерных ЭОПограмм и токовых характеристик разряда позволяет сделать вывод, что моделирование разрядов из облака аналогично формированию разрядных явлений от ГИНа. Расчеты предразрядного состояния облака показывают, что потенциал в зоне зарождения разряда соответствует 1-2 МВ. Анализ пространственно-временных смещений зарядов стримеров и лидеров, позволяет определять ЭМИ вблизи защищаемых объектов.

Моделирование с применением заряженного аэрозольного облака с предельными по заряду характеристиками имеет ряд преимуществ по сравнению с определением молниепоражаемости при использовании генераторов импульсного напряжения:

• необходимая статистика по поражению модельных объектов набирается в течение малого времени (из облака возникают разряды через каждые 30-60 с, а при использовании ГИН несколько минут);

• возможно документирование разрядов по отдельным объектам и молниеприемникам путем фоторегистрации в любое время суток, при любой погоде;

• отсутствует обратные токи в разрядах, которые имеют место при использовании ГИН,

которые делают методику регистрации молниепоражаемости менее энергоемкой;

• понижаются требования к технике безопасности при применении ГЗА;

• массогабаритные размеры установок с моделированием молниепоражаемости при

использовании ГЗА существенно меньше типовых установок с ГИНами;

• Методика с использованием генератора заряженных аэрозолей имеет больший ресурс

для проведения испытаний на молниезащищенность, чем традиционные установки с генераторами импульсных напряжений;

• стоимостные показатели установок и испытаний на молниезащищенность становится

доступны для проверки на молниезащищенность сельскохозяйственных объектов и комплексов.

Проведенный анализ свидетельствует о том, что применение искусственных предельнозаряженных аэрозольных облаков может быть использовано и в других областях, где требуется проверка на молниезащищенность заземленных объектов.

1. Электрофизические основы техники высоких напряжений: Учеб. для вузов / И.М. Бортник, И.П. Верещагин, Ю.Н. Вершинин и др. Под ред. И.П. Верещагина, В.П. Ларионова. — М.: Энергоатомиздат, 1993. — 703 с.

2. Авруцкий В.А., Кужекин И.П., Чернов Е.Н. Испытательные и электрофизические установки. Техника эксперимента. Учеб. пособие / Под ред. И.П. Кужекина. — М.: МЭИ, 1983. — 184 с.

3. Бородин И.Ф., Макальский Л.М., Пронин Б.В. Наноочистка воздуха после озонаторных установок // Сборник трудов РГАУ — МСХА имени К.А. Тимирязева. — М. 2009. -С. 127-129.

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Пoхожие научные работы по теме «Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук»

  • ДЕСТРУКЦИЯ ОЗОНА АЭРОЗОЛЯМИ И ПАРАМИ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ

МАКАЛЬСКИЙ Л.М., ПРОНИН Б.В., ХУСАИНОВ Ш.Г. — 2014 г.

Читайте так же:
Установка розеток для встроенной техники

МАКАЛЬСКИЙ Л.М., ПРОНИН Б.В., ХУСАИНОВ Ш.Г. — 2014 г.

АНДРЕЕВ М.Г., БАЗЕЛЯН Э.М., БУЛАТОВ М.У., КУЖЕКИН И.П., МАКАЛЬСКИЙ Л.М., СУХАРЕВСКИЙ Д.И., СЫСОЕВ В.С. — 2008 г.

АКОМЁЛКОВ Г.А., КУПРИЕНКО В.М., ОРЕХОВ Н.М., РОМАНЦОВ В.Н., ХЛЕБНИКОВ А.И. — 2015 г.

Генератор импульсных напряжений курсовая 2011 по физике , Дипломная из Физика

0.6, то длительность фронта определяется как. 16 1 . 1.1 2.1 Определение максимального значения коэффициента использования разрядной схемы и постоянных времени экспонент. 17 1.2 2.2 Расчет коэффициента использования импульса напряжения и допустимых пределов изменения соотношения С2/С1. 18 1.3 2.3 Расчет разрядной схемы ГИН. 19 1.4 Из расчета (Приложение А) С2/С1 = 0.08, тогда. 19 1.5 С1 = С2 / 0.08 = 540·10-12/0.08= 6.75 нФ. 19 1.6 Исходным уравнением для расчета является. 19 1.7 . 1.8 т.к. число ступеней не может быть дробным, округляем его до ближайшего целого значения, т.е. принимаем N=7, почему именно 7, дело в том, что максимальное значение энергии, возможно, получить только в случае того, когда Сгин = Сдфл, Сдфл – емкость двойной формирующей линии, которая в данном случае является нагрузкой. Если имеется 8 ступеней согласовка Сгин = Сдфл отсутствует, поэтому при расчетах убирают 1 ступень и разрабатываю ГИН, который содержит 7 ступеней. 19 1.9 Тогда необходимая емкость конденсатора. 19 1.10 Преобразовав уравнения (1.13) и (1.15) получаем выражения для определения фронтового и разрядного сопротивлений соответственно. 21 1.11 2.4 Расчет разрядного контура на апериодичность. 22 ПРИЛОЖЕНИЯ рационально подойти к конструированию изоляции, способствует снижению ее стоимости и определяет требования напряжений, которые должны обеспечивать заданные параметры испытательного импульса, обеспечивать формирование той или иной формы импульса. Важно обеспечить удобное и безопасное обслуживание установки [2,3]. газонаполненный генератор импульсный напряжение 1. Теоретический анализ основных контуров газонаполненного генератора импульсных напряжений (ГИН), собранного по схеме Аркадьева-Маркса 0 3 0 1 0 3 0 1Генератор Маркса (его также называют газонаполненный генератор импульсных напряжений, собранный по схеме Аркадьева-Маркса) — генератор импульсного высокого напряжения, принцип действия основан на зарядке соединённых параллельно конденсаторов, которые после зарядки соединяются последовательно при помощи различных коммутирующих устройств (например газовых разрядников или тригатронов), тем самым увеличивая выходное напряжение пропорционально количеству соединённых конденсаторов. Существуют различные виды схем генератора импульсных напряжений. Простейшая схема ГИН Аркадьева-Маркса представлена на рис.1.1. Основными её элементами являются конденсаторы С, соединенные через зарядные резисторы R с выпрямителями, и разрядники F. Рис.1.1. принципиальная электрическая схема генератора импульсных напряжений: ВT-трансформатор; РТ – регулировочный трансформатор; V1- V20-выпрямители;Rз- защитное сопротивление; R0- разделительное сопротивление; Rф- фронтовое сопротивление; Rд- сопротивление делителя; Rнп – сопротивление низковольтного плеча; Сki- емкость конденсатора; Cф- фронтовая емкость; F1-F9- искровой промежуток; Р – шаровой разрядник(для формирования срезанного импульса) ГИН работает в двух последовательных режимах. Режим зарядки Технические характеристики высоковольтного источника. Технические характеристики, предлагаемые изготовителем источников питания, обычно содержат информацию о входных и выходных напряжениях, стабилизации выхода, пульсациях и нестабильности выхода. Технические характеристики изложены в перечисленном ниже порядке: входное напряжение; выходное напряжение; выходной ток; пульсации; нестабильность; накопленная энергия; импульсный режим; стабилизация по сети; стабилизация по нагрузке; динамическая стабилизация; КПД энергопреобразования [6.7]. 1.2 Анализ разрядного контура Полная схема замещения разрядного контура ГИН представлена на рис. 1.5а. Рис. 1.5. Схемы замещения разрядной цепи В этой схеме С1 – емкость генератора в разряде; R1 – суммарное активное сопротивление разрядной цепи ГИН и успокоительных сопротивлений для подавления высокочастотных колебаний в разрядной цепи; R2 – разрядное сопротивление, предназначенное для регулирования длительности импульса; С2 — сумма емкости объекта, паразитной емкости ГИН и специально включаемой емкости для регулирования длительности фронта импульса; L1 и L2 – индуктивность элементов ГИНа и петли подсоединения объекта к ГИНу [8]. Наличие индуктивности в разрядной цепи ГИНа приводит к возникновению колебаний и искажению формы апериодического импульса и в то же время усложняет расчет генератора. В соответствии с требованием на стандартный грозовой импульс напряжения допускается наложения колебательной составляющей не более 5% от амплитуды импульса. Отсутствие колебаний достигается при условии: (1.1) При выполнении этого условия влиянием индуктивности можно пренебречь то значение постоянной интегрирования А, с некоторым допущением, можно принять равным амплитудному значению А = U2max. Тогда решая уравнение (1.7) относительно F 07 4и, получим выражение, которое связывает длительность импульса с параметрами разрядного контура ГИН: F 0 7 4и

(R1 + R2)·(C1 + C2) (1.9) Согласно определению длительности фронта импульса для стандартной волны можно записать соотношения: (1.10) (1.11) t1 и t2- значения времени, когда напряжение импульса достигает соответственно 0.3 и 0.9 от амплитудного значения. Пренебрегая затуханием первой экспоненты в пределах длительности фронта импульса и полагая первую экспоненту равной единице, что справедливо при T1 >> T2, получим Так как (t2-t1)

0.6, то длительность фронта определяется как: F 0 7 4ф = 3.25 T2, (1.12) Анализируя выражение (1.6), отметим, что разность экспонент в нем зависит только от соотношения длительности фронта и длительности импульса напряжения. Эту разность принято считать коэффициентом использования волны напряжения по амплитуде ( F 06 8в). Максимальное значение этого коэффициента может быть получено из выражения: (1.13) P1 и P2 – корни характеристического уравнения. Соотношение из уравнения (1.7) принято называть коэффициентом использования разрядной схемы по напряжению (). Его значение, выраженное через параметры разрядного контура ГИН, которое получается заменой P1 и P2 через Т1 и Т2, соответственно [11]: (1.14) Таким образом, в данной части курсовой работе приведены основные формулы, которые используются в расчетах работы генераторов импульсных напряжений. 2. Расчёт основных частей схемы и элементов ГИНа 2.1 Определение максимального значения коэффициента использования разрядной схемы и постоянных времени экспонент При расчете ГИН необходимо исходить из максимально возможного коэффициента полезного действия разрядной схемы ГИН, который равен произведению коэффициентов использования волны и схемы. Коэффициент волны, зависящий только от соотношения фронта и длительности импульса, определяется данными задания. Максимальное значение коэффициента использования схемы, зависящее только от соотношения С2 и С1, можно получить, решая совместно уравнения (1.10), (1.13), (1.14). (2.1) Постоянные времени T1 и T2, входящие в это уравнение, определяют из соотношений (1.9) и (1.10): T1 = F 07 4и / 0.69; T2 = F 0 7 4ф / 3.25 (2.2) Расчетный коэффициент разрядной схемы ГИН должен быть не менее 0,95 от максимально возможного для заданных параметров импульса. Минимальное и максимальное значение отношения С2/С1 задаем в пределах (0,025 – 0,5), а шаг изменения этого соотношения порядка 0,001. Определение F 06 8сх и С2/С1 осуществляем с помощью программы MathCad на ЭВМ. (Приложение А). Для решения на ЭВМ необходимо ввести обозначения элементов уравнений (1.16) и (1.17) для составления программы. Ск=С1·N=6,7·10-9 ·7=0.047мкФ Выбираем конденсатор типа К75-74, с емкостью СК = 0,047мкФ [11,12]. Почему именно такие конденсаторы? Во-первых, очень компактные и габариты конденсатора удобные (длина 24 см, ширина 6см). Во-вторых, индуктивность конденсаторов очень низкая около 100нГн. В-третьих, токи утечки небольшие вследствие минимального сопротивления и, в-четвертых, способны накапливать высокую удельную энергии и пропускать достаточно большие токи. Конструкция конденсатора: в цилиндрических корпусах из полимерных материалов с разнонаправленными выводами. На рис.2.1. представлен чертеж конденсатора К75-74 с основными параметрами: Рис.2.1. Конструктивный вид конденсатора К75-74 Определим, входит ли отношение в интервал:, т.е.. 0.062 < 0.08 < 0.160 видим, что отношение входит в интервал, поэтому принимаем число ступеней ГИН N=7 и разрядную емкость ГИН С1= 6.7·10–9 Ф. По формуле (2.1) рассчитаем коэффициент схемы: > 0.95·, т.е. 0.844 > 0.762 — условие выполняется По формуле (2.6) рассчитаем напряжение выдаваемое ГИН: UвыхГИН= 0,9·N· F 06 8в · F 0 6 8сх max ·UЗ = 0.9 ·9·0.966·0.829· 40 = 230 кВ. то есть то, что заданно (UзарГИН=250 кВ) хорошо совпадает с тем, что было рассчитано. Преобразовав уравнения (1.13) и (1.15) получаем выражения для определения фронтового и разрядного сопротивлений соответственно: (2.8) (2.9) Определим фронтовое и разрядное сопротивления: , где 0.08 = С2/С1 полученное с помощью программы MathCAD. 2.4 Расчет разрядного контура на апериодичность Для проверки разрядного контура на апериодичность необходимо оценить индуктивность разрядного контура генератора (Lг), которая должна быть меньше или равна эквивалентной индуктивности(Lэ). Эквивалентная индуктивность определяется из условия отсутствия колебаний в разрядном контуре, которое имеет вид: R1 F 0B 3 Rкр=2, где Сэ=С1·С2/(С1+С2) (2.10) При испытании изоляции, в соответствии с требованием ГОСТ, допускаются колебания с амплитудой не более 5% от амплитуды импульса напряжения. С учетом этого условия (2.24) можно записать как: R1 F 0B 3 0.69·Rкр=1.38· (2.11) Тогда величина эквивалентной индуктивности, при которой в контуре будут колебания с допустимой амплитудой, определяется как: В режиме КЗ период колебаний (2.13) где С1 = Ск/7 = 6.7 нФ. Отсюда индуктивность ГИНа С1 – разрядная емкость ГИН; Ск — емкость конденсатора. Определим f – частоту колебаний используя следующую осциллограмму: Рис.2.3. Зависимость амплитуды сигнала от частоты для ГИНа тогда Если сравнить значение Lг полученное из режима КЗ и рассчитанного по формуле Lг= Lпр+ N1Lк+N2 Lразр, то можно сделать вывод о том, что значение индуктивности генератора, полученное при расчете вполне соответствует и реальное значение индуктивность. 2.5 Измерение тока и напряжения ГИНа Для определения тока ГИНа используется пояс Роговского, схема которого представлена на рис.2.4.: Рис.2.4. Изображение пояса Роговского Пояс Роговского используют для измерения импульсных токов в проводниках и в пучках заряженных частиц. Пояс Роговского представляет собой длинный замкнутый соленоид произвольной формы с равномерно намотанной обмоткой. Принцип его работы основан на регистрации магнитного поля, создаваемого измеряемым током I0(t). Рис.2.5. Эквивалентная схема пояса Роговского При выполнении условия ωRнС << 1 влиянием паразитной межвитковой емкости обмотки ПР можно пренебречь. Тогда из второго уравнения Кирхгофа изменение тока в нагрузке равно: (2.14) Для импульса тока с линейно растущим током где τ – длительность импульса. Затем (2.15) (2.16) Этот режим работы ПР называется режимом трансформатора тока. Индуктивность обмотки ПР равна: (2.17) где S — площадь сечения обмотки, l- длина сердечника, μ – магнитная проницаемость сердечника. При обратном соотношении Реализуется режим контура ударного возбуждения и из уравнения: Рис.2.9. Схема импульсного электронного ускорителя ТЭУ-500 с основными элементами Рассмотрим калибровку делителя, обратимся к схеме, по которой производилась калибровка: Рис.2.10. Схема калибровки жидкостного делителя На рисунке жидкостной делитель представлен как делитель ДФЛ, с генератора ГЗИ-6 подаем напряжение на делитель U1 – входное напряжение и U2 – выходное напряжение. С помощью осциллографа фиксируем значения U1 и U2, получаем следующую осциллограмму: Рис.2.11. Осциллограммы напряжения на входе и выходе делителя ДФЛ Затем с помощью программы Origin8 определяем значения U1 и U2, а также определяем коэффициент деления К= U1/ U2, К= 1050 ± 1% Таким образом, используя выше приведенные выражения, и вычисления был рассчитан генератор импульсных напряжений, который собран по схеме Аркадьева-Маркса. Подобные генераторы импульсных напряжений широко используется практически во всех ускорителях в лаборатории №1 НИИ ВН. 3. Констуктивное исполнение ГИНа На рис.3.1. показан внешний вид ГИНа. Рис.3.1. Конструкция генератора импульсных напряжений Весь объём корпуса (1 на рис.3.1.) ГИНа заполнен азотом при давлении 1,5 атм. Азот используется главным образом в качестве изолятора, а также энергия ионизации у азота больше, чем на пример у воздуха и вследствие этого увеличивается значение зарядного напряжения и быстрее происходит пробой. Корпусе изготовлен из стали, на нем расположены две стойки (3 на рис.3.1.) из капролона. Капролон — полимер, предназначен для изготовления механической обработкой изделий конструкционного и антифрикционного назначения. Устойчив к воздействию углеводородов, масел, спиртов, кетонов, эфиров, щелочей, и слабых кислот. На стойки крепятся с помощью специальных хомутов и шпилек разрядники и конденсаторы (5 и 6 на рис.3.1), помимо этого внутри стойки расположены зарядные сопротивления марки ТВО-20 (7 на рис.3.1). С целью уменьшения экранирования и возможности возникновения пробоев концы креплений, на которые крепятся конденсаторы, изготовлены в виде шаров (4 на рис.3.1). Медный провод (2 на рис.3.1). длиной 3м и предназначен для того, чтобы передать импульс напряжения, полученный в ГИНе на нагрузку (ДФЛ). Генератор работает в режиме с внешней синхронизацией, т.е напряжение срабатывания разрядников больше, чем напряжение до которого заряжаются, а для срабатывания генератора в первую ступень включен управляемый разрядник представляемый собой тригатрон со встроенным во внутрь электродом на который со внешнего источника подается напряжения. Список использованной литературы 1. Диденко А.Н., Григорьев В.П., Усов Ю.П. Мощные электронные пучки и их применение. — М., Автомиздат, 1977. – 280с. 2.Смирнов С.М., Терентьев П.В. Генераторы импульсов высокого напряжения. – М.: Энергия, 1964. – 239с. 3. Авруцкий В.А., Кужекин И.П., Чернов Е.Н. Испытательные и электрофизические установки. Техника эксперимента. М.:МЭИ, 1983.-264с. 4. Альбертинский Б.И., Свиньин М.П. Каскадные генераторы — М.; Атомиздат, 1980 г. — 93с. 5. Бажанов С.А., Воскресенский В.Ф. Профилактические испытания оборудования высокого напряжения — М.; Энергия, 1977г.- 288с. 6. Богатенков И.П. Генератор импульсных напряжений. -С-Пб., АНО, 1999г.-262с. 7. Быстров Ю.А., Иванов С.А. Ускорительная техника и рентгеновские приборы. – М.: Высш.шк, 1983. – 288с. 8. И.П. Кужекина. Испытательные и электрофизические установки, техника эксперимента. — М.; МЭИ, 1983 г. — 263с. 9. Ларионов В.П., Базуткин В.В., Сергеев Ю.Г. Техника высоких напряжений. — М.; Энергоиздат, 1982 -296 с. 10. Костенко М.В. Техника высоких напряжений. — М.; Высшая школа, 1973 г. — 528с. 11. Леонтьев Ю.Н. Высоковольтные испытательные и электрофизические установки. Высоковольтные измерения. — Томск. ТПУ, 1993 г.-93 с. 12. Баумштейна И.А., Хомякова М.В.. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения. -М.: Энергия, 1981.-656 с. ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение А оптимальное отношение емкостей Приложение Б

Читайте так же:
Системы водяного отопления расчет и установка

ТЕХНИКА ВЫСОКИХ НАПРЯЖЕНИЙ

1 МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ 11/3/1 Одобрено кафедрой «Электрификация и электроснабжение» Утверждено деканом факультета «Транспортные средства» ТЕХНИКА ВЫСОКИХ НАПРЯЖЕНИЙ Рабочая программа для студентов IV курса специальности ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ (ЭЛ) Р О А Т М о с к в а

2 Данная рабочая учебная программа дисциплины является типовой и составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования на основании примерной учебной программы данной дисциплины и удовлетворяет государственным требованиям к минимуму содержания и уровню подготовки инженера по специальности «Электроснабжение железных дорог» (ЭЛ). В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 14 февраля 2008г. 71 «Об утверждении Типового положения об образовательном учреждении высшего профессионального образования (высшем учебном заведении)» рабочая учебная программа обновляется ежегодно. Обновленная версия рабочей учебной программы размещена на сайте РОАТ ( А в т о р канд. техн. наук, доц. А.Ф. Харченко Московский государственный университет путей сообщения, 2011

3 1. ЦЕЛЬ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Развитие электрифицированного железнодорожного транспорта неразрывно связано с применением высоких напряжений. На электрифицированных железных дорогах эксплуатируются и сооружаются новые тяговые подстанции с первичным напряжением 110 или 220 кв, где устанавливаются трансформаторы и большое количество коммутационной аппаратуры, измерительных и защитных устройств на напряжение 110 (220) кв; 25 кв, 10 (35) кв переменного тока, а также выпрямительные устройства, коммутационные и другие устройства постоянного тока с напряжение 3 кв. При этом обеспечиваются электрической энергией системы тягового электроснабжения, многие нетяговые железнодорожные потребители электрической энергии, предприятия расположенные вдоль железной дороги, а также осуществляется электроснабжение устройств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) железной дороги. Практическое применение высоких напряжений сталкивается с рядом технических и технологических трудностей. В первую очередь это связано с обеспечением надежной работы изоляции высоковольтного оборудования и электрических систем при постоянно воздействующих высоких рабочих напряжениях и кратковременно возникающих перенапряжениях намного превышающих наибольшее рабочее. Изучение проблем техники высоких напряжений (ТВН) применительно к задачам, характерным для устройств электрической тяги базируется на знании многих положений таких дисциплин как «физика», «математика», «теоретические основы электротехники» и «материаловедение». Цель изучения дисциплины формирования у студентов твердых знаний: электрических характеристик изоляционных материалов; особенностей поведения изоляционных материалов в сильных электрических полях при различных условиях эксплуатации; причин возникновения дефектов в изоляции и методов эффективного контроля состояния изоляции высоковольтного оборудования; процессов, приводя- 3

Читайте так же:
Профессиональная установка бытовой техники

4 щих к перенапряжениям на устройствах электроснабжения и способов ограничения этих перенапряжений ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Изучив дисциплину, студент должен: 2.1. Иметь представление: об основных электрофизических процессах в газовых, твердых и жидких диэлектриках приводящих к повреждению электрической изоляции под воздействием сильных электрических полей; о причинах возникновения и особенностях распространения грозовых и коммутационных перенапряжений в электрических цепях устройств электроснабжения; 2.2. Знать и уметь использовать: основные свойства и электрические характеристики диэлектриков, применяющихся в качестве внешней изоляции устройств электроснабжения; основные виды и электрические характеристики диэлектриков, применяющихся в качестве внутренней изоляции устройств электроснабжения; элементы изоляционных конструкций устройств электроснабжения и способы регулирования электрического поля в них; способы ограничения перенапряжений, характеристики защитных аппаратов и устройств и их согласование с характеристиками защищаемых объектов; методы профилактических испытаний изоляции высоковольтного оборудования Иметь опыт: оценки электрической прочности простейших изоляционных конструкций; оценки влияния условий эксплуатации на срок службы изоляции высоковольтного оборудования; оценки грозовых перенапряжений; расчета защиты объектов от прямых ударов молнии и защиты оборудования подстанций от набегающих импульсов грозовых перенапряжений;

5 оценки состояния изоляции по результатам профилактического контроля. 3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ НАГРУЗКИ Вид учебной работы Всего по учебному плану Количество часов Аудиторные занятия: лекции 4 4 лабораторные работы (лабораторный практикум) 8 8 В том числе по семестрам 1 2 Самостоятельная работа ВСЕГО ЧАСОВ НА ДИСЦИПЛИНУ Текущий контроль Лабораторные работы Контрольная работа Виды промежуточного контроля Зачет Зачет; зачет с оценкой п/п СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1. Разделы дисциплины и виды занятий Раздел дисциплины Лекции, ч Лабораторный практикум, ч Введение. Основные свойства и электрические характеристики внешней изоляции 1,0 2,0 Основные виды и электрические характеристики внутренней изоляции 1,0 2,0 3 Изоляционные конструкции устройств электроснабжения 0,5 2,0 4 Перенапряжение в электрических системах и их ограничение 1,0 5 Методы профилактического контроля и испытания изоляции устройств электроснабжения 0,5 2,0 5

Читайте так же:
Установка системы обогрева крыши

6 6 Раздел Содержание разделов дисциплины 1.1. Роль ТВН в электрификации железнодорожного транспорта Общая характеристика внешней изоляции Электрофизические процессы в воздухе в сильных электрических полях приводящих к пробою Разряды в воздухе вдоль сухой и увлажненной поверхности твердых диэлектриков Меры, повышающие электрическую прочность внешней изоляции. [6.1.1;6.1.2;6.1.4;6.1.5] Раздел Общая характеристика внутренней изоляции Основные виды внутренней изоляции и их электрическая прочность Меры, повышающие электрическую прочность и надежность внутренней изоляции. [6.1.1;6.1.2;6.1.4;6.1.5] Раздел Общие требования к материалам изоляторов, их конструкции и типы Изоляционные конструкции воздушных линий и контактной сети Изоляционные конструкции силовых кабелей Изоляционные конструкции аппаратов и устройств Изоляция трансформаторов. [6.1.2;6.1.4;6.1.5; ] Раздел Молния как источник грозовых перенапряжений Перенапряжения от прямых ударов молнии в устройства электроснабжения и ударов молнии вблизи воздушных линий и контактной сети.

7 4.3. Защита воздушных линий, контактной сети и подстанций от перенапряжений. Координация изоляции Перенапряжения переходного процесса при коммутациях 4.5. Защитные аппараты и устройства [6.1.1; ] Раздел Контроль изоляции: по интенсивности частичных разрядов; по величине тангенса угла диэлектрических потерь; с использованием явления абсорбции Типичные дефекты изоляции и старение изоляции устройств электроснабжения 5.3. Установки высокого переменного, постоянного импульсного напряжения 5.4. Способы измерения высокого напряжения 5.5. Методы испытания электрической прочности изоляции электрооборудования 5.6. Мероприятия по технике безопасности при испытании изоляции [ ;6.1.10] 4.3. Лабораторный практикум Номер раздела дисциплины Лабораторная работа 1 Изучение электрических разрядов в воздухе 2 Испытания электрической прочности твердых диэлектриков 2 Испытания электрическая прочность трансформаторного масла 3 Исследование распределения напряжения по гирлянде изоляторов Методы испытания высоковольтного электрооборудования и высоковольтные установки переменного и 5 постоянного напряжения Не предусмотрены Практические занятия 7

8 8 5. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА Предусмотрено выполнение одной контрольной работы, которая состоит из четырех задач. 6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 6.1. Рекомендуемая литература Основная Электрофизические основы техники высоких напряжений: Учеб. для вузов/ Под ред. И.П. Верещагина, В.П. Ларионова. М.: Энергоатомиздат, с Х а р ч е н к о А.Ф. Техника высоких напряжений. Ч.1. Изоляция устройств электроснабжения электрических железных дорог: Уч. пос. М.: МИИТ, с Е г о р о в В.В. Техника высоких напряжений. Перенапряжения в устройствах электрической тяги. Профилактические испытания изоляции: Уч. пос. М.: Маршрут, с. Дополнительная Б а з у т к и н В.В., Л а р и о н о в В.П., П и н т а л ь Ю.С. Техника высоких напряжений: Изоляция и перенапряжения в электрических системах: Учеб. для вузов/ Под ред. В.П.Ларионова. М.: Энергоатомиздат, с Р а д ч е н к о В. Д. Техника высоких напряжений устройств электрической тяги. М.: Транспорт, с А в р у ц к и й В.А., Ку ж е к и н И.П., Ч е р н о в Е.Н. Испытательные и электрофизические установки. Техника эксперимента: Уч. пос. для втузов/ Под ред. И.П. Кужекина. М.: МЭИ, с С е р е б р я к о в А.С. Техника высоких напряжений. Перенапряжение в электрических системах и защита от них. Уч. пос. М.: РГОТУПС, с. Справочная Электротехнический справочник. Т.2. Электротехнические изделия и устройства/ Под ред. профессоров МЭИ. М.: МЭИ, с.

9 Контактная сеть и воздушные линии. Нормативнометодическая документация по эксплуатации контактной сети и высоковольтным линиям: Справочник. Департамент электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД». М.: ТРАНСИЗДАТ, с Правила устройств электроустановок. Разделы 1,2, 4. 7-е изд. М.: Из-во НЦ ЭНАС, Средства обеспечения освоения дисциплины Лабораторные работы выполняются на базе высоковольтной установки типа АИМ-90 или с использованием «Видеоматериалов проведения лабораторных работ на высоковольтной установке». Часть работ выполняется на ПЭВМ с программной средой Electronics Workbench. 9

10 ТЕХНИКА ВЫСОКИХ НАПРЯЖЕНИЙ Рабочая программа Редактор Г.В. Ти м ч е н к о Компьютерная верстка Е. В. Л я ш к е в и ч Тип. зак. Изд. зак. 57 Тираж 300 экз. Подписано в печать Гарнитура NewtonC Ризография Усл. печ. л. 0,75 Формат / 16 Редакционный отдел Информационно-методического управления РОАТ, , Москва, Часовая ул., 22/2 Участок оперативной печати Информационно-методического управления РОАТ, , Москва, Часовая ул., 22/2

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector