Описание лабораторной установки

Для изучения явления статического электричества в атмосфере необходимо напряжение до 250 кВ.

Для этих целей используется электростатическая машина. В целях измерения напряжения, вырабатываемого электростатической машиной применяется вольтметр марки В7-21.

Рис. 11. Блок-схема лабораторной установки

1 – электростатическая машина; 2 – входной датчик; 3 – переходное устройство; 4 – вольтметр В7-21

Техническое описание универсального цифрового вольтметра В7-21:

Вольтметр универсальный цифровой В7-21 предназначен дня измерения постоянного напряжения от 10 мВ до 500 В; Вольтметр предназначен для работы в сети напряжением 220 ± 22 В, частотой 50 Гц и содержанием гармоник 5 %, в любом закрытом помещении; Окружающая температура от +5 до +40 С; Относительная влажность до 90 % при температуре воздуха +30 С.

Вольтметр может применяться дня контроля точных измерений Лицевая панель и кнопки управления прибором В7-21 приведены на рис. 5.

Рис. 12. Передняя панель вольтметра В7-21

На передней панели расположены следующие кнопки контроля и управления прибором:

1. Цифровая индикация значений напряжений; 2. Кнопка включения прибора «Сеть»; 3. Кнопка автоматического режима работы; 4. Кнопка ручной работы; 5. Кнопка пределов измерения; 6. Установка нуля; 7. Экран; 8. Клемма включения (-); 9. Клемма включения (+). 10. Пределы измерений цифрового вольтметра В7-21 (поз. 5) 1. – 10 ОмВ; 2. – 100 ОмВ; 3. – 1 В; 4. – 10 В; 5. – 100 В; 6. – 500 В; 11. – автоматический выбор предела измерения; 12. – сдвиг запятой.

Порядок работы

Перед измерением вольтметр необходимо прогреть в течение 30-ти минут. Для проведения измерений постоянного напряжения: нажмите кнопку АВТ при работе в автоматическом режиме, если порядок величины измеряемого напряжения неизвестен, то необходимо нажать кнопку 500 В в ручном режиме работы. Присоедините к входу вольтметра измерительный кабель. Обратите внимание на маркировку штепселей кабеля и входных клемм (+; -).

Меры безопасности при выполнении лабораторной работы

В данной лабораторной работе необходимо исследовать зависимость пробивного напряжения от климатических факторов. В этих целях используется выше описанная установка. При работе с установкой необходимо придерживаться следующих мер безопасности:

1. Работу выполнять под непосредственным контролем преподавателя или УВП;

2. Перед началом работы убедиться в отсутствии оголенных проводников и обрывов (кроме разрядных электродов).

3. Не увеличивать расстояние между электродами более чем на 50 мм.

Порядок выполнения лабораторной работы

1. Исследование СЭ при нормальных условиях:

1.1. Включить вольтметр в сеть (220 В);

1.2. Расположить разрядные электроды на расстоянии 5 мм между собой;

1.3. Вращая рукоятку машины, повышать напряжение на электродах до получения разряда, при этом наблюдать за индикатором и определять U_осц в момент разряда.

Тогда:

U_проб = к · U_осц

где к = 3·10⁶ масштабный коэффициент.

1.4. Увеличивая расстояние между электродами на 5мм, довести его до 50 мм, при этом проводить действия согласно пункту 1.3.

1.5. По результатам опытов составить табл. 7.

Таблица 7

Результаты измерений

L, мм	5	10	15	20	25	30	35	40	45
Uпроб, кВ

1.6. Провести проверку правильности полученных измерений на основе формулы:

U_н.у. = U_проб / L

где U_н.у. = 30 кВ/см

2. Исследование СЭ при повышенной влажности:

2.1. Повысить относительную влажность окружающей среды путем помещения между разрядными электродами сосуда с кипящей водой.

2.2. Провести измерения по пунктам 1.2 – 1.4, приведенным выше. По результатам опытов составить таблицу (см пункт 1.5).

Задание. Расчёт зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода

Зона защиты молниеотвода – пространство, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с надежностью не ниже определенного значения:. Зона защиты типа А обладает надежностью 99,5 %, а зона защиты типа В 95 % и выше. Здания и сооружения или их части, помещения которых согласно ПУЭ относятся к зонам классов В-1 и В-2 на всей территории РФ должны быть защищены стержневыми молниеотводами с применением зоны защиты типа А. Наружные установки и открытые склады относятся к зонам классов П-1 и П-2. Они защищаются стержневыми молниеотводами с применением зоны защиты тина B. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода представляет собой круговой конус (рис. 13), вершина которого находится на высоте h₀, < h. На уровне земли зона защиты образует круг радиусом r₀. Горизонтальное сечение зоны защиты на высоте защищаемого объекта сооружения h представляет собой круг радиусом r. Зона защиты одиночных стержневых молниеотводов высотой h<150м должны иметь следующие габаритные размеры: Зона A: h₀ = 0,85h; r₀ = (1,1 – 0,002h)h; r_х = (1,1 – 0,002h) (h – h_x/0,85), Зона В: h₀ = 0,92h; r₀ = l,5h; r = l,5(h – h_x/0,92).

На основании имеющихся формул и согласно таблице 8 (варианты с 1 по 10) рассчитать зону зашиты одиночного стержневого молниеотвода, построить её графически в масштабе 1 см равен 10м.

Таблица 8

Варианты заданий

h	60	70	80	90	100	110	120	130	140
hx	10	15	20	25	30	35	40	45	50

h – высота молниеотвода;

h_x – высота защищаемого сооружения.

После указанных ниже манипуляций, измерьте подаваемое на вход прибора напряжение, считывая его значение по табло цифровой индикации прибора.

Рис. 13. Зона защиты стержневого молниеотвода

1 – граница зоны защиты на уровне сооружения;

2 – граница зоны защиты на уровне земли.

Контрольные вопросы

1. Что такое СЭ и где оно возникает?

2. Приведите примеры, когда СЭ наносит вред в промышленности и человеку?

3. Приведите примеры, когда СЭ приносит положительный эффект?

4. Меры борьбы со СЭ в народном хозяйстве?

5. Грозовой разряд и меры зашиты от него?

6. Меры безопасности во время грозы?

Лабораторная работа №4

ИЗУЧЕНИЕ ИСТОЧНИКОВ ШУМА

И ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ ОДНОСЛОЙНЫМ

ОГРАЖДЕНИЕМ

Цель работы

Изучить источники шума и звукоизоляцию однослойным ограждением.

Задание 1: ознакомиться с устройством и работой измерителя шума и вибраций ВШВ-003-М2. Научиться пользоваться им в качестве шумометра. Определить уровни звукового давления, создаваемого источником шума. Сравнить результаты с допустимыми нормами шума на рабочих местах.

Задание 2: исследовать эффективность звукоизоляции однослойным ограждением в области низких, средних и высоких частот.