Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ЭЛЕКТРОТЕХ МАТЕРИАЛЫ ЛАБ_ РАБОТ

.PDF
Скачиваний:
36
Добавлен:
25.03.2016
Размер:
1.17 Mб
Скачать

R0 U0

Рис. 9.4. Схема лабораторной установки

Ток, поступавший в измерительную схему, контролируется термо- миллиамперметром. Параллельно с катушкой включено безреактивное сопротивление R0, величина которого пренебрежимо мала по сравнению с активным сопротивлением катушки. Конденсатор переменной емкости C практически не имеет потерь, так же как и ламповый вольтметр, вклю- чённый параллельно конденсатору.

Таким образом, эквивалентное активное сопротивление цепи, содер- жащей катушку и образцовый конденсатор C переменной емкости, равно сопротивлению катушки (контур C отключен). Если в цепи имеет место резонанс, то напряжение на конденсаторе

UC

= U0

 

1

 

,

(9.3)

 

 

 

 

 

 

R ω C

 

 

где U0 напряжение на сопротивлении R0.

 

Учитывая, что добротность катушки, имеющей индуктивность,

 

 

Q K

=

 

ω L ,

(9.4)

а при резонансе

 

 

 

 

 

 

R

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= ω L ,

(9.5)

 

 

ω C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

получим, что напряжение Uc на конденсаторе

 

 

UC =

U0

 

ωL = U0 QK .

(9.6)

Отсюда

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

U c ,

 

 

Q K

=

(9.7)

 

 

 

 

 

 

U o

 

т. е. в момент резонанса напряжение на емкости будет больше подво- димого напряжения U0 в QK раз.

Поддерживая ток генератора Ι 0, а значит и напряжение U0 строго за- данными, можно проградуировать шкалу лампового вольтметра, изме- ряющего напряжение U0, в значении добротности Q. Силу тока при из- мерении берут в пределах от 250 до 500 мА.

91

9.4. Порядок выполнения работы

Собрать схему, приведенную на рис. 9.4.

а) Установить ручку регулятора Q (нижний прибор) в крайнее левое положение.

б) Переключатель диапазонов поставить на диапазон 50–150 кГц. Подключить к левым клеммам образцовую катушку этого же диапазона.

в) По шкале частот установить нужную частоту ручкой «установка частоты».

г) Включить тумблер сети, при этом должна загореться сигнальная лампочка на панели прибора. После 1- – 2-минутного прогрева прибор готов к измерению.

д) Установить ручку «установка множителя» в положении 500 или 250 в зависимости от ожидаемой величины добротности.

е) Вращением ручки «установка нуля» Q-вольтметра стрелку прибо- ра установить на нуль. После этого вращением ручки «установка емко- сти и подстройка» настроить контур в резонанс и отсчитать величину Q1 по шкале Q-вольтметра. Одновременно взять отсчет емкости C1 по шка- ле основного конденсатора. Полученные значения занести в табл. 9.1.

ж) Присоединить к правым клеммам прибора изготовленный из испы- туемого диэлектрика конденсатор.

и) Уменьшая емкость эталонного конденсатора, вращением ручки «установка емкости» опять настроить контур в резонанс и взять отсчет Q2 по шкале Q-вольтметра и емкости C2 по шкале основного конденса- тора.

Очевидно, что емкость конденсатора, изготовленного из испытуемого диэлектрика, будет иметь величину

CX = C1 C2 .

(9.8)

Добротность испытуемого образца может быть подсчитана по формуле

Q =

(C1 C 2 )Q 1 Q

2

.

(9.9)

C1 (Q 1 Q 2 )

 

 

 

 

 

Отсюда тангенс угла диэлектрических потерь можно подсчитать по формуле

tgd =

1

=

 

C1

(Q1

Q2 )

×

(9.10)

Q

(

 

-

C2

)

Q1

-

Q2

 

 

 

C1

 

 

 

 

 

к) Определив Сх емкость конденсатора, изготовленного из испы- туемого диэлектрика по формуле (9.8), вычисляют его диэлектрическую

проницаемость по формуле

ε =

14 ,4 СX

h

(9.11)

 

D2

 

,

92

где Сх емкость испытуемого конденсатора, пФ; h – толщина образца, см, h =0,3 см; D – диаметр образца, см, Д = 8,9 см.

л) Первое измерение производят при частоте 50 кГц, а затем, изме- няя частоту через 10 кГц, до 150 кГц.

м) По окончании измерений выключают прибор.

По результатам измерений и вычислений строятся зависимости ε = f(f ) и tgδ = f(f ) в одних координатных осях.

Примечание. Необходимо соблюдать следующий порядок работы на приборе:

ручку установки множителя при переключении поддиапазонов частоты или при из-

менении частоты в пределах поддиапазона ставить на крайне левое положение и

вращать вправо только после установки частоты.

Таблица 9.1

Результаты измерений

f,

C1,

C2,

Q1

Q2

Cx,

ε

tgδ

h,

D,

кГц

пФ

пФ

пФ

см

см

 

 

 

 

9.5. Содержание отчета

Отчет должен содержать:

описание цели работы;

принципиальную схему установки;

описание материала (тип, свойства, область применения и т.д.), ко- торый испытывается в работе;

основные расчётные формулы;

таблицы результатов измерений и вычислений, графики;

краткие выводы на основании результатов исследования и теоре- тическое объяснение полученных зависимостей.

9.6. Контрольные вопросы

1.Почему емкость изоляции зависит от частоты?

2.Каковы основные виды диэлектрических потерь и зависимости их от внешних факторов?

3.Какие диэлектрики относят к высокочастотным?

4.Объяснить наличие максимума tgδ и ε в зависимости от частоты.

5.Какие виды поляризации характерны для твердых тел, жидкостей и газов?

6.Какие диэлектрики относят к линейным и нелинейным?

7.Почему с увеличением частоты у полярных жидкостей относитель-

ная диэлектрическая проницаемость резко снижается при частоте f0 , а затем не меняется?

8. Какое значение принимает ε , если частота стремится к беско- нечности?

93

ПРИЛОЖЕНИЕ А

РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ «СЛИВ-2000.ВЕРСИЯ 2.2.1»

1. Назначение

Данная программа предназначена для считывания содержащейся в картридже измерителя параметров изоляции «Тангенс-2000» информа- ции в память компьютера и ее документирования.

2. Системные требования

Программа функционирует на компьютерах типа IBM PC AT, осна- щенных стандартным параллельным интерфейсом (Centronix), в среде операционных систем MS Windows 95/98/NT/2000/XP.

3. Установка и удаление

Программа поставляется в виде одного установочного файла s2k221.exe. Для установки программы необходимо запустить программу установки на выполнение и следовать инструкциям. После установки в программном меню создается группа «СЛИВ-2000» с ярлыками про- граммы. Ярлык запуска утилиты чтения создается также на «рабочем столе» Windows.

Для удаления программы следует выбрать ярлык «Удаление» из про- граммной группы «СЛИВ-2000» в программном меню.

4. Описание окна программы Окно программы содержит следующие области:

в верхней части окна расположена панель управления;

в нижней части окна находится строка состояния, в которой отобра- жаются текущие сообщения программы и статистическая информация;

основная область окна занята двумя панелями данных, содержащими информацию, полученную из картриджа: панель слева вся исходная ин- формация, панель справа информация для формирования отчета;

между панелями данных расположены четыре кнопки управления перемещением данных:

а) «>»– добавить в отчет запись; б) «>>»– добавить в отчет все записи; в) «<»– удалить из отчета запись;

г) «<<»– удалить из отчета все записи.

5. Чтение содержимого картриджа

Для чтения содержимого картриджа следует выключить компьютер и вставить картридж в разъем параллельного интерфейса на задней па- нели компьютера, затем включить компьютер и запустить программу

«СЛИВ-2000».

94

Продолжение прил. А

Влевой части панели управления имеется выпадающий список, в ко- тором можно выбрать, к какому параллельному порту подключен кар- тридж (если в компьютере только один параллельный порт, следует вы- брать «LPT1»). Данная установка запоминается при закрытии програм- мы и при последующем запуске устанавливается автоматически.

Вправой части панели управления находится группа кнопок. Следует нажать на кнопку с надписью «КАРТРИДЖ». Содержимое картриджа бу- дет сохраняться в файле на диске компьютера. Необходимо указать в появившемся диалоге название файла, в котором следует выполнить сохранение.

После нажатия на кнопку «СОХРАНИТЬ» начинается процесс чтения картриджа, который длится около 40 секунд. Процесс чтения можно на- блюдать в левой части строки состояния в виде постепенно заполняе- мой области.

После завершения процесса чтения в левой панели данных появля- ется список записей, прочитанный из картриджа. В строке состояния по- является информация о количестве записей, хранимых в картридже, а также заводской номер измерителя «Тангенс-2000».

6. Чтение данных из файла Программа может загрузить данные, ранее прочитанные из картрид-

жа и сохраненные в файле. Для этого следует нажать на кнопку с надпи- сью «ФАЙЛ», расположенную на панели управления. В появившемся диалоге необходимо указать файл, из которого необходимо прочесть данные, и нажать кнопку «ОТКРЫТЬ».

7. Создание отчета (протокола)

После того, как из картриджа или файла загружены данные, необхо- димо выбрать записи, которые следует поместить в отчет. Для этого на- до использовать кнопки перемещения данных:

а) «>»– добавить в отчет запись, указанную в левой панели; б) «>>»– добавить в отчет все записи; в) «<»– удалить из отчета запись, указанную в правой панели; г) «<<»– удалить из отчета все записи;

При добавлении записи в отчет, указанная запись исчезает с левой панели данных и появляется в правой. При удалении записи наоборот.

Отчет о выбранных измерениях формируется в виде файла. Возмо- жен вывод данных в одном из двух форматов:

обычный текстовый файл (расширение .txt); можно открыть любым доступным текстовым редактором для редактирования и вывода на печать;

файл формата электронной таблицы MS Excel (расширение .xls).

95

Продолжение прил. А

Тип выходного файла (Excel или TXT) указывается в панели «Фор- мат». Для текстового файла можно дополнительно указать тип кодиров- ки: DOS или Windows (панель «Кодировка»).

8. Использование псевдонимов При выполнении измерений измерителем «Тангенс-2000» для указа-

ния типа объекта используется условный числовой код от 0 до 999. Кро- ме этого, в виде числа хранится информация об операторе (личный но- мер) и об объекте контроля (заводской номер, номер контролируемой зоны). В программе предусмотрена автоматическая замена числовых значений на текстовое наименование. Для этого в папке «DEFINE» хра- нятся файлы, содержащие описание соответствия числовой и текстовой информации. Эти данные заносятся в процессе эксплуатации на осно- вании соответствующего реестра, принятого в организации, эксплуати- рующей измеритель «Тангенс-2000».

Используются два вида файлов: OBJECTS.TXT и OPERATOR.TXT. Файл «OBJECTS.TXT» содержит информацию, устанавливающую

соответствие между условным числовым кодом (номером) и типом кон- тролируемого оборудования. Следует вносить типы оборудования, до- бавляя строки в формате:

<номер> <тип_оборудования>,

где

<тип_оборудования>– наименование нового типа (может содер- жать любые символы кроме «;»);

<номер>– присваиваемый номер.

Эти два параметра разделяются произвольным количеством пробе- лов или символов табуляции. Любой текст в строке, стоящий после сим- вола «;», считается комментарием (может содержать любой текст).

Каждому типу оборудования, описанному в файле «OBJECTS.TXT», может соответствовать файл с подробным описанием данного типа. Имя этого файла должно совпадать с номером данного типа, как он указан в файле «OBJECTS.TXT». Расширение файла– «.TXT».

Этот файл содержит две секции:

[areas]– здесь описывается соответствие названий зон контроля данного типа оборудования и их номеров; если эта секция отсутствует, то считается что у объекта одна зона без названия;

[copies]– содержит описание объектов контроля (например, при- надлежность объекта, место его установки) по их серийным номерам.

Файл «OPERATOR.TXT» содержит информацию, устанавливающую соответствие между условным личным номером и ФИО оператора. Сле- дует регистрировать новых операторов, добавляя строки в формате:

96

<номер> <ФИО>,

где

<номер>– присваиваемый номер;

<ФИО>– имя оператора (может содержать любые символы кроме «;»). Эти два параметра разделяются произвольным количеством пробе-

лов или символов табуляции. Любой текст в строке, стоящий после сим- вола «;», считается комментарием.

Редактировать содержимое описанных файлов можно при помощи текстового редактора «Блокнот», входящего в стандартный набор про- грамм Windows, или аналогичным.

97

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА

 

Свежее сухое

Масло непосред-

 

Масло в про-

 

масло

ственно после за-

 

 

 

цессе эксплуа-

 

перед заливкой в

ливки в оборудо-

 

тации

Показатель качества масла

оборудование

вание

 

 

 

по

по

по

по

 

по

 

 

 

ГОСТ

ГОСТ

 

 

ГОСТ

ГОСТ

 

нормам

 

10121–

10121–

 

 

982–80

982–80

 

ПТЭ

 

76

76

 

 

 

 

 

 

Электрическая прочность

 

 

 

 

 

 

масла, кВ, определяемая в

 

 

 

 

 

 

стандартном сосуде, для

 

 

 

 

 

 

трансформаторов и изоля-

 

 

 

 

 

 

торов на напряжение, кВ:

 

 

 

 

 

 

до 15

30

30

25

25

 

20

от 15 до 35

35

35

30

30

 

25

от 60 до 220

45

45

40

40

 

35

от 330 до 500

55

50

50

 

Содержание механических

 

Отсутствие (визуально)

 

примесей

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание взвешенного

 

 

 

 

 

1

угля в трансформаторах и

 

Отсутствие

 

 

(для масляных

выключателях, баллы

 

 

 

 

 

выключателей)

Кислотное число, мг КОН

0,02

0,02

0,02

0,02

 

0,25

на 1 г масла, не более

 

 

 

 

 

 

 

Реакция водной вытяжки

 

Нейтральная

 

 

0,014

Температура вспышки, 0С,

 

 

 

 

 

Снижение по

не ниже

 

 

 

 

 

сравнению с

 

135

150

135

150

 

предыдущим

 

 

анализом не

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

более, чем на

 

 

 

 

 

 

5 0С

Кинематическая вязкость,

 

 

 

 

 

 

1·10-6 м2/с, не более:

 

 

 

 

 

 

при 20 0С

-

28

-

-

 

-

при 50 0С

9,0

9,0

-

-

 

-

98

Окончание прил. Б

 

Свежее сухое мас-

Масло непосред-

Масло в про-

 

 

ло

ственно после за-

 

перед заливкой в

ливки в оборудо-

цессе эксплуа-

Показатель качества масла

оборудование

вание

тации

 

по

 

по

по

по

по

 

 

 

 

ГОСТ

ГОСТ

 

ГОСТ

 

ГОСТ

нормам

 

 

10121–

10121–

 

982–80

 

982–80

ПТЭ

 

 

76

76

 

 

 

 

 

 

 

 

Температура застывания,

–45

 

–45

-

 

-

 

-

0С, не выше

 

 

 

Натровая проба, баллы, не

1

 

1

-

 

-

 

-

более

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прозрачность при +5 0С

 

 

 

Прозрачно

 

Общая стабильность про-

 

 

 

 

 

 

 

 

тив окисления:

 

 

 

 

 

 

 

 

количество осадка после

0,01

 

Отсутствие

-

 

-

 

-

окисления, %, не более

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кислотное число окис-

 

 

 

 

 

 

 

 

ленного масла, мг КОН на

0,1

 

0,1

-

 

-

 

-

1 г масла, не более

 

 

 

 

 

 

 

 

Тангенс угла диэлектриче-

 

 

 

 

 

 

 

 

ских потерь, %, не более:

 

 

 

 

 

 

 

 

при 20 0С

0,2

 

0,2

0,4

 

0,4

 

-

при 70 0С

1,5

 

2,0

2,0

 

2,5

 

7

при 90 0С

-

 

-

-

 

-

 

-

99

РЕКОМЕНДУЕМЫЙ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Межотраслевые правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.– М. : Энергосервис, 2003.

2.Правила технической эксплуатации электроустановок потребите- лей.– М. : Энергосервис, 2003.

3.Правила устройства электроустановок.– М. : Главгосэнергонадзор России, 2003.

4.Объем и нормы испытаний электрооборудования. РД 34.45-51.300- 97.– М. : МЦ ЭНАС, 2001.

5.Богородицкий, Н.П. Электротехнические материлы / Н. П. Богоро- дицкий. – Л.: Энергоатомиздат, 1985.

6.Техника высоких напряжений/ Л.Ф. Дмоховская [и др.]. – М. : Энер-

гия, 1976.

7.Техника высоких напряжений: Изоляция и перенапряжения в элек- троустановках / В.П. Ларионов [и др.]. – М. : Энергоиздат, 1982.

8.Степанчук, К.Ф. Техника высоких напряжений / К.Ф. Степанчук, Н.А. Тиняков. – Минск : Высшая школа, 1982.

9.Корицкий, Ю.В. Электротехнические материалы / Ю.В. Корицкий. – М. : Энергия, 1976.

10.Птичкин, Д.О. Вентильные разрядники / Д.О. Птичкин М. : ГЭИ,

1963.

12.Мишин, Д.Д. Магнитные материалы / Д.Д. Мишин.– М. : Высшая школа, 1981.

13.Преображенский, А.А. Магнитные материалы и элементы / А.А. Преображенский. – М. : Высшая школа, 1986.

14.Тареев, Б.М. Физика диэлектрических материалов / Б.М. Тареев.

М. : Энергия, 1982.

15.Базуткин, В.В. Техника высоких напряжений: Изоляция и перена- пряжения в электрических системах / В.В. Базуткин, В.П. Ларионов, Ю.С. Пинталь.– М. : Энергоатомиздат, 1986.

100