Ayaklimat.ru

Климатическая техника
8 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Генератор импульсных напряжений

Генератор импульсных напряжений

L к – индуктивность конденсатора. Просмотрев ряд справочников, книг и сайтов в интернете индуктивность конденсаторов не была определена, поэтому при расчетах бралась оценочное значение индуктивности 100нГн. конденсаторы

Таким образом, емкость генератора:

L г = 4.3*10 -6 +7*100*10 -9 +7*5.8*10 -9 =4,6*10 -6 Гн

L г = 4.6 мкГн — индуктивность ГИНа

L э =1*10 -4 — эквивалентная индуктивность

Сравним L г = 4,6 мкГн — индуктивность ГИНа и L э =1*10 -4 — эквивалентная индуктивность, L э > L г , следовательно, условие выполняется, и допустимые колебания не превышают 5% от амплитуды импульса напряжения.

Генератор импульсных напряжений параметры, которого рассчитывались выше, в НИИ ВН в лаборатории №1 был разработан в 2000г. Имеются осциллограммы, полученные при работе ГИНа в режиме короткого замыкания, холостого хода, стабильной работы ГИНа. Используя некоторые осциллограммы можно рассчитать некоторые реальные значения параметров ГИНа.

При режиме КЗ (короткое замыкание) получена осциллограмма с помощью, можно рассчитать индуктивность L г :

Рис.2.2. Режим короткого замыкания ГИНа

В режиме КЗ период колебаний

где С 1 = Ск/7 = 6.7 нФ. Отсюда индуктивность ГИНа

С 1 – разрядная емкость ГИН; С к — емкость конденсатора.

Определим f – частоту колебаний используя следующую осциллограмму:

Рис.2.3. Зависимость амплитуды сигнала от частоты для ГИНа тогда

Если сравнить значение L г полученное из режима КЗ и рассчитанного по формуле

L г = L пр + N 1 L к + N 2 L разр ,

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 I 0 ( t ).

Рис.2.5. Эквивалентная схема пояса Роговского

При выполнении условия ωR нС << 1 влиянием паразитной межвитковой емкости обмотки ПР можно пренебречь.

Тогда из второго уравнения Кирхгофа изменение тока в нагрузке равно:

Для импульса тока с линейно растущим током

где τ – длительность импульса.

Этот режим работы ПР называется режимом трансформатора тока.

Индуктивность обмотки ПР равна:

где S — площадь сечения обмотки, l — длина сердечника, μ – магнитная проницаемость сердечника.

При обратном соотношении

Реализуется режим контура ударного возбуждения и из уравнения:

В этом случае измеряемый ток равен:

Рис.2.6. Пояс Роговского с обратным витком

Для измерения напряжения на ГИНе используют жидкостной делитель напряжения:

Рис. 2.7. Схема жидкостного делителя напряжения

Эквивалентная схема делителя представлена на рис.2.8.

Рис. 2.8. Эквивалентная схема жидкостного делителя напряжения

Рассмотрим, где расположен делитель, к сожалению, подробное описание основных частей делителя неизвестны.

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 U 1 – входное напряжение и U 2 – выходное напряжение. С помощью осциллографа фиксируем значения U 1 и U 2 , получаем следующую осциллограмму:

Рис.2.11. Осциллограммы напряжения на входе и выходе делителя ДФЛ

Затем с помощью программы Origin 8 определяем значения U 1 и U 2 , а также определяем коэффициент деления К= U 1 / U 2 , 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. Разрядники имеют интересную форму: шар, помещённый в стакан, дело в том, что конструктивно разрядник разработан, так чтобы шары могли перемещаться, вращаться вокруг свое оси в стакане и тем самым могут чиститься от различных окислений и уменьшать эрозию своей поверхности.

Конструктивное расположение элементов и размеры ГИНа приведены в приложении Б.

В данной работе рассчитывался и проектировался генератор импульсных напряжений, собранный по схеме Аркадьева-Маркса. Были рассчитаны количественные значения элементов ГИНа: значения коэффициентов использования разрядной схемы и волны; емкость и индуктивность конденсатора (из значения емкости конденсатора был выбран тип конденсатора К75-74 для использования в ГИНе); количество ступеней; фронтовое и разрядное сопротивления. Проведен расчет разрядного контура на апериодичность. Описаны зарядные устройства (регулятор напряжения и высоковольтный источник), а также пояс Роговского, который применяется для измерения тока на выходе ГИНа и жидкостной делитель напряжения, который фиксирует значение напряжения на выходе ГИНа.

Для расчета выше перечисленных элементов предоставлялись исходные данные ГИНа, который используется в качестве первоначального источника образования электронного пучка в ускорители ТЭУ-500 в лаборатории №1 в НИИ ВН. Сравнивая значения, полученные при расчете и реальные значения можно сделать вывод, что расчет сделан грамотно и соответствует реальным значениям элементов генератора импульсных напряжений, собранного по схеме Аркадьева-Маркса.

Читайте так же:
Установка расширителя в открытой системе отопления

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.

Генератор импульсных напряжений

Реализуется режим контура ударного возбуждения и из уравнения:

В этом случае измеряемый ток равен:

Генератор импульсных напряжений

Рис.2.6. Пояс Роговского с обратным витком

Для измерения напряжения на ГИНе используют жидкостной делитель напряжения:

Генератор импульсных напряжений

Рис. 2.7. Схема жидкостного делителя напряжения

Эквивалентная схема делителя представлена на рис.2.8.

Генератор импульсных напряжений

Рис. 2.8. Эквивалентная схема жидкостного делителя напряжения

Рассмотрим, где расположен делитель, к сожалению, подробное описание основных частей делителя неизвестны.

Генератор импульсных напряжений

Рис.2.9. Схема импульсного электронного ускорителя ТЭУ-500 с основными элементами

Рассмотрим калибровку делителя, обратимся к схеме, по которой производилась калибровка:

Генератор импульсных напряжений

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:

Генератор импульсных напряжений

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.

Генератор импульсных напряжений

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. Разрядники имеют интересную форму: шар, помещённый в стакан, дело в том, что конструктивно разрядник разработан, так чтобы шары могли перемещаться, вращаться вокруг свое оси в стакане и тем самым могут чиститься от различных окислений и уменьшать эрозию своей поверхности.

Конструктивное расположение элементов и размеры ГИНа приведены в приложении Б.

В данной работе рассчитывался и проектировался генератор импульсных напряжений, собранный по схеме Аркадьева-Маркса. Были рассчитаны количественные значения элементов ГИНа: значения коэффициентов использования разрядной схемы и волны; емкость и индуктивность конденсатора (из значения емкости конденсатора был выбран тип конденсатора К75-74 для использования в ГИНе); количество ступеней; фронтовое и разрядное сопротивления. Проведен расчет разрядного контура на апериодичность. Описаны зарядные устройства (регулятор напряжения и высоковольтный источник), а также пояс Роговского, который применяется для измерения тока на выходе ГИНа и жидкостной делитель напряжения, который фиксирует значение напряжения на выходе ГИНа.

Для расчета выше перечисленных элементов предоставлялись исходные данные ГИНа, который используется в качестве первоначального источника образования электронного пучка в ускорители ТЭУ-500 в лаборатории №1 в НИИ ВН. Сравнивая значения, полученные при расчете и реальные значения можно сделать вывод, что расчет сделан грамотно и соответствует реальным значениям элементов генератора импульсных напряжений, собранного по схеме Аркадьева-Маркса.

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.

Читайте так же:
Способы установки циркуляционного насоса в систему отопления

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.

Модернизированная учебно-лабораторная установка для обработки металлов и сплавов электроискровым методом

Булашов, К. В. Модернизированная учебно-лабораторная установка для обработки металлов и сплавов электроискровым методом / К. В. Булашов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2014. — № 21 (80). — С. 616-619. — URL: https://moluch.ru/archive/80/14393/ (дата обращения: 22.11.2021).

В статье рассматривается вопрос о модернизации учебно-лабораторной установки для обработки металлов и сплавов электроискровым методом. Её преимущества перед предыдущим типом установки. С помощью учебно-лабораторной электроискровой установки, которая является средством обучения, студенты знакомятся с современными технологиями обработки материалов, основанные на физике электрического разряда.

Ключевые слова: учебно-лабораторная электроискровая установка, электрическая эрозия, научно-технический прогресс, искра, дуга, модернизированная учебно-лабораторная электроискровая установка.

The article discusses the modernization of teaching and laboratory systems for the treatment of metals and alloys by electric spark. Its advantages over the previous type of installation. With the help of training and laboratory spark installation which is a learning tool, students get acquainted with modern materials processing technologies, based on the physics of electrical discharge.

Key words: teaching and laboratory spark installation, electric erosion, scientific and technical progress, spark, arc, modernized teaching and laboratory spark setting.

Научно-технический прогресс в современных социально-экономических условиях требует от учителей технологии профессиональной технологической подготовки по направлению. Они должны знать не только основы традиционных методов обработки конструкционных материалов (ручной и механической), но и знакомиться с современными методами обработки, которые основаны на физике электрического разряда. В частности, электроискровая обработка металлов и сплавов [2].

Студентами на факультете технология и предпринимательство ФГБОУ ВПО «Ишимский государственный педагогический институт» им. П. П. Ершова в 2009г. была сконструирована и изготовлена учебно-лабораторная установка для обработки конструкционных материалов электроискровым способом. К сожалению, данный метод обработки, применяемый в промышленности, не достаточно изучается в системе технической подготовки студентов — будущих учителей технологии.

В конце XVIII века английским учёным Дж. Пристли было описано явление эрозии металлов под воздействием электрического тока. Было замечено, что при разрыве электрической цепи в месте разрыва возникает искра или более продолжительная электрическая дуга. Причём искра или дуга оказывает сильное разрушительное воздействие на контакты разрушаемой цепи, называемой электрической эрозией [6].

Электрическая эрозия отчётливо наблюдается на тех поверхностях контактов рубильников, выключателей, реле и т. д., где имеют место электрические разряды.

Чем больше мощность электрического тока коммутируемого контактами, тем интенсивнее проявляется электрическая эрозия, разрушающая контактные поверхности.

Сущность процесса электроискровой обработки заключается в следующем. Электрод — инструмент перемещается к заготовке. По мере их сближения возрастает напряженность в межэлектродном промежутке (МЭП). При достижении определённой напряженности электрического поля на участке с минимальным расстоянием между поверхностями электродов, измеряемым по перпендикуляру к обрабатываемой поверхности и называемым минимальным межэлектродным зазором, возникает электрический разряд, под действием которого происходит разрушение участка заготовки. Продукты обработки падают в диэлектрическую жидкость, где охлаждаются, не достигнув электрода-инструмента, а затем осаждаются на дно ванны. Через некоторое время электрод-инструмент прошивает пластину, причём контур отверстия точно соответствует профилю инструмента.

Данным способом можно получать глухие и сквозные отверстия любой формы, прорезать тонкие щели, обрабатывать фасонные плоскости в штампах, пресс-формах, резать твердосплавные металлы, легированные стали. Данный метод позволяет изготовить резьбу на твёрдосплавных материалах, извлекать обломки инструмента из глухих отверстий обрабатываемых изделий, производить различные ремонтные и другие работы [4].

При конструировании и изготовлении учебно-лабораторной электроискровой установки решались следующие задачи: установка должна иметь небольшие габариты, настольное исполнение, низкую себестоимость, оптимальное сочетание дизайна и эргономичности, наглядности работы всех узлов и механизмов устройств.

Установка состоит из 2-х частей (рис.1): электрической (блок питания), механической (вибратор, подъёмный механизм вибратора, крепление ванночки с жидкостью, набор инструментов, защитный экран, измерительная шкала, основание и др.).

Рис. 1. Учебно-лабораторная электроискровая установка: 1 — блок питания; 2 — амперметр; 3 — вольтметр; 4 — потенциометр; 5 — тумблер ВТ-1; 6 — тумблер ВТ-2; 7 — предохранители ПР-1 и ПР-2; 8 — заземление 9 — штеплерный разъём ШР-1; 10 — шнур питания; 11 — токопроводящие провода, с разной полярностей; 12 — ручки, предназначенные для переноски блока питания; 13 — ручки для снятия передней панели; 14 — вибратор; 15 — металлический кожух; 16 — подъёмный механизм; 18 — две штанги; 17 — винт перемещения вибратора; 19 — основание; 20 — рабочая жидкость; 21 — крепёжное устройство; 22 — деталь; 23 — провод; 24 — провод; 25 — крепёжное устройство; 26 — микрометрический винт; 27 — стрелка; 28 — миллиметровая школа деления; 29 — защитный экран; 30 — фиксатор; 31 — опорные ножики; 32 — стойка.

Электрическая часть представляет собой регулируемый блок питания, который предназначен для подачи напряжения на инструмент и на обрабатываемую деталь.

Питание установки осуществляется от сети переменного тока с напряжением 220 В. Потребляемая мощность установки 500 Вт.

Механическая часть состоит из основания, на котором закреплены две штанги. По штангам с помощью подъёмного механизма в вертикальном направлении перемещается рама с установленным на ней вибратором. Последний приводит в поступательное движение патрон с закрепленным в нем инструментом. Инструменты могут быть изготовлены из различных металлов. Обрабатываемая деталь закрепляется в ванночке с рабочей жидкостью при помощи устройства крепления деталей. [5].

В 2010 году на учебно-лабораторную электроискровую установку получен патент на полезную модель под № 93568 от 11.01.2010.

В результате эксплуатации этой установки в лабораторном практикуме по обработки конструкционных материалов методами электроискровой, ультразвуковой и поверхностной закалки токами высокой частоты по курсу «Электрофизические и электрохимические методы обработки конструкционных материалов», были выявлены существенные недостатки в её конструкции: значительная громоздкость, массивность установки, наличие ручной подачи инструмента к заготовке, что не обеспечивает постоянства искрового промежутка «инструмент — заготовка», от чего весьма существенно снижается качество обработки отверстий и изделий. [3;4].

Читайте так же:
Установка видеонаблюдений и системы охраны

Всё это привело к мысли о необходимости модернизировать лабораторную установку (рис.2)

В модернизированной учебно-лабораторной установке для поддержания устойчивости искрового промежутка между инструментом и заготовкой использована не регулировка тока, протекающего в искровом промежутке, а регулировка частоты (напомним, что использование токов повышенной частоты позволяет уменьшать габариты электрических аппаратов).

Рис. 2. Модернизованная электроискровая лабораторная установка: 1 — осциллограф; 2 — верхний корпус; 3 — регулятор частоты; 4 — регулятор времени PB1; 5 — регулятор времени PB2; 6 — кнопка пуск; 7 — ванна; 8 — вибратор; 9 — направляющая стойка (вертикальная); 10 — направляющая стойка (горизонтальная); 11 — тумблер BT-1; 12 — тумблер ручной регулировки подачи BT-2; 13 — тумблер автоматической подачи DT-3; 14 — крышка верхнего корпуса; 15 — переходник; 16 — нижний корпус; 17 — передача «винт гайка»; 18 — концевой включатель; 19 — крышка нижнего корпуса; 20 — сетевым шнуром; 21 — стойка.

С этой целью в схеме установки введён мультивибратор, изготовленный на цифровой микросхеме К155ЛАЗ. Частота мультивибратора регулируется в пределах от 50 до 150 Гц. Для измерения частоты тока нами использован осциллограф типа ОМШ — 3М (можно использовать любой другой осциллограф), также можно применять частотомер. На вход «X» осциллографа подаётся базовый сигнал с частотой 50 Гц, а на вход «Y» сигнал от мультивибратора. В этом случае на экране осциллографа возникают фигуры Лиссажу. Для того чтобы поддержать постоянство величины искрового промежутка между инструментом и изделием, нами был сконструирован и изготовлен механизм подачи инструмента, включающий в себя пару «однозаходный винт-гайка», шаговый и асинхронный электродвигатели и концевые электромагнитные реле.

Модернизированная установка позволяет знакомить студентов с электроискровым методом обработки металлов в курсе «Обработка материалов резанием», «Электрофизические и электрохимические методы обработки конструкционных материалов» может быть использована на занятиях по физике при изучении темы: «Ток в жидкой среде», а также «Колебания и волны» в курсе электрорадиотехники.

Главное отличие данной установки от промышленных образцов аналогичного оборудования состоит в наглядности происходящего процесса, в конструкции (настольная учебно-лабораторная малогабаритная установка) на которой можно проводить экспериментальные исследования.

Модернизированная электроискровая учебно-лабораторная установка была выполнена с использованием метода проектов [1] и представлена на Всероссийский конкурс научных студенческих работ по гуманитарным, естественно-научным и техническим дисциплинам. Конкурс проходил на базе Кузбасской государственной педагогической академии (КузГПА) в городе Новокузнецке. По результатам конкурса работа была удостоена диплома 1 степени.

В заключение отметим, что конструкция учебно-лабораторной установки разработана по идее и под руководством заслуженного работника высшей школы РФ, профессора Анатолия Степановича Тихонова, и кандидата педагогических наук, доцента Олега Владимировича Сидорова кафедры теории и методики преподавания физики, технологии и предпринимательства ФГБОУ ВПО «Ишимский государственный педагогический институт им. П. П. Ершова».

1. Емельянов О. Б. Использования методов проектов на уроках технологии [Текст]/ О. Б. Емельянов, Осипов В. А. Учебное пособие для студентов специальности 030600 «Технология и предпринимательство». — Шадринск. Изд-во Шадринский государственный педагогический институт, 2003. — 44с.

2. Сидоров, О. В. Дидактическое обеспечение обучения будущих учителей технологии и предпринимательства электрофизическими и электрохимическими методами обработки конструкционных материалов. Диссертация на соискание учёной степени кандидата педагогических наук: код специальности 13.00.08 Теория и методика профессионального образования / О. В. Сидоров — Новокузнецк. НГПИ 2002.-148с.

3. Сидоров, О. В. Методические рекомендации для проведения лабораторного практикума по обработке конструкционных материалов методами электроискровой, ультразвуковой обработки и поверхностной закалки металлов токами высокой частоты. Учебно-методическое пособие [Текст] / О. В. Сидоров, А. С. Тихонов Ишим, Изд-во ИГПИ, 2003–40с.

4. Сидоров, О. В. Электрофизические и электрохимические методы обработки конструкционных материалов: учеб. Пособие / О. В. Сидоров, А. С. Тихонов; под ред. А. С. Тихонова. — 2-е изд., испр. И доп. — Ишим: изд-во ИГПИ, 2009. — 184с.

5. Сидоров О. В. Учебно-лабораторная установка для электроискровой обработки металлов в жидких средах. [Текст]/ О. В. Сидоров, А. С. Тихонов, А. Н. Ростовцев. Патент на полезную модель RUS 93568 11.01.2010.

6. Сидоров, О. В. Электрофизические и электрохимические методы обработки конструкционных материалов [Текст] / О. В. Сидоров, Л. В. Яковлев // Вестник ИГПИ им. П. П. Ершова. № 12 / 2013.-с.121–136.

Глава Б3.7. Проведение испытаний оборудования и измерений

Б3.7.1. Испытания проводятся бригадами в составе не менее 2 чел., из которых производитель работ должен иметь группу по электробезопасности не ниже IV, а остальные — не ниже III.

Испытания может выполнять лишь персонал, прошедший специальную подготовку и проверку знаний схем испытаний и правил в объеме данной главы и имеющий опыт проведения испытаний в условиях действующих электроустановок, полученный в период обучения за 1 мес.

Указанная проверка производится одновременно с общей проверкой знаний настоящих Правил в те же сроки и в той же комиссии с включением в ее состав специалиста по испытаниям оборудования, имеющего группу по электробезопасности не ниже V.

Лица, допущенные к проведению испытаний, должны иметь отметку об этом в удостоверении.

Б3.7.2. Испытания в установках напряжением выше 1000 В производятся по наряду. Испытания электродвигателей напряжением выше 1000 В, от которых отсоединены питающие кабели и концы их заземлены, могут выполняться по распоряжению.

Б3.7.3. Допуск по нарядам, выданным на проведение испытаний и подготовительных работ к ним, производится только после удаления с рабочих мест других бригад, работающих на подлежащем испытанию оборудовании, и сдачи ими нарядов.

Б3.7.4. В состав бригады, проводящей испытания, могут быть включены лица из ремонтного персонала с группой по электробезопасности не ниже II для выполнения подготовительных работ, охраны испытываемого оборудования, а также для разъединения и соединения шин. До начала испытаний производитель работ должен проинструктировать этих работников о мерах безопасности при испытаниях.

В состав бригады, осуществляющей ремонт или монтаж оборудования, для проведения испытаний могут быть включены лица из персонала наладочных организаций или электролаборатории. В этом случае испытаниями руководит производитель работ либо по его указанию старшее лицо с группой по электробезопасности не ниже IV из персонала лаборатории или наладочной организации.

Проведение испытаний в процессе монтажа или ремонта оговаривается в наряде в строке «Поручается».

Б3.7.5. Массовые испытания изоляционных материалов и изделий (средств защиты, различных изоляционных деталей и т.п.), проводимые вне электроустановок напряжением выше 1000 В с использованием стендов, у которых токоведущие части закрыты сплошными или сетчатыми ограждениями, а двери снабжены блокировкой, может выполнять лицо с группой по электробезопасности не ниже III единолично в порядке текущей эксплуатации.

Читайте так же:
Установка бытовой техники с лицензией

Б3.7.6. При сборке испытательной цепи прежде всего выполняются защитное и рабочее заземления испытательной установки и, если требуется, защитное заземление корпуса испытываемого оборудования. Перед присоединением испытательной установки к сети 380/220 В на вывод высокого напряжения установки накладывается заземление. Сечение медного провода, с помощью которого заземляется вывод, должно быть не менее 4 кв.мм.

Сборку цепи испытания оборудования производит персонал бригады, проводящей испытания.

Производитель работ перед испытаниями обязан проверить правильность сборки цепи и надежность рабочих и защитных заземлений.

Б3.7.7. Снимать наложенные в электроустановке заземления, препятствующие проведению испытаний, и накладывать их снова можно только по указанию лица, руководящего испытанием.

Б3.7.8. Место испытаний, а также соединительные провода, которые при испытании находятся под испытательным напряжением, ограждаются, и у места испытания выставляется наблюдающий. Обязанности наблюдающего может выполнять лицо, производящее присоединение измерительной схемы к испытываемому оборудованию. Ограждение выполняется персоналом бригады, производящей испытания. В качестве ограждений могут применяться щиты, барьеры, канаты с подвешенными на них плакатами «Испытания. Опасно для жизни» или световыми табло с такой же надписью. Если соединительные провода, находящиеся под испытательным напряжением, расположены вне помещения электроустановки напряжением выше 1000 В (в коридорах, на лестницах, в проходах, на территории), наряду с ограждением выставляется охрана из одного или нескольких проинструктированных и введенных в наряд лиц с группой по электробезопасности не ниже II. Члены бригады, несущие охрану, размещаются вне ограждения.

Лица, выставленные для охраны испытываемого оборудования, должны считать это оборудование находящимся под напряжением.

Производитель работ должен убедиться в том, что лица, назначенные для охраны, находятся на посту и извещены о начале испытаний. Покинуть пост эти лица могут только по разрешению производителя работ.

Б3.7.9. При размещении испытательной установки и испытываемого оборудования в разных помещениях или на разных участках РУ разрешается пребывание членов бригады с группой по электробезопасности не ниже III, ведущих наблюдение за состоянием изоляции, отдельно от производителя работ. Эти члены бригады должны получить перед началом испытаний необходимый инструктаж от производителя работ и располагаться вне ограждения.

Б3.7.10. При испытаниях кабеля, если противоположный конец его расположен в запертой камере, ячейке РУ или в помещении, на дверях или ограждении вывешивается плакат «Испытание. Опасно для жизни». Если эти двери и ограждения не заперты либо испытанию подвергается ремонтируемый кабель с разделанными на трассе концами, то помимо вывешивания плакатов на дверях, ограждениях и у разделанных концов кабеля выставляется охрана из включенных в наряд лиц с группой по электробезопасности не ниже II.

Б3.7.11. Присоединение испытательной установки к сети напряжением 380/220 В производится через коммутационный аппарат с видимым разрывом цепи или через штепсельную вилку, расположенные на месте управления установкой.

Коммутационный аппарат оборудуется стопорными устройствами или между подвижными и неподвижными контактами аппарата устанавливается изолирующая накладка.

Б3.7.12. Присоединять соединительный провод к фазе, полюсу испытываемого оборудования или к жиле кабеля и отсоединять его разрешается по указанию лица, руководящего испытанием, и только после их заземления.

Б3.7.13. Перед подачей испытательного напряжения на испытательную установку производитель работ обязан:

проверить, все ли члены бригады находятся на указанных им местах, удалены ли посторонние лица, можно ли подавать испытательное напряжение на оборудование;

предупредить бригаду о подаче напряжения и, убедившись, что предупреждение услышано всеми членами бригады, снять заземление с вывода испытательной установки, после чего и подать на нее напряжение 380/220 В.

С момента снятия заземления вся испытательная установка, включая испытываемое оборудование и соединительные провода, считается находящейся под напряжением и производить какие-либо пересоединения в испытательной схеме и на испытываемом оборудовании запрещается.

Б3.7.14. После окончания испытаний производитель работ должен снизить напряжение испытательной установки до нуля, отключить ее от сети 380/220 В, заземлить (или дать распоряжение о заземлении) вывод установки и сообщить об этом бригаде. Только после этого можно пересоединять провода от испытательной установки или в случае полного окончания испытания отсоединять их и снимать ограждения. До испытания изоляции КЛ и ВЛ, а также после него необходимо разрядить кабель и линию на землю через добавочное сопротивление, наложить заземление и убедиться в полном отсутствии заряда. Только после этого разрешается снять плакаты. Лицо, производящее разрядку, должно пользоваться диэлектрическими перчатками, защитными очками и стоять на изолирующем основании.

Б3.7.15. На рабочем месте оператора выполняется раздельная световая сигнализация о включении напряжения до и выше 1000 В.

Б3.7.16. Передвижные лаборатории оснащаются световой сигнализацией, действующей, когда вывод высокого напряжения находится под напряжением.

Б3.7.17. Измерения мегаомметром разрешается выполнять обученным лицам из электротехнического персонала. В установках напряжением выше 1000 В измерения производят по наряду два лица, одно из которых должно иметь группу по электробезопасности не ниже IV. В установках напряжением до 1000 В измерения выполняют по распоряжению два лица, одно из которых должно иметь группу не ниже III. Исключение составляют испытания, указанные в п.Б3.7.20.

Б3.7.18. Испытания изоляции линии, могущей получить напряжение с двух сторон, разрешается проводить только в том случае, если от ответственного лица электроустановки, которая присоединена к другому концу этой линии, получено сообщение по телефону, с нарочным и т.п. (с обратной проверкой) о том, что линейные разъединители и выключатель отключены и вывешен плакат «Не включать. Работают люди».

Б3.7.19. Перед началом испытаний необходимо убедиться в отсутствии людей, работающих на той части электроустановки, к которой присоединен испытательный прибор, запретить находящимся вблизи него лицам прикасаться к токоведущим частям и, если нужно, выставить охрану.

Б3.7.20. Для контроля состояния изоляции электрических машин в соответствии с методическими указаниями или программами измерения мегаомметром на остановленной или вращающейся, но не возбужденной машине могут проводиться оперативным персоналом или по его распоряжению в порядке текущей эксплуатации работниками электролаборатории. Под наблюдением оперативного персонала эти измерения могут выполняться и ремонтным персоналом. Испытания изоляции роторов, якорей и цепей возбуждения может проводить одно лицо с группой по электробезопасности не ниже III, испытания изоляции статора — не менее чем два лица, одно из которых должно иметь группу не ниже IV, а второе — не ниже III.

Читайте так же:
Установка сигнализации с выездом вневедомственной охраны

Б3.7.21. При работе с мегаомметром прикасаться к токоведущим частям, к которым он присоединен, запрещается. После окончания работы необходимо снять остаточный заряд с проверяемого оборудования посредством его кратковременного заземления.

Б3.7.22. Производство измерений мегаомметром запрещается: на одной цепи двухцепных линий напряжением выше 1000 В, в то время когда другая цепь находится под напряжением; на одноцепной линии, если она идет параллельно с работающей линией напряжением выше 1000 В; во время грозы или при ее приближении.

Работа с электроизмерительными клещами и измерительными штангами

Б3.7.23. Измерения электроизмерительными клещами и измерительными штангами в установках напряжением выше 1000 В должны производить два лица, одно из которых должно иметь группу по электробезопасности не ниже IV, а второе — не ниже III. Ремонтным персоналом измерения выполняются по наряду, оперативным — по распоряжению. В электроустановках напряжением до 1000 В измерения электроизмерительными клещами может производить одно лицо с группой не ниже III.

Б3.7.24. Для измерений применяются клеши с амперметром, установленным на их рабочей части. Использование клещей с вынесенным амперметром не допускается. Во время измерений запрещается нагибаться к амперметру для отсчета показаний, касаться приборов, проводов и измерительных трансформаторов. Измерения в электроустановках напряжением выше 1000 В следует выполнять в диэлектрических перчатках, защитных очках, стоя на изолирующем основании.

Б3.7.25. Измерения можно производить лишь на участках шин, конструктивное выполнение которых, а также расстояние между токоведущими частями разных фаз и между ними и заземленными частями исключают возможность электрического пробоя между фазами или на землю из-за уменьшения изоляционных расстояний за счет рабочей части клещей.

Б3.7.26. На кабелях напряжением выше 1000 В пользоваться для измерения электроизмерительными клещами разрешается лишь в тех случаях, когда жилы кабеля изолированы и расстояние между ними не менее 250 мм.

Б3.7.27. Измерения электроизмерительными клещами на шинах напряжением до 1000 В следует выполнять, стоя на полу или специальных подмостях.

Б3.7.28. При измерениях клещами пофазно токов в установках напряжением до 1000 В при горизонтальном расположении фаз необходимо перед производством измерений оградить каждую фазу изолирующей прокладкой. Указанные операции производятся в диэлектрических перчатках.

Б3.7.29. Подниматься на конструкцию или телескопическую вышку для поведения работ следует без штанги. Поднимать штангу необходимо с помощью каната, удерживая ее в вертикальном положении рабочей частью вверх. Применять металлические канаты для подъема штанги запрещается. При подъеме не допускается раскачивать штангу и ударять ею о твердые предметы. В случае подъема на незначительную высоту разрешается передача штанги из рук в руки.

Б3.7.30. Запрещается проводить работы с измерительными штангами в грозу, при тумане, дожде или мокром снеге.

Б3.7.31. При работе со штангой должны соблюдаться расстояния от работающего до токоведущих частей, указанный в табл.Б2.1.1.

Б3.7.32. Измерения на опорах ВЛ напряжением до 1000 В можно производить, стоя на когтях (лазах) и закрепившись поясом за опору. Выполнять измерения на ВЛ, стоя на лестнице, запрещается.

Б3.7.33. Проведение измерений на воздушных линиях с опор, имеющих заземляющие спуски, запрещается.

Испытательные и электрофизические установки техника эксперимента

Адрес : 420015, Казань, ул. Карла Маркса, д.72, корп. «В»

Режим работы:

Понедельник — Пятница с 8:00 до 17:00

Кафедра «Вакуумная техника электрофизических установок» проводит подготовку бакалавров и магистров по направлению Технологические машины и оборудование (профиль Вакуумная и компрессорная техника физических установок, программа: Вакуумные машины и установки) для различных отраслей науки и производства.

Подготовка специалистов по этому профилю была начата на кафедре теоретических основ теплотехники, которую возглавлял заслуженный деятель науки и техники РСФСР и ТАССР, д.т.н., профессор А.Г. Усманов. Руководил курсом «Вакуумная техника» и занимался созданием новой специальности профессор К.Б. Панфилович. Был разработан и утвержден план специальности, разработаны рабочие программы учебных дисциплин, созданы основные лабораторные практикумы к ним, организованы курсовые и преддипломные практики, курсовое и дипломное проектирование, издан ряд методических пособий. Существенную помощь в организации подготовки специалистов оказало ОАО «Вакууммаш» (тогда НПО Вакууммаш). Первый выпуск специалистов-вакуумщиков состоялся в 1981г.

В июне 1985г. в соответствии с приказом Минвуза РСФСР курс «Вакуумная техника» выделен в самостоятельную кафедру «Вакуумная техника электрофизических установок». Первым заведующим кафедрой стал заслуженный работник высшей школы РФ, заслуженный деятель науки и техники ТАССР, д.т.н., профессор Г.Х. Мухамедзянов.

1986-90г.г. — годы становления кафедры. Кафедра обеспечивается новыми аудиториями, лабораториями, оснащается современным оборудованием и вычислительной техникой, совершенствуется методика преподавания специальных дисциплин. В состав кафедры с 1986г. входит филиал, действующий на базе ОАО «Вакууммаш» — головной организации в стране в области вакуумной техники и технологии.

С февраля 2001г. кафедру возглавил профессор В.А. Аляев, один из первых выпускников кафедры. В настоящее время в учебном процессе кафедры занято четыре профессора, восемь доцентов, один старший преподаватель и ведущие специалисты ОАО «Вакууммаш».

Лабораторный практикум проводится по 14 дисциплинам на 72 действующих стендах и установках в 8 специализированных лабораториях кафедры и филиале с использованием современного оборудования, технологий и приборов. Лабораторные работы, проводимые на промышленных установках, позволяют отрабатывать новые технологии с последующим внедрением в промышленность.

Большая часть курсовых и дипломных проектов выполняется по заявкам промышленных предприятий. Учебный план предусматривает непрерывную, в течение всех лет обучения, работу студентов с компьютерной техникой. На кафедре создан дисплейный класс, оснащенный современной вычислительной техникой. В процессе обучения студенты широко используют современные пакеты Solid Edge, MathCAD, Mathematica и AutoCAD.

Кафедрой подготовлено более 900 специалистов. Каждый пятый из них получил диплом с отличием. Выпускники кафедры работают на предприятиях ОАО «Вакууммаш», КОМЗ, ГИПО, «Элекон», «Радиоприбор», «Компрессормаш», предприятиях авиационной и химической промышленности, ближнего и дальнего зарубежья.

Научная деятельность кафедры, в основном, сосредоточена в области прикладных задач: исследование и разработка методик расчетов двухроторных и кулачково-зубчатых насосов, отработка технологий нанесения защитных покрытий, исследование термодинамических и теплофизических свойств жидких металлов и органических жидкостей. Подготовка кадров высшей квалификации осуществляется через аспирантуру и докторантуру.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector