Файл: Практикум электртехникалы материалдар 6B07102 Электроэнергетика.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.04.2024
Просмотров: 53
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ
АУЫЛ ШАРУАШЫЛЫҒЫ МИНИСТРЛІГІ
С.СЕЙФУЛЛИН атындағы ҚАЗАҚ АГРОТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
ПРАКТИКУМ
«ЭЛЕКТРТЕХНИКАЛЫҚ МАТЕРИАЛДАР
6B07102 – «Электроэнергетика» мамандық үшін зертханалық жұмыстар бойынша
1-бөлім
Турсунбаева А.Е., Герасименко Т.Н
Нұр-Сұлтан 2022
Қазақстан Республикасы ауыл шаруашылығы министрілігі
С.Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университеті
| С.Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университетінің КеАҚ әдістемелік кеңесінің отырысында қаралды және мақұлданды " __"_2022 жылғы № хаттама | Бекітемін Қазақ С.Сейфуллин атындағы агротехникалық университетінің КеАҚ академиялық қызмет бойынша басқарма төрағасының орынбасары - Ректор__________ А.М. Әбдіров «_____» ____________2022 ж |
Практикум 6B07102 Электроэнергетика білім беру бағдарламасы бойынша оқу жоспарына сәйкес құрастырылған.
Құрастырушылар: т.ғ.к., Герасименко Т.Н, аға оқытушы А.Е. Турсунбаева
Рецензент: «Электрмен жабдықтау» кафедрасының т.ғ.к., доценті А.Б.Байниязов.
Электр жабдықтарын пайдалану кафедрасының отырысында қарастырылды және мақұлданды. "28" маусым 2022 ж. №11 хаттама
Кафедра менгерушісі ____________________________Е. Ж. Сарсикеев
«29» маусым 2022ж. № 6 Хаттама
Адемиялық сапа жөніндегі факультет
Кеңесінің төрағасы _______________ А.Б. Жантлесова
Мазмұны
1. Әдістемелік нұсқауға кіріспе .................................................................... 3
2. Электрлік техникалық оқшаулағыш материалдар .......................... 9
3. Волокналық материалдар....................................................................... 11
1 №1 зертханалық жұмыс. Электрлік техникалық полимерлiк
материалдар ................................................................................... 14
№2 зертханалық жұмыс. Қатты диэлектриктрлік материалдарды зерттеу.............................................................................................. 32
3 №3 зертханалық жұмыс. Трансформатор майын сынау......... https://www.youtube.com/wat
........ 37
№4 зертханалық жұмыс. Электродтың формасына байланысты ауаның тесілу кернеуін анықтау.................................................................. 45
№5 зертханалық жұмыс. Өткiзгiш материалдар. Өткізгіштердің кедергісі мен меншікті кедергісін өлшеу және анықтау.......................... ......51
№6 зертханалық жұмыс. Өткізгіш материалдардың кедергiсінiң температуралық коэффициентiн анықтау............ ...... 56
№7 зертханалық жұмыс. Оқшаулағыш материалдар. Оқшаулағыш материалдардың диэлектрлік өтімділігі мен диэлектрлік шығындары бұрышының тангенсін анықтау.... ...................... ..... .64
№8 зертханалық жұмыс. Диэлектриктің поляризациялы сипаттамасын алу және температураға тәуелділігін анықтау.......................... ......70
№9 зертханалық жұмыс. Ферромагниттi материалдар. Осциллограф арқылы ферромагниттi материалдан гистерезис топсасын алу және магниттеудiң негiзгi қисығын құрастыру. ............ ......78
№10 зертханалық жұмыс. Өткiзгiш материалдар. Өткізгіштердің кедергісі мен меншікті кедергісін өлшеу және анықтау...................... ....87
Әдістемелік нұсқауға кіріспе
1. Әдістемелік нұсқауға кіріспе XX ғасырда электр техникалық материалдарды өндіру, электрлік және магниттік қасиеттері жоғары болып келетін жаңа материалдарды шығару кеңінен өріс алды. Оған себеп болған ғылыми техникалық жетістіктердің озық жетілуі еді. Әсіресе, табиғатта табиғи түрде кездеспейтін материалдарды, яғни, жасанды электрлік техникалық материалдарды шығару, оларды өнеркәсіпте кеңінен өндіру дұрыс жолға қойылды.
Сонымен, электрлік техникалық қасиеттері жоғары электр техникалық материалдарды шығару сол заманның талабына сәйкес келді. Нәтижесінде электрлік техникалық материалдарды шығару, энергетика саласында экономикалық дамудың негізгі ұйытқысы болды. Алғашқы кезде, электр энергетикалық өнеркәсіпте жалпы техникалық материалдар кеңінен пайдаланылды. Ол кезде электрлік энергетика өнеркәсібінде электр тоғын жақсы өткізетін өткізгіш материалдар ретінде мыс, алюминий, магниттік материалдар ретінде жұмсақ темір, болат, ал электрлік оқшаулағыш материалдар ретінде әйнек, фарфор, қағаз және мақта қағазы, парафин т.с.с. материалдар жаппай қолданылды.
Өнеркәсіптік бұйымдар жасауда электрлік механикалық және жылулық қасиеттері жоғары ерекше материалдар өндіру қажет болды. Оларға арнайы электролитті мыс, арнайы қоспалар, арнайы магниттік материалдар және басқадай электрлік оқшаулағыш материалдар жатады. Ал, жартылай өткізгіштік материалдар жасау өз тарапынан жаңа өнеркәсіптің туып, дамуына өз ықпалын тигізді. Электр техникалық материалтану электр техникалық материалдардың құрылысы мен қасиеттері туралы ғылым. Яғни, ол электр техникалық бұйымдар жасауда пайдаланылатын электр техникалық қасиеттері жоғары кез келген материал. Электр техникалық материалдар тану пәнінде электрлік және магниттік өрістердің әсерінен ерекше қасиеттерге ие болатын барлық электр техникалық материалдар қарастырылады. Электр техникалық бұйымдар жасауда пайдаланылатын көптеген материалдар конструкциялық материалдардың қатарына жатады. Олардың электр техникалық материалдардан айырмашылығы – олар механикалық берік, яғни, соққыға, қысымға төзімді және электр техникалық бұйымдар жасауда кеңінен пайдаланылатын материалдар. Электр техникалық материалдармен бірге электр энергетикалық өнеркәсіпте механикалық, жылулық қасиеттері ерекше конструкциялық материалдар да пайдаланылады. Ал, көптеген электр техникалық материалдар конструкциялық материалдың қызметін атқара алады.
Бірақ оларды конструкциялық материалдар ретінде пайдалану экономикалық тұрғыдан алғанда тиімсіз. Сол себептен де басқадай конструкциялық материалдарды өнеркәсіпте пайдалану қазірдің өзінде кеңінен тарап отыр. Электр техникалық материалдар қасиеттеріне байланысты төрт түрге бөлінеді. Оларға электрлік оқшаулағыш материалдар (диэлектриктер), өткізгіш материалдар, жартылай өткізгіш материалдар және магниттік 5 материалдар жатады. Олардың электрлік техникалық қасиеттері әр түрлі болады.
Әдістемелік нұсқауда электрлік техникалық материалдардың негізгі электр техникалық қасиеттері мен оларды сынаудың ерекшеліктері қарастырылады. Идеальды электрлік оқшаулағыш материалдарда ток тасымалдайтын зарядтар мүлде болмайды, немесе олардың саны өте аз болады. Сол себептен де, олар электр тоғын өткізбейтін материалдардың қатарына жатады. Олардың электрлік өткізгіштігі өте аз болады. Электр тоғын өткізу мүмкіндігі тұрғысынан алғанда, электрлік оқшаулағыш материалдар мен жартылай өткізгіш материалдардың айырмашылықтары бар екені белгілі. Электрлік өткізгіш материалдардың меншікті кедергісі ρ=10-8-10 Ом·м. Жоғары дәрежелі электрлік өткізгіш материалдардың бөлме температурасындағы меншікті кедергісі ρ=10-12 Ом·м және электрондық жабық зонасының мәні 3 эВ болады. Ондай материалдар электроэнергетика, телекоммуникация жүйесінде, транспортта және басқадай өнеркәсіптің салаларында қолданылуда. Жартылай электрлік өткізгіш материалдардың меншікті кедергісі ρ=108-10 Ом·м. Олар электроника саласында диод, полярлы, полярлы емес транзисторлар, тиристорлар жасауда кеңінен қолданылады. Олар компьютерлік техника жасауда, космонавтикада да кеңінен қолданылуда. Электрлік оқшаулағыш материалдар, яғни, диэлектрлік материалдар поляризацияға бейім келеді, олар өздерінің салыстырмалы диэлектрлік өтімділігінің сапалы түрде өзгеруімен ерекшеленеді. Диэлектрлік материалдар көбінесе конденсатор жасау үшін қолданылады. Олар конденсаторларда электр энергиясын жинақтау үшін қажет. Сонымен бірге, электрлік машиналар, станциялар мен подстанциялар қондырғыларын жасауда, жоғары және төменгі кернеулі электр желілерін жасауда кеңінен пайдаланылады. Кейбір электрлік оқшаулағыш материалдар (изоляторлар), электрлік бұйымдарды бекіту үшін және потенциалдары әр түрлі өткігіштерді бір бірінен оқшаулау үшін керек. Оларға фарфор, әйнек, пластмассалар (текстолит, гетинакс т.б.) жатады. Қазіргі заманда электрлік оқшаулағыш материалдар электроэнергетика, телекоммуникация және басқадай өнеркәсіптің салаларында жаппай қолданылуда. Магниттік материалдар электротехникада көп қолданылатын материалдарға жатады. Ондай материалдарға темір, никель, кобальт қоспалары, пермаллои, альсифер, аз мөлшерде енгізілген болат (кремний енгізілген) және магнитті жұмсақ ферриттер және тағы басқадай магниттік материалдар жатады. Магнитті жұмсақ материалдар магнитті өзек ретінде
электр машиналарында, аппараттар мен приборлар жасауда кеңінен қолданылады. Олар магниттік қасиеттеріне байланысты магнитті жұмсақ және магнитті қатты материалдар болып екіге бөлінеді. Магнитті жұмсақ 6 материалдардың магнит өтімділігі жоғары болып келеді, коэрцитивтік күші өте төмен, Нс = 0,4...4000 А/м. Ал, магнитті қатты материалдардың магнит өтімділігі төмен, ал коэрцитивтік күші жоғары болады, Нс > 4000 А/м. Магниттік қатты материалдарға темір-никель-хром-мыс қоспаларына негізделген магнитті қатты материалдар және магниттік қатты ферритер жатады. Магнитті қатты материалдардың магнитті жұмсақ материалдарға қарағанда коэрцитивтік күші үлкен болады, сол себептен олар тұрақты магнит жасауда қолданылады. Олардың магниттік энергиясының мөлшері де жоғары дәрежеде болады. Сол себептен магнитті қатты материалдар энергетика саласында электротехникалық өлшеуіш материалдар ретінде кеңінен қолданылуда. Арнайы магнитті қатты материалдар – магнитті қатты және жұмсақ ферритер болып табылады. Қатты магнитті ферритке барий ферриті BaO∙6Fe2O3 және стронций ферриті SrO∙6Fe2O3 жатады. Олардың магнитті жұмсақ ферриттерден айырмашылығы мынада: магнитті жұмсақ ферриттер көлемдік құрылымды болса, магнитті қатты ферриттер гексагоналды құрылымды болады. Барий ферритінің меншікті кедергісі үлкен, сол себептен, оны жоғары жиілікті өрісте қолдануға болады. Оның магниттік параметрлері тұрақты болғанымен, ол морт сынғыш материал. Магнитті ферриттер ұнтақ (порошок) металлургия технологиясымен жасалынады. Оның құрамына белгілі бір пропорцияда алынған ұнтақ темір тотығы мен ұнтақ барий тотығы, болмаса, барий тотығының орнына цирконий тотығы кіреді. Осы алынған қоспаны нығыздап, жоғары температурада арнайы технологиямен өңдеу арқылы магнитті қатты ферриттер жасалынады. Қазіргі заманда магниттік материалдар электроэнергетика, телекоммуникация және басқадай өнеркәсіптің салаларында жаппай қолданылуда. Осы әдістемелік нұсқауда өнеркәсіпте кеңінен қолданылатын электрлік материалдар қарастырылады. Әдістемелік нұсқауды жетекшілікке ала отырып, студенттер өнеркәсіпте кеңінен қолданылатын электрлік техникалық материалдардың қасиеттерімен танысады, оларды сынаудың әдістерімен және электрлік қондырғылардың жұмысымен танысады. Нәтижесінде, осы аталынған әдістемелік нұсқау өнеркәсіпке қажетті электрлік техникалық материалдарды саналы түрде, дұрыс таңдауға өзіндік септігін тигізеді. Зертханалық сабақтарды орындаудың жалпы ережелері Зертханалық жұмыстар жасаудың нәтижесінде қалыптасатын тәжірибелер мен теориялық білім болашақ инженер кадрларды дайындауда өз септігін тигізеді. Зертханалық жұмыстарды жүргізудің мақсаты: болашақ инженерлерді электр техникалық материалдардың теориясымен, оларды сынаудың 7 әдістерімен таныстырып, болашақта энергетика өнеркәсібінде кеңінен қолданылатын электр техникалық материалдарды тиімді пайдалануға үйрету. Қойылған мақсатқа жету үшін оқытушы студенттердің жасаған жұмыстарының есептері мен олардың жауаптарын бағалайды.
Студенттерге қажетті материалдар төменде көрсетілген тәртіппен орналасқан:
1. Жұмыстың мақсаты.
2. Жұмыстың бағдарламасы.
3. Теориялық түсініктеме.
4. Жұмысты жасаудың тәртібі.
5. Есептің мазмұны.
6. Бақылау сұрақтары.
7. Пайдаланылған оқулықтардың тізімі.
Кейбір зертханалық жұмыстардың теориялық негіздерінде тәжірибелер арқылы анықтауға болатын заңдылықтар келтірілген, болмаса жұмыстарды жасаған кезде қалыптасатын тәжірибелер туралы айтылған. Ондай материалдар дәрістік материалдарды толық қамтымайды, бірақ зертханалық жұмыстарға қажетті теорияны қамтиды. Жұмыстардың бағдарламасы зертханалық жұмыстардың белгілі бір тарауларынан тұрады, ал қойылған мақсатқа жету белгілі бір тәртіппен орындалады. Әрбір әдістемелік бөлімдерде жұмыстарды орындауға қажетті қондырғылардың сипаттамалары беріліп, оларды тиімді пайдаланудың жолдары мен ерекшеліктері көрсетілген. Бақылау сұрақтары үш бөлімнен тұрады. Олар студенттердің сабаққа дайындықтарын тексеру үшін қажет. Ол сұрақтардың жауаптарына қарай оқытушы студенттердің жұмысқа жіберілетіндігін, болмаса жіберілмейтіндігін анықтайды. Екінші топ сұрақтар жұмыстарды жасаудың жалпы ережелерін анықтайды, ал үшінші топ сұрақтар тәжірибені жүргізудің жолдары мен алынатын нәтижелерге байланысты материалдарды қамтиды. Студенттер бірнеше күн бұрын жұмыстарды жасаудың кестесі мен оларды жасаудың тәсілдерімен танысуы керек. Яғни, жұмыстарды жасамас бұрын, осы оқу құралы арқылы жұмыстардың мазмұнымен танысады.
Студенттер зертханалық жұмыстарды жасарда төменде көрсетілген ережелерді орындауы қажет:
1. Зертханаға оқу шеберімен, болмаса оқытушымен бірге кіруі керек.
2. Жұмыс кестесі бойынша тиісті орындарға ғана отыруы керек.
3. Оқытушының рұқсатынсыз жұмыс орнынан кетпеуі керек.
4. Жұмыстардың жоспарын, қондырғылардың аттарын, формулаларды жазып, электрлік сұлбаны дәптерге сызу керек.
5. Тапсырма алғаннан кейін жұмыспен тағы да танысып, оның теориясын қайталау қажет. Электрлік қондырғының сұлбасын дәптерге сызып, оның жұмысы туралы ауызша жауап дайындауы керек.
6. Жұмысты жасап болғаннан кейін, оны орындаған топ алынған нәтижелерді оқытушыға көрсетеді.
Егер барлығы дұрыс орындалған болса, олар өздері қолданған электр техникалық аспаптар мен бұйымдарды, электр техникалық материалдарды және электрлік қондырғыларды оқытушыға тапсырады да жұмыс орнын босатады. Электр техникалық қауіпсіздікті сақтаудың жалпы ережелері Электр техникалық зертханаларды жасау адам өміріне қауіптілігі бойынша «жоғары дәрежелі қауіпті емес» деп аталатын категорияға жатады. Бірақ зертханада кернеуі 70 кВ болатын электр қондырғысы қолданылатын болғандықтан, ол адам өміріне өте қауіпті. Сол себептен де жұмыс жасамас бұрын студенттер еңбекті қорғау ережелері бойынша арнайы инструкциядан өтеді. Ондай инструкциялардың нәтижелері журналда тіркеледі. Журналда инструктаж өткізген оқытушының және еңбекті қорғау ережелерімен танысқан студенттердің тізімі мен қойған қолдары жазылады. Зертханалық жұмыстарды жасамас бұрын студенттер қауіпсіздік ережелерімен танысқаннан кейін және әдістемелік жұмыстармен толық танысқаннан кейін жіберіледі. Сонымен бірге электрлік қондырғылардың жұмыс жасау ережелерімен танысуы керек. Жұмысты бастамас бұрын жерге жалғанған сымның жарамдылығын және кернеуді өзгертетін электрлік қондырғының түйіспелі блогының жұмысын тексеру қажет. Сынау кезінде қондырғыны өшіру қажет болса, біріншіден, қондырғының кернеуін реттеуіш арқылы нолге дейін түсіріп, сонан кейін оны токтан ажыратамыз. Сынау зонасына кірмес бұрын резина қолғапты киіп, жерге жалғанған аспапты пайдаланып зарядтарды тарқатады (жерге жібереді). Электродтардың ара қашықтығын өзгерткенен кейін, сынау зонасынан кететін соңғы студент зонада ешкімнің жоқ екеніне көз жеткізгеннен кейін, есікті механикалық кілтпен жабады. Приборды сөндіретін студент коврикте тұрып, резина қолғаппен жұмыс жасайды. Ол басқа қатар тұрған студенттер мен жерге жалғанған аспапты ұстамауы керек. Ондай жағдайда токқа түсуі мүмкін және басқа қатар тұрған студенттер токқа ұшырайды. Тізбектен токты ажыратпас бұрын жұмыс жасап тұрған студент өз тобына дауыс беріп ескертеді, ал жұмысты бітіргеннен кейін токтан ажыратқаны туралы хабарлайды. Ары қарай студенттер электр тізбегіндегі приборларды бір-бірінен, яғни, тізбекті ажыратады. Студенттер еңбек ережелерін бұзғаны үшін жауапқа тартылады.