ЕЛЕКТРИЧНА ДУГА Й ОСНОВНІ МЕТОДИ ЇЇ ГАСІННЯ
Лабораторні роботи 1 – 10 по курсу
Електричні апарати
Київ 2007 УДК 621.316 ББК З 260 я 7 К 592
Компоновка та редагування: В.Д. Козлов, Соломаха М.І., Єнчев С. В.
Рецензент…………………..
Затверджено на засіданні секції педради Інституту...... НАУ ………………… 2007 р.
Електричні апарати. Лабораторні роботи 1 – 10. В.Д. Козлов, Соломаха М.І., Єнчев С. В. – К.: НАУ, 2007, - 54 с.
Приведені методичні вказівки для виконання лабораторних робіт, запитання для самоперевірки, список літератури. Для студентів спеціальностей 8.090603 «Електротехнічні системи електроспоживання», 8.090605 «Світлотехніка і джерела світла» та 8.000800 «Енергетичний менеджмент».
УДК 621.316 ББК З 260 я 7
© В. Д. Козлов, М.І Соломаха., С. В Єнчев. 2007 ЗМІСТ Лабораторна робота 1. ЕЛЕКТРИЧНА ДУГА Й ОСНОВНІ МЕТОДИ ЇЇ ГАСІННЯ………………………………………….
Лабораторна робота 2. ЕЛЕКТРИЧНІ КОНТАКТИ……… Лабораторна робота 3. КОНТАКТОРИ І МАГНІТНІ ПУСКАЧІ ……………………………………………………………. Лабораторна робота 4. АВТОМАТИЧНІ ПОВІТРЯНІ ВИМИКАЧІ ………………………………………………………….
Лабораторна робота 5. РОЗ’ЄДНУВАЧІ ТА ВИМИКАЧІ НАВАНТАЖЕННЯ ………………………………………………… Лабораторна робота 6. СИЛОВІ ВИМИКАЧІ І ЇХНІ ПРИВОДИ …………………………………………………………….. Лабораторна робота 7. ВИМІРЮВАЛЬНІ ТРАНСФОРМАТОРИ СТРУМУ І НАПРУГИ……………………………………………………… Лабораторна робота 8. ПЛАВКІ ЗАПОБІЖНИКИ ………….. Лабораторна робота 9. ЄЛЕКТРОМАГНІТНІ РЕЛЕ ЗАХИСТУ Лабораторна робота 10……………………………………… Лабораторна робота 1
ЕЛЕКТРИЧНА ДУГА Й ОСНОВНІ МЕТОДИ ЇЇ ГАСІННЯ
Мета роботи: вивчити фізичні процеси, що проходять в електричній дузі постійного і змінного струму на різних стадіях її горіння, дослідити електричні характеристики дуги постійного і змінного струму, а також основні методи її гасіння.
Завдання 1. По рекомендованій літературі ознайомитися з процесами, що протікають в електричній дузі, і основними методами її гасіння. Підготувати відповіді на контрольні питання 1-9. Підготувати протокол виконання лабораторної роботи. 2. По зразках, що є в лабораторії, виконати ескізи дугогасних камер та привести короткі пояснення методів гасіння дуги, що в них використовуються. 3. Експериментально зняти вольтамперну характеристику дуги постійного струму при двох фіксованих відстанях між контактами. 4. Експериментально зняти осцилограми струму і напруги дуги змінного струму для двох фіксованих відстаней між контактами при cosφ =1 та одній відстані при cosφ < 1. 5. З’ясувати ефективність гасіння дуги різними методами фізичного впливу. 6. Оформити протокол лабораторної роботи, зробити письмові висновки по кожному пункту експеримента. 7. Підготувати відповіді на контрольні питання 10-19.
Опис лабораторного стенда Лицева панель стенда має клеми «220 В» джерела змінного струму і його вимикач S1; вхідні А1, А2 і вихідні В1, В2 клеми регулятора напруги (лабораторний автотрансформатор /ЛАТР/ знаходиться під столом); вхідні А3, А4 і вихідні В3, В4 клеми випрямляча; вхідні клеми Д1, Д2 дугового пристрою. Дуговий пристрій має черв'ячну передачу 6 (мал. 1.1) для переміщення рухомого контакту 5; нерухомий контакт 1; оптичну систему 3 з екраном 4 для підтримки необхідної відстані між контактами; вольтметр РV і амперметр РА0, що вимірюють напругу і струм дуги; пристосування 2 для введення пристроїв інтенсивного гасіння дуги; баластовий опір R б. Електричні з'єднання елементів дугового пристрою виконані усередині стенда й не потребують додаткової зборки. В комплект стенда входять також двопроменевий осцилограф і вольтметр РV2, що підключається на вхід дугового пристрою.
Методика виконання роботи 1. По рекомендованій літературі [1, с.18-25], [2, с.244-250], [3, с.123-143] і конспекту лекцій слід ознайомитися з фізичними процесами, що відбуваються в перший момент розмикання контактів, котрі передують загорянню електричної дуги (термоелектронна й автоелектронна емісії); з процесами, що відбуваються в стійко палаючій дузі (ударною і термічною іонізацією), а також з процесами деіонізації; зі статичними і динамічними вольтамперними характеристиками дуги; характерними зонами в дузі, умовами гасіння дуги постійного й змінного струму; основними методами гасіння електричної дуги (розтягання й охолодження дуги, спеціальні середовища і т.д.). Підготувати відповіді на контрольні питання 1-9. 2. Виконати технічні ескізи (при необхідності з розрізами) зразків дугогасних камер, що є в лабораторії, із зазначенням їх здатності відключати струми, описом методів гасіння дуги, використаних у їх конструкції матеріалів. 3. Вивчивши лабораторний стенд і одержавши у викладача додаткові пояснення та дозвіл на виконання роботи, зібрати схему експерименту на постійному струмі (мал. 1.2, а). За допомогою ЛАТРа подати на вхід дугового пристрою напругу не більше 100 В. За допомогою черв’ячної передачі 6 провести короткочасне замикання рухомого і нерухомого контактів, а потім розвести їх на відстань l д = 2 … 7 мм (конкретне значення задає викладач). Підтримуючи за допомогою оптичної системи постійну відстань між контактами, домогтися стійкого горіння дуги. Знижуючи напругу на виході випрямляча, через кожні 5 В зробити виміри напруги на дузі U д і струму дуги I д при сталій довжині дуги l д = const. Занести отримані дані в табл.1.1.
Рис. 1.1
Одержавши у викладача нове значення l д, повторити дослід. По отриманих даних побудувати вольтамперні характеристики дуги U д = f(I д ) при двох значеннях l д в одних координатах. Зробити висновки про характер отриманих залежностей і причини їхньої розбіжності. Таблиця 1.1 Дослідження вольтамперної характеристики дуги
а
б Рис. 1.2
4. Для зняття осцилограм дуги змінного струму зібрати схему, показану на мал. 1.2, б. Запалити дугу при При тому ж значенні Повторити дослід при cosφ < 1 (дешунтувати індуктивність L). Порівнявши отримані осцилограми, дати пояснення наявних в них відмінностей у вигляді висновків. 5. Запалити дугу змінного струму ( 6. Оформити протокол лабораторної роботи, зробити письмові висновки по кожному експерименту, відповісти на контрольні питання 10 ─ 19.
Зміст звіту В звіті про лабораторну роботу повинні бути приведені мета і завдання роботи, ескізи дугогасних камер з технічними параметрами, поясненнями їх принципу дії і використовуваних матеріалів, експериментальні дані у вигляді таблиць, графіків і осцилограм, висновки по кожному пункту експерименту.
Контрольні питання 1. Які фізичні процеси відбуваються між електричними контактами зі струмом в початковій фазі їх розмикання? 2. Які основні іонізаційні процеси відбуваються в стійко палаючій дузі? 3. Що таке статична і динамічна вольтамперні характеристики дуги постійного струму? 4. Які характерні зони в дузі постійного струму вам відомі? У чому їх особливості? 5. Назвіть і поясніть графічно умови гасіння дуги постійного струму. 6. Намалюйте і поясніть осцилограми струму і напруги при відключенні кола постійного струму. 7. Що таке електрична міцність міжконтактного проміжку і як вона змінюється в часі після гасіння дуги? 8. Намалюйте осцилограми, що пояснюють процес гасіння дуги змінного струму при розходженні контактів (cosφ =1). 9. Намалюйте осцилограми, що пояснюють процес гасіння дуги змінного струму при розходженні контактів (cosφ < 1). 10. Які методи гасіння дуги реалізовані у вивченій вами дугогасній камері з поперечними феромагнітними пластинами? 11. Які методи гасіння дуги використані в дугогасній камері газогенеруючого вимикача навантаження? 12. Які методи гасіння дуги використані в дугогасній камері маломасляного вимикача? 13. Які методи гасіння дуги використані в кварцових запобіжниках? 14. Поясніть ідею використання вузьких подовжніх щілин для гасіння дуги 15. Що таке елегаз? Які позитивні якості він має? 16. Поясніть ідею використання підвищеного тиску і вакууму при гасінні дуги. 17. Що таке безструмова пауза? Як її можна використовувати для гасіння дуги? 18. Поясніть принцип дії тиристора. Як його можна використовувати для бездугової комутації? 19. Які ви знаєте спеціальні середовища, що використовують для підвищення ефективності гасіння дуги? Охарактеризуйте їх властивості. Лабораторна робота 2
|
=70...80 В. Домогтись її стійкого горіння при фіксованій відстані між контактами і cosφ =1 (індуктивність L зашунтована) та замалювати осцилограми напруг 
і струму 
.
=5...7 мм. Впливаючи на дугу потоком повітря, підводячи до дуги поперечні металеві ґрати і вводячи в стовп дуги подовжні діелектричні пластини, зробити висновки про їхній вплив на ефективність гасіння дуги змінного струму.
