Мет-ка ТВНз

2

Методичні вказівки з вивчення дисципліни «Техніка високих напруг» та виконання контрольних завдань для студентів спеціальності 7.05070103 “Електротехнічні системи електроспоживання” заочної форми навчання /Укл.: Д. О. Літвінов. - Запоріжжя: ЗНТУ,

2013.-38 с.

Укладач: Д.О. Літвінов, ст. викладач.

Рецензент: О.М. Андрієнко, доцент, к.т.н.

Відповідальний за випуск: В.Г. Савельєв, доцент.

Затверджено на засідання кафедри

“Електричні машини” Протокол № 3

від “29” жовтня 2013р.

3

ЗМІСТ

1Загальні методичні вказівки…………………………..………4

2Робоча навчальна програма дисципліни

Мета і завдання дисципліни, її місце в навчальному процесі…………………………………………………….……….6

3 Зміст дисципліни Назва тем, їх зміст, питання для самоперевірки………………..7

4Перелік лабораторних робіт.………….………………………14

5Контрольні завдання

5.1 Завдання на контрольну роботу і вибір варіанту Вказівки, щодо оформлення і захисту контрольних робіт……15

5.2Задачі для виконання контрольної роботи……………… 16

5.3Методичні вказівки до виконання контрольної роботи…..17

Перелік посилань………………………………………………...36

Додаток А Титульний лист контрольної роботи……………....38

4

1 ЗАГАЛЬНІ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

У відповідності з навчальним планом дисципліна спеціалізації «Техніка високих напруг» студентами спеціальності 6.050702 “Електричні машини і апарати” вивчається у8-му семестрі.

Для подальшого вивчення дисципліни немає необхідності в однаковій глибині засвоєння різних питань робочої програми. Тому для полегшення праці в робочій програмі (після кожного з питань теми в дужках) наведено необхідний рівень засвоєння цього питання. Рівні засвоєння визначаються такими дидактичними характеристиками.

(1-знайомство). Знайомство з об’єктом, поняттям, питанням, методом вирішення задачі. Засвоєння основних властивостей або ознак, уміння вибрати потрібне із сукупності об’єктів, понять, засобів.

(2-викладення). Вміння викласти вивчений матеріал, використовуючи якісні фізичні уявлення: вирішити типову задачу, яка потребує повторення відповідних рішень, котрі вивчались раніше.

(3-вміння). Вміння доказово, використовуючи фізичні та математичні описи основних законів природи, дати відповідь на поставлене запитання; вирішити типову задачу на основі вивчених загальних методів або алгоритмів рішення.

(4-творчість). Вміння вирішити оригінальну (яка не зустрічалась при вивченні) задачу; розробити методику або алгоритм рішення.

Самостійну роботу над матеріалом дисципліни доцільно організувати наступним чином. Прочитати відповідний параграф підручника, а потім, опрацьовуючи його повторно, законспектувати основні положення, визначення, висновки. В конспекті слід повторити математичні викладки, графіки й рисунки, наведені у підручнику, а також всі проміжні викладки й рисунки, котрі знадобились для розгляду матеріалу, який вивчається Конспектування при вивченні дисципліни є обов'язковим. Потім слід письмово (в конспекті) відповісти на всі запитання для самоперевірки, подані після методичних вказівок до кожної теми. Відповіді слід давати, використовуючи записи в конспекті, достатньо повно пояснюючи їх фізичними, математичними й іншими причинами, які пояснюють таке положення. Якщо

5

відповіді на питання для самоперевірки становлять труднощі, необхідно відповідну тему опрацювати ще раз більш уважно або звернутися за консультацією з цього питання до викладача.

Працюючи над матеріалом дисципліни, бажано користуватись одним із рекомендованих джерел, оскільки завдяки використанню однозначних позначень та визначень полегшується засвоєння. Додаткову літературу можна використовувати для поглиблення знань з окремих тем після повного попереднього опрацювання розділу дисципліни.

При підготовці до іспиту для швидкого відновлення у пам’яті матеріалу, який вивчається, рекомендується проглянути конспект, звернувши особливу увагу на питання для самоперевірки.

На установчій сесії студенти слухають лекції, виконують лабораторні роботи, розв’язують задачі на практичних заняттях. Протягом семестру студенти виконують одну контрольну роботу та одну курсову роботу. До екзаменаційної сесії студенти захищають лабораторні роботи і контрольну роботу та отримують залік; захищають курсову роботу і отримують диференційний залік. Під час екзаменаційної сесії студенти сдають іспит за розкладом.

6

2 РОБОЧА НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ. МЕТА І ЗАВДАННЯ ДИСЦИПЛІНИ, ЇЇ МІСЦЕ

ВНАВЧАЛЬНОМУ ПРОЦЕСІ

2.1Мета викладання дисципліни.

Дисципліна ”Техніка високих напруг” розглядає роботу установок та електрообладнання під високою напругою,ізоляційні конструкції, грозові й внутрішні перенапруги та їх обмеження, координацію ізоляції електрообладнання та її дослідження.

2.2Завдання вивчення дисципліни. Вимогами до знань при вивченні дисципліни є: головні експлуатаційні впливи на ізоляцію електрообладнання високої напруги, електрофізичні процеси в діелектриках, основні властивості, електричні характеристики зовнішньої та внутрішньої ізоляції ліній, підстанцій, вводів, ізоляторів, трансформаторів, апаратів; грозові перенапруги та захист від блискавки електричних установок.

Студент повинен володіти практичними навичками роботи в установках з високою напругою, володіти умінням розрахунку перенапруг в ізоляції електрообладнання, вивчити засоби захисту обладнання від грозових і комутаційних перенапруг, вміти їх використовувати на виробництві.

2.3Перелік дисциплін, засвоєння яких необхідне для даної дисципліни: вища математика, фізика, обчислювальна техніка та програмування, електроматеріалознавство, основи метрології та електричних вимірів, теоретичні основи електротехніки, електроніка та мікросхемотехніка, електричні машини.

7

3 ЗМІСТ ДИСЦИПЛІНИ НАЗВА ТЕМ, ЇХ ЗМІСТ, ПИТАННЯ ДЛЯ

САМОПЕРЕВІРКИ

3.1 Загальна характеристика зовнішньої ізоляції (1). Регулювання електричного поля в ізоляції (1). Закон Пашена (2). Закон подібності розрядів (3).

Самостійна робота - 2 год.

Питання для самоперевірки

1.При яких умовах діється самостійний розряд у неоднорідному полі?

2.Як пояснює процес розряду стримерна теорія?

3.Який вплив атмосферних умов (тиску, температури, вологи) на величину розрядної напруги по повітрю й газу?

4.Якими статистичними властивостями характеризується розряд? Як будуються вольтсекундні характеристики?

5.Розрядні напруги в однорідному полі по дослідним даним :

-залежність амплітуди напруги від добутку (PxS) для гелію, водню, повітрю, фреону;

-залежність амплітуди напруги від відстані для твердих, рідких і

газоподібних діелектриків.

6.Розрядні напруги для електродів: - куля-куля; - коаксіальні циліндри;

- стрижень-площина; - стрижень-стрижень.

7.Які приймаються заходи для збільшення розрядної напруги неоднорідних полів?

8.Як пояснити залежність напруги проміжку, утвореного коаксіальними циліндрами, від величини радіусу внутрішнього поля?

Література: [1, С.11-38, або 2, С.22-54, або 3, С.45-79, або 4, С.9-21, або 5, С.7-21].

3.2 Коронний розряд на проводах ліній електропередач (2). Витрати енергії на коронний розряд (3). Засоби зменшення втрат енергії (3).

8

Самостійна робота - 2 год.

Питання для самоперевірки

Які чинники впливають на початок коронного розряду на лінії електропередач?

Яким чином збільшити напругу початку коронного розряду?

Які міри приймаються для зменшення втрат енергії на електромережах?

Де використовується коронний розряд? Література: [1, С.46-58, або 2, С.60-75].

3.3 Розряд у повітрі по поверхні твердого діелектрика (1). Розряд по поверхні в однорідному і неоднорідному полях по змоченій дощем і зволоженій поверхні (2). Конструкції ізоляторів

(1).

Самостійна робота - 3 год.

Питання для самоперевірки

1.Які можливі шляхи перекриття ізоляції у проміжних опорах повітряних ліній електропередач?

2.Які вимоги пред’являються до електричної міцності зовнішньої ізоляції?

3.Накреслити схему заміщення гірлянди ізоляторів.

4.Які шляхи розвитку розряду по гірлянді ізоляторів?

5.Яким чином вибираються ізолятори для ліній та розподільних пристроїв?

6.Які особливості ізоляції мереж на дерев’яних опорах?

7.Як визначаються мінімальні ізоляційні відстані на опорах і у розподільних пристроях?

8.Які вимоги пред’являються до конструкції ізоляторів, їх електричної міцності?

9.Пояснити, у чому причина нерівномірного розподілу напруженості електричного потенціалу уздовж поверхні ізолятора?

10.Які повинні бути конструктивні особливості опорного й прохідного ізоляторів, щоб покращити розподілення електричних зарядів по поверхні?

Література: [1, С.65-86, або 2, С.89-99, або 3, С.79-89, або 5,

С.43-52].

10

параметри блискавки (2). Інтенсивність грозової діяльності (1). Електромагнітне поле каналу блискавки (1).

Самостійна робота - 2 год.

Питання для самоперевірки

1.Пояснити фізичний процес утворення блискавки.

2.Якими параметрами характеризується блискавка?

3.Яким чином визначається інтенсивність грозової діяльності?

4.Як впливає електромагнітне поле каналу блискавки на напруженість на поверхні землі та в повітрі?

Література: [1, С.227-234, або 2, С.343-347, або 3, С.208-219].

3.7Хвильові процеси в електромережах і обмотках електричних машин (3). Відображення переломлення і відбиття хвиль в схемах (3). Поширення хвиль у багатопровідній схемі (3). Хвильові процеси в обмотках трансформаторів (4). Перехідні процеси в обмотках електричних машин (3). Захист від прямих ударів блискавки (2).

Самостійна робота - 4 год.

Питання для самоперевірки

1.Як виконується імпульсний обмір обмоток трансформаторів?

2.Накреслити і дати обґрунтування схеми заміщення обмотки трансформатора при перенапругах.

3.Як розраховуються параметри схеми заміщення обмотки трансформатора при початковому розподілу напруги?

4.Чому схема заміщення обмотки при початковому розподілу напруги складається тільки із поперечних та поздовжніх ємностей?

5.Як розрахувати потенціали та градієнти при початковому розподілу перенапруги по обмотці?

6.Чому схема заміщення обмотки при квазистационарному розподілу напруги складається тільки із індуктивностей та взаємоіндуктивностей?

7.Як розрахувати потенціали та градієнти при квазстационарному розподілу напруги по обмотці?

8.Чому в обмотці при перенапругах виникають вільні коливання?