Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

Травы

4.Содержание отчета.

1.
Тема и цель лабораторной работы.

3.
Указать как наблюдаются
под микроскопом структурные составляющие:
феррит, перлит, цементит.

https://www.youtube.com/watch?v=https:accounts.google.comServiceLogin

4.Зарисовать
схемы наблюдаемых микроструктур с
указанием структурных составляющих.

5.Выполнить
расчет содержания углерода рассмотренного
шлифа.

6.Выводы

1.Тема,
цель работы.

2.Устройство
муфельной печи (рисунок 3).

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

3.Краткие
теоретические сведения.

4.График
интервала закалочных температур (рисунок
1).

5.
Цвета каления для определения температуры
закалки и цвета побежалости

для
определения температуры отпуска.

6.Температура
каления сталей 20, 40, 60.

Контрольные вопросы

  1. Что
    такое структура металла (пример)?

  2. Перечислите
    структуры железоуглеродистых сплавов.

  3. Что
    такое микрошлиф?

  4. Перечислите
    операции приготовления микрошлифа.

  5. С
    какой целью производится травление
    микрошлифа, какими реактивами?

  6. На
    чем основан принцип работы
    металлографического микроскопа?

  7. Что
    представляют собой структуры
    доэвтектоидной, эвтектоидной, заэвтек
    – тоидной стали и белого, серого, ковкого,
    высокопрочного чугуна?

  8. Дать
    определение структурных составляющих
    железоуглеродистых сплавов (феррит,
    перлит, цементит, ледебурит).

  9. Какова
    цель микроанализа?

  10. От
    каких факторов зависит величина зерна
    в металле и его структура?

1.Что называется
закалкой?

2.Что называется
отпуском?

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

3.Для каких
деталей назначается высокий отпуск?

4.Для каких
деталей назначается средний отпуск?

5.Для каких
деталей назначается низкий отпуск?

6.Для чего
назначается закалка?

7.Для чего и
когда назначается отпуск?

8.Для каких
деталей при закалке в качестве охлаждающей
среды применяется вода?

9.Для каких
сталей при закалке в качестве охлаждающей
среды применяется масло?

10.Как
определить температуры каления,
температуру отпуска.

  1. Дайте
    определение пробоя.

  2. В
    чем сущность испытания на пробой твердых
    диэлектриков?

  3. От
    чего зависит электрическая прочность?

  4. Как
    определить электрическую прочность?

  5. Что
    называется коэффициентом запаса
    электрической прочности?

  6. Какие
    вы знаете виды пробоев ?

  7. Объясните
    принцип действия установки для
    определения электрической прочности
    твердых диэлектриков.

  1. Классификация
    твердых диэлектриков?

  2. Приведите
    примеры твердых электроизоляционных
    материалов?

  3. Классификация
    стекол по их составу?

  4. Приведите
    примеры технических стекол?

Приложение к лр №2

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

Конструкция
микроскопа МИМ-7.
Микроскоп МИМ-7 (рисунок
1)
состоит из трех основных частей:
осветителя,
корпуса
и верхней части.

ОсветительI
имеет фонарь 2, внутри кожуха ко­торого
находится лампа. Центрировочныевинты
3
слу­жат
для совмещения центра нити лампы с
оптической осью
коллектора.

В
корпусе II
микроскопа
находятся диск 1
с
набором светофильтров; рукоятка 24
переключения
фо­тоокуляров;
посадочное устройство для рамки 15
с
ма­товым
стеклом или кассеты с фотопластинкой
9х12 мм; узел
апертурной диафрагмы, укрепленный под
оправой осветительной
линзы 17
кольцо
с накаткой 16,
служа­щее
для изменения диаметра диафрагмы; винт
25, вра­щением
которого смещается диафрагма для
создания косого
освещения; винт 26 для фиксации поворота
апертурной
диафрагмы.

Верхняя
часть III
микроскопа
включает детали,
приведенные ниже.

1.
Иллюминаторный тубус 11,
в верхней части кото­рого
расположено посадочное отверстие под
объектив. На
патрубке иллюминаторного тубуса
расположена рамка

Рисунок 1- Микроскоп
МИМ-7

https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyrighten-GB

с
линзами 22
для
работы в светлом и темном поле и рукоятка
5 для включения диафрагмы 23
(см.
рис. 3.3, б)
при
работе в темном поле; под кожухом 21
(см.
рисунок
1) — пентапризма. В нижней части кожуха
21
расположены
центрировочные винты 20
полевойдиа­фрагмы,
диаметр которой изменяют при помощи
повод­ка
19.
Под
конусом полевой диафрагмы находится
фото­затвор
18.

  1. Визуальный
    (зрительный) тубус 13,
    в
    отверстие которого вставляется окуляр
    12.
    При
    визуальном наблю­дении
    тубус вдвигают до упора, а при
    фотографировании выдвигают
    до отказа

  1. Предметный
    столик 10,
    который
    при помощи вин­тов
    6
    может
    передвигаться в двух взаимно
    перпендикулярных направлениях. В центре
    предметного столика имеется окно, в
    него вставляют одну из сменных подкладок
    7 с отверстиями различного диаметра.
    На
    предметном
    столике расположены держатели, состоящие
    из вертикальных
    колонок 8
    и
    пружинящих прижимов 9, которыми
    микрошлиф прижимается к подкладке
    пред­метного
    столика. Макрометрический винт 4
    служит
    для перемещения
    предметного столика в вертикальном
    на­правлении,
    и этим производится грубая наводка на
    фо­кус.
    Зажимным винтом 23
    фиксируют
    определенное по­ложение
    предметного столика, чтобы он
    самопроизволь­но
    не опускался. Для помещения столика 10
    на
    нужной высоте
    на кронштейне столика награвирована
    риска, которая
    устанавливается против точки,
    награвированной на
    корпусе микроскопа.

4.
Микрометрический винт 14,
с
помощью которого объектив
перемещают в вертикальном направлении
и точно
наводят на фокус. Расход микрометрической
по­дачи
3 мм, цена деления барабана — 0,003 мм.

Лабораторная работа №4

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

Тема:
Термическая
обработка стали.

Цель:
Научиться
выбирать и рассчитывать режимы закалки
и отпуска

различных
сталей.

Время
выполнения: 2
часа

Место
выполнения работы: лаборатория
«Электроматериаловедение»

Инструкционно
– технологическая карта, учебная
литература

Определение
электрических свойств проводниковых
материалов

Получить
навыки в определении удельного
сопротивления, удельной проводимости
и температурного коэффициента

электрического
сопротивления проводниковых материалов

ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ
РАБОТЫ: 2 часа.

лаборатория
«Электроматериаловедение».

Инструкционная карта,
справочные таблицы.

1.Последовательность выполнения работы.

    1. Внеурочная подготовка.

1.Повторить
тему «Термическая обработка металлов»,
Л1, стр. 30-34,

Л2,
стр. 93-109.

2.Подготовить
титульный лист отчета,
зарисовать
устройство муфельной

печи
(рисунок 3).

https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertiseen-GB

3.Отразить
краткие теоретические сведения о видах
термической обработки.

4.Зарисовать
график определения
интервала закалочных температур.

    1. Работа на уроке.

1.Ознакомиться
с устройством муфельной печи.

2.Изучить
и записать в отчет цвета каления для
определения температуры

закалки.

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

3.Изучить
и отразить в отчете цвета побежалости
для определения темпера-

туры
отпуска.

4.Определить
по графику интервала закалочных
температур (рисунок 1)

температуру
каления сталей 20, 40, 60.

5.Оформить
отчет.

Термической
обработкой называют технологические
процессы, состоящие из нагрева,
выдержки и охлаждения стальных деталей
с целью изменения их структуры и
свойств. Это один из самых распространенных
в технике и самых эффективных способов
изменения структуры и свойств сталей
и сплавов, обусловленных протеканием
различных фазовых превращений.

Классификация
основных видов термической обработки
была разработана академиком А.А.Бочваром.
Термическая обработка включает три
основных вида: отжиг, закалку и отпуск.

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

Отжигом называют
вид термической обработки, при которой
формируются близкие к равновесным
структуры материалов, в которых
неравновесные состояния возникли в
результате предшествующих видов
воздействия (литье, ковка, прокатка,
сварка и т.п.).

Существуют два
основных типа отжига – отжиг первого
рода, при котором могут не протекать
фазовые превращения, например,
рекристаллизационный, и отжиг второго
рода, сопровождающийся фазовыми
превращениями (полный и неполный отжиги).
При отжиге сталь охлаждают очень
медленно, обычно вместе с печью.

Закалка — процесс
нагрева стали выше точки фазовых
превращений на (30-50)°С с последующим
быстрым охлаждением. Цель закалки —
получение высокой твердости и заданных
физико-механических свойств. Способность
стали принимать закалку возрастает
с увеличением содержания в ней углерода.
При содержании углерода менее 0,2% сталь
практически не закаливается.

https://www.youtube.com/watch?v=cБорисБояршинов

Выбор
технологических параметров закалки.

Фактическая
скорость печного нагрева определяется
температурой, до которой нагрето печное
пространство, и массой помещенной в
него детали.

Температура закалки
определяется исходя из массовой доли
углерода в стали и соответствующего
ей значения критической точки.

Практически
критические точки выбирают по
справочникам или по диаграмме состояния
“железо – цементит”.

Температура нагрева
при закалке доэвтектоидных сталей
определяется следующим образом: tзак
= Ас3 (30 – 50), °С

Заэвтектоидные и
эвтектоидную стали нагреваются при
закалке

до
температуры: tзак = Ас1 (30 – 50), °С

Исходя из этого
определяется положение оптимального
интервала

температур
закалки углеродистых сталей на диаграмме
состояния Fe–Fe3C (рисунок Продолжительность
нагрева и выдержки определяется размерами

и
конфигурацией деталей и способом их
укладки в печи. Она должна

Предлагаем ознакомиться  Денежное дерево — комнатное растение толстянка: полезные и лечебные свойства и противопоказания. Применение толстянки в косметологии, народной медицине: рецепты

быть
такой, чтобы прошло выравнивание
концентрации углерода в аустените.
Обычно общее время нагрева и изотермической
выдержки составляет

1
– 1,5 мин на мм наибольшего поперечного
сечения.

Охлаждение при
закалке должно производиться в такой
охлаждающей среде, которая обеспечивает
скорость охлаждения не менее критической.

Закалочные
напряжения складываются из термических
и структурных напряжений. При закалке
всегда возникает перепад температуры
по сечению изделия. Разная величина
термического сжатия наружных и внутренних
слоев в период охлаждения обуславливает
возникновение термических напряжений.

Рисунок
1 – График определения интервала закалочных
температур.

Углеродистые стали
содержат, наряду с железом и углеродом,
постоянные примеси: Мn, Si , S, P и другие
элементы, которые смещают положение
критических точек.

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

Поэтому для
определения температуры закалки стали
используют экспериментальный метод
пробной закалки. Сущность метода
состоит в том, что из исследуемой стали
в отожженном состоянии изготавливают
образцы, которые закаливают с различных
температур в интервале предполагаемого
нахождения критических точек (ниже
предполагаемых Ас1 и выше Ас3).

Скорость охлаждения
выше критической при закалке исследуемой
в данной работе стали 40 обеспечивает
охлаждение в воде. Для изучения влияния
скорости охлаждения на твердость стали
после закалки проводится охлаждение
ее в масле и на воздухе.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpressen-GB

Охлаждающая
способность этих сред показана в таблице
1.

Таблица 1 –
Характеристика различных закалочных
сред.

На практике вид
охлаждающей среды выбирают, в основном,
в зависимости от назначения деталей,
их конфигурации и степени легированности.
При оптимальном режиме закалки в
интервале температур до изгиба
С-образных кривых (рисунок 1) необходимо
охлаждать с высокой скоростью, а в
интервале температур Мн – МK охлаждать
медленно.

В связи с тем, что
стали по-разному повышают свою твердость
при закалке, вводится понятие
закаливаемости. Под закаливаемостью
понимают способность стали приобретать
высокую твердость после закалки. Такая
способность зависит главным образом
от содержания углерода в стали: чем
больше углерода, тем выше твердость.

Объясняется это тем, что с повышением
содержания углерода увеличивается
число атомов углерода, насильственно
удерживаемых при закалке в кристаллической
решетке α-железа, т.е. увеличивается
перенасыщенность мартенсита и его
тетрагональность. В результате возрастают
внутренние напряжения, что в свою очередь
способствует увеличению числа дислокаций
и возникновению блочной структуры. В
работе исследуется закаливаемость

стали
40 (0,4 %С), для чего проводится закалка
образцов из этой стали с оптимальных
(в зависимости от содержания углерода)
температур и измеряется их твердость.

Таблица 1 –
Температура закалки и твердость
закаленных сталей.

Таблица 2 –
Продолжительность нагрева и выдержки
при

термической
обработке.

В случае нагрева
выше рекомендованного интервала возможны
перегрев стали и снижение механических
свойств. Для контроля температуры в
печи применяют пирометры. При их
отсутствии температуру ориентировочно
можно определить по цветам каления.
Цвет каления стали в зависимости от
температуры изменяется следующим
образом

Начало свечения
металла 500 Густо-оранжевый 900

Темно-бурый 550 Желтый 1000

Темно-красный 650 Желто-белый 1100

Вишнево-красный 700 Белый 1200

Светло-красный 800 Ярко-белый 1300

https://www.youtube.com/watch?v=ytcreatorsen-GB

Высокие структурные
и термические напряжения, а также
повышенная твердость и хрупкость стали,
закаленной на мартенсит, вызывают
необходимость проведения отпуска.

Отпуском называется
заключительная операция термической
обработки, состоящая в нагреве закаленной
стали до температуры ниже критической
АC1, выдержке при этой температуре и
последующем медленном или быстром
охлаждении. Цель отпуска – уменьшение
напряжений в стали, повышение вязкости,
пластичности и снижение твердости.

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

При низком отпуске
закаленную сталь нагревают до температур
150-250 °С. Под действием повышенной
температуры атомы углерода приобретают
более высокую подвижность и благодаря
этому частично выходят из мартенсита
(перенасыщенного твердого раствора в

(α-железе).
Они образуют метастабильный карбид
Fe2C. При этом внутренние напряжения в
кристаллической решетке железа и ее
тетрагональность уменьшаются, а,
следовательно, снижается склонность к
хрупкости закаленной стали.

Образующиеся
карбиды имеют малые размеры и
металлографически не обнаруживаются.

Образующаяся смесь
дисперсных карбидов и мартенсита с
пониженным содержанием углерода
называется мартенситом отпуска. При
температурах выше 200С остаточный аустенит
превращается в мартенсит отпуска.
Твердость стали сохраняется высокой
(у стали с содержанием углерода 0,7% – HRC
59-63). Низкому отпуску подвергают режущий
и измерительный инструменты, а также
детали после поверхностной закалки и
цементации.

При среднем отпуске
нагрев закаленной стали производят до
температур 300-450 °С.

При этом полностью
завершается процесс выделения углерода
из пересыщенного твердого раствора и
мартенсит превращается в феррит. Карбид
Fе2С преобразуется в цементит Fе3С.
Образуется структура, состоящая из
феррита, в котором равномерно распределены
мельчайшие частицы цементита, называемая
трооститом отпуска.

При высоком отпуске
закаленную сталь нагревают до температур
500-650 °С. Такой нагрев приводит к коагуляции
цементитных частиц – мелкие частицы
сливаются в более крупные и в результате
снижается твердость (HRC 30-45).
Феррито-цементитную смесь более грубого
строения, чем троостит, называют сорбитом
отпуска.

Работа на уроке.

1.
Получить допуск
на выполнение
лабораторной работы.

2.
Выполнить лабораторный опыт по методике
выполнения .

3.
Заполнить табл.1.

4.
Построить график зависимости среднего
пробивного напряжения от рас стояния
между электродами.

5.
Сделать выводы (при
изменении расстояния между электродами).

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

6.
Оформить отчет.

https://www.youtube.com/watch?v=ytabouten-GB

2.
Изучить образцы твердых электроизоляционных
материалов, охарактеризовать достоинства
и недостатки.

3.
Сделать выводы о применении твердых
диэлектриков в зависимости от их свойств.

4.
Оформить отчет.

1.Получить допуск
на выполнение практической работы.

2.Зарисовать
классификацию контактов (рисунок 1, 2, 3
и 4).

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

3.Отразить особенности
работы электрических контактных
соединений.

4.Отразить в отчете
требования, предъявляемые к контактным
соединениям.

5.Перечислить и
кратко описать испытания, которым
подвергаются

электрические
контактные соединения.

6.Описать ремонт
контактных соединений.

1. Получить
допуск на выполнение
практической работы.

2.
Зарисовать рисунок 2
( иструкционно-технологическая
карта)

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

3
Записать краткие теоретические
сведения, ответив письменно
на вопросы: «Что
называется: микрошлифом,
операция приготовления микрошлифов)

4. Ознакомится
с методикой приготовления микрошлифа

5. Изучить устройство и принцип работы
микроскопа

6. Используя
заранее приготовленные микрошлифы
стали , внимательно рассмотреть их под
микроскопом, зарисовать схемы
изображаемых микроструктур в квадратах
50*50 мм.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpolicyandsafetyen-GB

7. Внимательно
рассмотреть под микроскопом набор
шлифов чугунов, зарисовать схемы
изображаемых микроструктур и определить
вид чугуна.

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

8. Определить
содержание углерода в стали по указанию
преподавателя.

2.1 Изучить
лабораторный стенд.

2.2 Ознакомиться
с ходом опыта.

2.3 Получить
допуск на выполнение лабораторной
работы.

2.4 Зарисовать
схему стенда.

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

R=f(T);

2.6 По данным
таблицы 2 согласно варианта произвести
расчет.

.7 Сделать выводы по работе.

Методические указания кабели

Силовые
кабели предназначены для передачи и
распределения электрической энергии
при напряжении промышленной частоты и
постоянном напряжении и являются
наиболее ответственными изделиями
кабельной отрасли.

Рис.1.
Классификация силовых кабелей.

Одно-
и трехжильные кабели низкого напряжения
предназначены для работы в сетях
напряжением 1-35 кВ, а двух- и четырехжильные
– с напряжением до 1 кВ. Четвертая жила
в кабеле является заземляющей или
зануляющей, и поэтому ее сечение, как
правило, меньше сечения основных жил.
Жилы кабелей низкого напряжения
изготавливаются из меди и алюминия
однопроволочные либо многопроволочные
уплотненного типа. Применение скрученных
из отдельных проволок жил силовых
кабелей позволяет сохранить их гибкость
при больших сечениях.

Краткие сведения из теории

Изменение
сопротивления в зависимости от температуры
у металлов и сплавов может быть как
положительным, так и отрицательным
свойством.

https://www.youtube.com/watch?v=upload

Изменение
сопротивления является основой для
построения резистивных датчиков
температуры используемых в системах
автоматики. Но при необходимости
получения системы со стабильными
параметрами в условиях изменения
температуры в широких пределах, изменение
сопротивления будет фактором отрицательным.
Для исключения зависимости параметров
то температуры используют сплавы с ТК
близким к нулю.

Предлагаем ознакомиться  Грызуны обгрызли кору яблони, что делать?

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

Для проводниковых
материалов ТК>0
т.е. с повышением температуры повышается
и удельное сопротивление.

Заготовить

где е –
заряд электрона;

n0
– число свободных электронов в единице
объема;

 – средняя
длина свободного пробега электрона
между двумя соударениями с узлами

решетки;

m
– масса электрона;

vт–
средняя скорость теплового движения
свободного электрона в металле.

Число носителей
заряда (концентрация свободных электронов)
в металлическом проводнике при повышении
температуры остается практически
неизменным. Однако вследствие усилений
колебаний узлов кристаллической решетки
с ростом температуры появляется все
больше и больше препятствий на пути
направленного движения свободных
электронов под действием электрического
поля, т.е.

Температурный
коэффициент положителен.

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

Повышенным
значением обладают некоторые металлы, в том
числе ферромагнитные металлы – железо,
никель, кобальт.

где 1
и 2 –
удельное сопротивление проводникового
материала при температурах Т1 и

Т2соответственно (при этом Т2>T1);


– так называемый средний температурный
коэффициент удельного сопротивления

данного материала в диапазоне
от Т1до Т2.

При переходе
из твердого состояния в жидкое у
большинства металлов наблюдается
увеличение удельного сопротивления
(см. рис2.)

Однако у
некоторых металлов при плавлении
удельное сопротивление уменьшается.

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

Уменьшение наблюдается у металлов у которых при
плавлении увеличивается плотность т.е.
уменьшается объем.

Удельное
сопротивление сплавов.

Значительное
возрастание 
наблюдается при сплавлении двух металлов
в том случае, если они образуют друг с
другом твердый раствор, т.е. создают при
отвердевании совместную кристаллизацию
и атомы одного металла входят в
кристаллическую решетку другого.

Зависимость от процентного соотношения компонент
представлена на примере кривой для
сплава медь-никель.

Такое изменение
 и 
от содержания компонентов можно объяснить
тем, что вследствие его более сложной
структуры по сравнению с чистыми
металлами его уже нельзя уподоблять
классическому металлу, т.е. удельной
проводимости сплава обуславливается
не только изменением подвижности
носителей, но в некоторых случаях и
частичным возрастанием концентрации
носителей при повышении температуры.

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

Если сплав двух
металлов создает раздельную кристаллизацию
и структура застывшего сплава представляет
собой смесь кристаллов то изменение
удельного сопротивления в зависимости
от состава имеет линейный характер.

  1. Изоляционными
    материалами (диэлектриками) называются
    материалы основным электрическим
    свойством которых является способность
    поляризоваться в электрическом поле.
    Они предназначены для электрической
    изоляции.

По агрегатному
состоянию изоляционные материалы
делятся на газообразные, жидкие и
твердые.

В качестве
газообразных диэлектриков используются
газы, приведенные в таблице.

Место перехода
электрического тока от одной токопроводящей
детали к другой (точки, линии, плоскости,
сопротивления) называют электрическим
контактом, а детали — контактами.
Контактами
также называют специальные детали, при
соприкосновении которых осуществляется
электрическое соединение.

По характеру работы
контакты разделяют на неподвижные
(жесткие), подвижные неразмыкающиеся
(скользящие) и подвижные размыкающие и
замыкающие.

Неподвижные
(жесткие) контакты
используются в местах постоянного
электрического соединения токоведущих
деталей аппаратов, присоединения внешних
проводов, шин и т. п. и выполняются
разъемными и неразъемными.

Подвижные
неразмыкающиеся (скользящие)
контакты обеспечивают непрерывное
подвижное соединение токоведущих
деталей. Примером может служить щеточный
контакт машин, контакт токоприемника
с контактным проводом.

Подвижные размыкающие
и замыкающие контакты являются основными
контактами коммутационных аппаратов.

По назначению
контакты делятся на силовые, которые
замыкают рабочую цепь для прохождения
тока, и вспомогательные, называемые
блокировочными контактами (блокировками).
Блок-контакты служат для обеспечения
необходимой последовательности включений
и выключений отдельных электрических
аппаратов.

По виду поверхности
соприкосновения контакты разделяются
на точечные, линейные, плоские, или
поверхностные, щеточные и штыревые.

У точечных
контактов
соприкосновение происходит в одной
точке, например две сферические
поверхности, сферическая и плоская
поверхности и т. д. (рис. 135, а). Практически
их поверхность соприкосновения
представляет окружность очень малого
радиуса. Эти контакты имеют высокое
удельное нажатие и используются при
малых токах нагрузки.

Линейные
контакты
соприкасаются по прямой линии или
практически по очень узкой поверхности
(рисунок 1, б и в). При этом могут быть
получены высокие удельные нажатия,
достаточные для снятия окисных пленок
с поверхности. Эти контакты нашли самое
широкое применение в аппаратах с частыми
включениями и выключениями.

Такие
контакты, замыкание которых сопровождается
ударом (линейные контакторы, групповые
контакторы), имеют большей частью
Г-образ-ную форму (рисунок 2). Разновидностью
линейных контактов являются скользящие
пальцевые контакты Я (рисунок 3),
замыкающиеся между собой контактными
сегментами КС, расположенными на барабане
Б, или медными пластинками М, укрепленными
на колодке К- Нажатие на пальцевые
контакты Я в силовых цепях создается
спиральными пружинами, а во вспомогательных
цепях (блок-контакты) сами пальцы
представляют собой плоскую пружину.

У плоских, или
поверхностных, контактов
соприкосновение происходит в отдельных
точках и по малым поверхностям (см.
рисунок 1, в). Применяют их в большинстве
неподвижных соединений там, где нужно
большое контактное нажатие при больших
нагрузках и относительно редких
включениях, а также в цепях с малыми
токами при большой частоте включений.

а)
точечные; б) линейные; в) плоские или
поверхностные

Разновидность
плоских контактов — клиновые, они
применяются в рубильниках, в ручных
разъединителях и в держателях плавных
предохранителей. Нож рубильника Н
(рисунок 4) или металлический колпачок
К предохранителя входит в пружинящие
стойки С, нажатием которых создается
плотность контакта.

Щеточные контакты
в аппаратах применяют относительно
редко: при больших нагрузках и малых
нажатиях. Штыревые контакты — различные
виды штепсельных соединений. Известно,
что поверхность любых контактов не
является абсолютно гладкой, на ней
всегда имеются малые выступы и впадины,
поэтому соприкосновение контактов
происходит не по всей поверхности, а
только между отдельными выступами, что
создает сопротивление для прохождения
тока (контактное сопротивление) и
определяет нагрев контактов.

Повышенное
контактное сопротивление вызывает
повышенный нагрев, в результате чего
происходит быстрое окисление контактных
поверхностей, что приводит к дальнейшему
увеличению контактного сопротивления.
Дальнейший нагрев может привести к
подплавлению и свариванию контактов.
Допустимую температуру контактов
регламентируют в зависимости от материала
и вида контактных соединений.

Для
уменьшения нагрева необходимо уменьшение
переходного контактного сопротивления.
Последнее зависит от силы нажатия
контактов друг на друга, чистоты и
материала соприкасающихся поверхностей.
Для уменьшения нагрева контактов
необходимо всегда поддерживать
определенное контактное нажатие в
соответствии с техническими данными
аппаратов. Соприкасающиеся поверхности
обоих контактов должны быть возможно
чище обработаны.

В процессе
эксплуатации необходимо регулярно
зачищать контактные поверхности от
загрязнений и окисления. При неподвижных
жестких контактах для уменьшения
переходного сопротивления перед сборкой
счищают окислы с поверхностей и смазывают
их техническим вазелином. Существенное
увеличение площади соприкосновения
контактов достигается применением
оловянного припоя или серебряного
покрытия благодаря их пластичности.

Под
действием электрической дуги, возникающей
при размыкании контактов под током,
часть металла испаряется, разбрызгивается
и переносится с одного контакта на
другой, загрязняя поверхность касания.
Для удаления этих загрязнений и окислов
при каждом замыкании контактов
производится их притирание пружинной
системой.

Рисунок
2 – Г-образные контакты Рисунок 3 –
Скользящие пальцевые контакты

Рисунок
4 – Клиновые контакты

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

В разомкнутом
положении контактов держатель 3 (рисунок
5) вместе с контактом под действием
притирающей пружины 4 повернут на
некоторый угол а. Этот угол сохраняется
до тех пор, пока подвижной контакт 1 не
соприкоснется с неподвижным 2. Когда
подвижной контакт коснется неподвижного,
электрическая цепь замкнется.

Количественные параметры газообразных диэлектриков

Изучить
методику испытания твердых, газообразных
и жидких диэлектриков на электрическую
прочность и получить навыки в определении
электрической прочности различных
материалов.

Предлагаем ознакомиться  Черешня и войлочная вишня. Какова тайна их происхождения?

кабинет
«Материаловедение».

Инструкционная карта, образцы твердых
диэлектриков, соединительные провода,

испытательная установка

Газ

Химичес-кая
формула

Полярность
газа

ε
на низких частотах

ρv, Ом/м

Tgδ

Епр
газа

Епр
возд

Воздух

1,00059

1,7
· 1015

10-8

1

Водород

Н2

Нейтральный

1,00027

1015

0,6

Кислород

О2

-«-

1,00055

1015

4·10-6

0,9

Азот

N2

-«-

1,00058

1015

4·10-6

1

Гелий

Не

-«-

1,00007

1015

0,06

Аргон

Аr

-«-

1,00056

1,7·1015

Элегаз
(гексафторид серы)

SF6

Полярный

1,00191

2,5

Фреон
(дихлорди-фторметан)

ССl2F2

Нейтральный

2,6

Пары
хлороформа

СНСl3

Полярный

4,4

Пары
четырех хлористого углерода

ССl4

Нейтральный

6,4

Достоинством
газообразных диэлектриков является
восстановление электрической прочности
после снятия пробивного напряжения и
стабильность свойств во времени. При
приложении к слою газа электрического
напряжения в нем возникает ток
проводимости. С дальнейшим повышением
напряжения наступает пробой газа,
который в однородном электрическом
поле (система электродов шар-плоскость)
происходит в виде искрового разряда
(искры).

Пробой
газообразных диэлектриков в неоднородном
электрическом поле (система электродов
острие-плоскость) происходит ряд
промежуточных стадий неполного пробоя
газа (электрическая корона, кистевой
разряд).

Наиболее широко
используется в технике элегаз поскольку
он не токсичен, химически инертен (не
вступает в химическое взаимодействие),
не реагирует с металлами, не разлагается
под действием воды, кислот и щелочей.

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

Наиболее
распространенный в энергетике жидкий
диэлектрик – это трансформаторное масло.

Трансформаторное
масло
– очищенная
фракция нефти, получаемая при перегонке,
кипящая при температуре от 300 °С
до 400 °С.
В зависимости от происхождения нефти
обладают различными свойствами и эти
отличительные свойства исходного сырья
отражаются на свойствах масла. Оно имеет
сложный углеводородный состав.

Трансформаторное
масло
предназначено для
изоляции
находящихся под напряжением частей и
узлов активной части трансформатора,
для
отвода тепла
от нагревающихся при работе трансформатора
частей, а также для предохранения
твердой изоляции от быстрого увлажнения
при проникновении влаги из окружающей
среды.

Для заливки
трансформатора рекомендуется применять
масло определенной марки. Однако
допускается при соблюдении ряда условий
производить заливку трансформаторов
смесью масел.

– определение
пробивногонапряжения
,качественное определение наличия
воды, визуальное определение содержаниямеханическихпримесей

сокращенный
анализ,
включающий кроме названных выше
определение кислотного числа, содержание
водорастворимых кислот, температуры
вспышки и цвета масла,

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

испытания
в объеме полного анализа,
включающие все испытания в объеме
сокращенного анализа, определение tg,
натровой пробы, стабильности против
окисления, а также количественное
определение влагосодержания и
механических примесей.

Пробу для испытания
отбирают в сухие чистые стеклянные
банки вместимостью 1 л с притертыми
пробками, на которых укрепляют этикетки
с указанием оборудования, даты, причины
отбора пробы , а также фамилии лица,
отобравшего пробу. Как правило, проба
отбирается из нижних слоев масла.
Методика испытания масла оговорена
соответсвующими стандартами
(ГОСТ6581-75*,6370-83, 1547-84, 6356-75*).

Для испытания
жидких диэлектриков на электрическую
прочность, применяют аппараты АМИ-60 и
АИМ-80.

Качество масла,
оценивается по следующим показателям,
приведенным в таблице
2

Пробивное
напряжение масла в эксплуатации должно
быть не менее35Кв/мм
для трансформаторов классов напряжения
60 …220 Кв,
не менее 25
Кв/мм –для
классов напряжения 20…35
Кв.

Твердые диэлектрики
можно разделить по происхождению на
природные (естественные) и искусственные;
по химическому составу –на органические
и неорганические (кремний содержащие).

Если в ходе повышения
приложенного к изоляции напряжения
напряженность электрического
поля в диэлектрике превышает некоторое
крити­ческое
значение, то диэлектрик теряет свои
электроизолирующие свойства.

Сквозной
ток, протекающий через диэлектрик, резко
возраста­ет
до 108Л/м:,
а сопротивление диэлектрика уменьшается
до тако­го значения, что происходит
короткое замыкание электродов. Это
явление
называют пробоемдиэлектрика.
Значение напряжения в момент
пробоя Uпр
называют пробивнъш
напряжением,
напряжен­ность
электрического поля Епр
– электрической прочностью

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

На
практике пробивное напряжение удобно
выражать в киловольтах, толщину
диэлектрика – в миллиметрах, a
электрическую прочность – в киловольтах
на миллиметр. В этом случае справедливы
следующие соотношения

106В/м
=1 МВ/М=1 Кв/ мм

Электрическая
прочность диэлектрика
определяется
пробивным напряжением, отнесенным к
толщине диэлектрика в месте пробоя

где
Uпр-
пробивное
напряжение, кВ или мВ.

h-
толщина диэлектрика в месте пробоя,
мм.

Электрическая
прочность твердых диэлектриков зависит
от их структуры, толщины, окружающей
температуры и других факторов.
Диэлектрическая прочность диэлектрика
может быть повышена пропиткой его
маслами, лаками или компаундами.

Электрическую
прочность диэлектриков можно определяют
на установке, схема которой изображенна
на рисунке
1.

Если
напряжение достигло значения Uпр,
то сквозной ток рез­ко
увеличивается даже и тогда, когда
напряжение на электродах уменьшается
(рис.1).
Это обусловливается тем, что под
действи­ем
приложенного напряжения в диэлектрике
происходят необратимые изменения, резко
уменьшающие его электрическое
сопротивление.

Вместе
пробоя возникает искра, а при большей
мощности
источника – даже электрическая
дуга, под действием которой происходят
оплавление, обгорание, растрескивание
диэлектрика .

Рис.
1- Зависимость
сквозного Рис.2-
Схема пробоя (/) и

тока
от приложенного
перекрытия (2) образца

напряжения
при пробое твердого
диэлектрика.

диэлектрика

При
определении Епртвердого
диэлектрика может произойти пробой по
поверхности – перекрытие образца, т.е.
поверхностный пробой
(рис.
2).
В этом случае пробиваются воздух или
жидкость, окружающие образец твердого
диэлектрика. Напряжение поверхно­стного
перекрытия зависит от свойств твердого
диэлектрика, формы образца,
электродов и закономерности пробоя
окружающей среды.

Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

Экспериментально
определяемая величина Епзависит
от тол­щины
образца диэлектрика, формы и площади
электродов, скоро­сти
подъема и времени воздействия приложенного
напряжения. Зна­чение
Епрпри
постоянном токе может сильно отличаться
от Е
при
переменном
токе или от Епрдиэлектрика
при воздействии импульс­ных напряжений.

Для
электрического пробоя твердых диэлектриков
характерными
являются следующие признаки. В сильных
электрических

Рісунок
3-Зависимости
Епр
при электрическом пробое твердых
диэлектриков от
времени выдержки под напряжением (а) и
от толщины образца
(б)

полях
в зависимости j(E)отсутствует
«участок насыщения», ха­рактерный
для газов и тщательно очищенных жидкостей
(см.
рис.
3).
При увеличении Eпртокперед
пробоем растет экспонен­циально.
Для самых различных по свойствам
диэлектриков Епризменяется
в достаточно узких пределах (107…108
В/м).

Значение Епрне
зависит от свойств среды, окружающей
диэлектрик. Элект­рическая
прочность монокристаллических
диэлектриков разли­чается
при пробое вдоль различных осей
монокристалла. Значе­ние
Епрне
зависит от времени выдержки образца
под напряжени­ем
и его толщины (рис..3).
Пробой объемных образцов происходит
в результате формирования одной лавины
электро­нов
и завершается в течение t
= 10-8…
10-7
с (однолавиннын
пробой). Поэтому
при меньшем времени выдержки пробой не
успевает за­вершиться,
и Епррастет.

Значение
Епрнеоднородных
по свойствам диэлектриков зави­сит
от площади электродов. Чем больше площадь
электродов, тем большее
число дефектов в диэлектрике попадает
в объем между электродами,
и поэтому Епруменьшается,
что характерно для бумаги,
картона и лакотканей, которые могут
содержать различные включения
с незначительным р, для пористой керамики,
где воз­можна
ионизация газа в порах.

Электрический
пробой-
это процесс, в результате которого
диэлектрик
разрушается силами, действующими в
электрическом поле на
электрические заряды его атомов, ионов
или молекул. Этот вид пробоя
протекает в течение 10 -8…10-5,
т.е. почти мгновенно. Он вызывается
ударной ионизацией электронами.

https://www.youtube.com/watch?v=ytdeven-GB

На
длине свободного пробега λ электрон в
электрическом поле с напряженностью Е
приобретает энергию W=еЕ
λ, где
е-заряд электрона. Если энергия Wи
электрона
достаточна для ионизации ,
то электрон при
соударении с атомами ,
ионами или молекулами, из которых состоит
диэлектрик,
ионизирует их.

Оцените статью
Сад
Добавить комментарий

Adblock detector