Билет 14.

Преобразование электрической энергии в тепловую (электроискровой метод/электроэрозионный). Электроискровой – искровой разряд возникает, когда напряженность эл.поля достигает Е_пр для данного газа. Искровой разряд: электронные лавины концентрируются в узком канале сильноионизированного газа, и этот канал (отриммер) начинает очень быстро, со скоростью порядка 106 м/с продвигаться от анода, где концентрация электронных лавин наибольшая, к катоду. Дойдя до катода, отриммер замыкает цепь, возникает канал сквозной проводимости, и между электродами проскакивает искра. В этом канале сила тока достигает больших значений, газ разогревается до очень больших температур и светится. Высокая температура и давление газа в искре обуславливают сильное тепловое и механическое воздействие. Оно лежит в основе метода электроискровой обработки металлов. Преобразование энергии в искровом разряде имеет импульсный характер, значит источник питания U должен быть достаточным для создания между электродами необходимой напряженности поля, а внутреннее R и постоянная времени настолько малыми, чтобы в искре выделилась достаточная мощность. Разряд самостоятельный – возникает лишь за счет источника питания. Разряд несамостоятельный – возникает в предварительно ионизированном межэлектродном промежутке.

В акуумные дуговые печи. Характеристика источников питания для ВДП. Предназначены для получения слитков очень высокого качества, для очистки металлов, выплавленных в дуговых сталеплавильных печах. Питание происходит от ист. пост. тока. Параметрические ист. тока (режим КЗ – нормальный, режим ХХ- ненормальный). Система автомат. регулирования предусматривает защиту от возникновения дуги между короной и осн. электродом и определяет постоянную скорость формирования слитка. Вакуумные дуговые печи предназначены для производства слитков и литья из высокореакционных и тугоплавких металлов (титана, циркония, урана, молибдена, ниобия, тантала, вольфрама) и сплавов на их основе, а также специальных сталей и жаропрочных сплавов (шарикоподшипниковых, нержавеющих, инструментальных и конструкционных сталей; жаропрочных сплавов на железной и никелевой основе).Высокая реакционная способность химически активных металлов практически исключает возможность их плавки в печах с керамической футеровкой (дуговых или индукционных), а также и химически активной газовой среде. Кроме того, они растворяют большое количество газов н становятся хрупкими. Поэтому ВДП по существу являются основным промышленным агрегатом для получения титана, циркония, тантала н молибдена.

Неэлектрические свойства диэлектриков. Механические свойства диэлектриков. Прочность на разрыв, σ_р, характерна для тонких листовых и ленточных диэлектриков (бумага, картон, ткани, ленты) потому, что эти материалы подвергаются значительным растягивающим усилиям в процессе нанесения изоляции на проводник при изготовлении кабелей, машинной изоляции и т.п. Разрывные машины для испытания диэлектриков, кроме шкалы для отсчета разрывной силы Р_р, обычно имеют специальную шкалу для отсчета относительного удлинения при разрыве. Прочность на сжатие, σ_сж, определяется как отношение разрушающего усилия Рсж к площади сечения образца. Образцы берутся в форме кубиков или низких цилиндров для избежания продольного изгиба при сжатии. Прочность на сжатие важна при расчете опорных изоляторов высокого напряжения, когда диэлектрик подвергается большим сжимающим усилиям. Прочность на изгиб, σ_изг, определяется отношением момента М, изгибающего образец и производящего его поломку, к моменту сопротивления сечения образца W. Испытание диэлектриков на изгиб производится на стандартных брусках размером 120x15x10 мм, причем образец испытывается, как балка на двух опорах, нагруженная посредине сосредоточенной силой. Прочность на удар, σ_уд, определяется на установке, называемой маятниковый копер, как отношение энергии, затраченной на разрушение образца, к площади его сечения. Это динамическая, а не статическая прочность. В процессе удара маятника при разрушении образца усилие практически мгновенно возрастает от 0 до максимума, а затем столь же быстро падает до 0. Отсчитать усилие (силу) в этом случае трудно, проще измерить энергию, которая была затрачена на разрушение.

Физические свойства диэлектриков. Удельный вес,γ, есть отношение веса Р образца к его объему. Эта характеристика нужна для подсчета расхода материала на изготовление изделия, объем которого можно найти по чертежу. По ней подсчитывается также вес изоляции в тяжелых высоковольтных конструкциях при расчете их механической прочности. Для органических материалов γ=0,5-1,5 Г/см³; для неорганических γ= 2,5-4,0 Г/см³. Поэтому в материалах смешанного состава (например, в некоторых пластмассах) о наличии неорганического наполнителя можно судить по величине γ. Для волокнистых материалов повышенное значение γ свидетельствует о большем содержании волокна в единице объема и о высокой механической и электрической прочности.

Гигроскопичность, G характеризуется прибылью в весе после выдержки испытуемого материала в воде в течение 24 или 48 часов: G = (P2-P1)\P1*100%. Эта характеристика позволяет оценивать ухудшение качества диэлектрика при воздействии на него влажности окружающего воздуха. Для полностью негигроскопичных материалов G=0, для сильно гигроскопичных, пористых материалов G может быть до 100% (например, для картона). Большинство диэлектриков, применяемых на практике, обладает гигроскопичностью в той или иной мере, а потому может заметно ухудшать свои электрические свойства, В связи с этим приходится решать вопросы о защите изоляции от действия влажности. Методы влагозащиты: пропитка, лакировка, опрессовка пластмассой, заливка компаундом, электроосмотическая влагозащита, вакуум-плотная герметизация.