7.4 Контрольные вопросы

7.4.1 Какое основное отличие трансформаторов для дугового нагрева от силовых сетевых трансформаторов?

7.4.2 Что ограничивает ток во вторичной обмотке сварочного трансформатора?

7.4.3 Как расшифровывается обозначение трансформатора СТЭ-24У?

7.4.4 Изобразите схему замещения сварочного трансформатора и охарактеризуйте её.

7.4.5 Каким образом регулируется ток в исследуемом трансформаторе?

7.4.6 Что представляет собой электрическая дуга и каковы её технологические свойства?

7.4.7 Каким образом поддерживается горение дуги?

7.4.8 Объясните способ переключения обмоток трансформатора с режима малых токов в режим больших токов.

7.4.9 Какой принцип работы сварочных трансформаторов?

7.4.10 Объясните полученные в лабораторной работе графические зависимости.

8 Лабораторная работа №8 испытание электроизгороди

Цель работы. Изучить работу электрической изгороди и определить основные параметры генератора импульсов тока, ознакомиться с вариантами применения электроизгороди, изучить основные правила эксплуатации и техники безопасности.

8.1 Общие сведения

Электрические изгороди (ЭИ) применяют для загонной пастьбы и ограждения летних лагерей коров, телят, овец, свиней и других животных.

ЭИ включает в себя генератор электрических импульсов высокого напряжения и собственно изгородь, в состав которой входят опорные стойки с изоляторами и токоведущая линия (ТВЛ). Опорные стойки с натянутой на них токоведущей линией располагают на расстоянии 10..20 м одна от другой по периметру огораживаемой участка. Токоведущие линии выполняют из стальной оцинкованной проволоки диаметром 1,2...2 мм либо токопроводящих шнуров на синтетической основе. В зависимости от вида животных ТВЛ может быть одно- или многопроволочной, высота подвеса проволок — 30...90 см.

Один полюс генератора импульсов заземляют, а дру­гой — соединяют с ТВЛ изгороди. Прикоснувшись к ТВЛ, животное замыкает цепь тока. Электрический ток проходя через организм и землю, действует на клетки раздражает нервы и мышцы, вызывая неприятное ощущение электрического «удара». В результате животное испытывает испуг. После нескольких часов пастьбы за электроизгородью у животных вырабатывается условный рефлекс «боязни» прикосновения к ограждающей проволоке.

Преимущества электроизгороди перед постоянными ограждениями: снижаются затраты материалов и время на сооружение изгороди, а также затраты на ее эксплуатацию (в 2,5...4 раза) и ремонт. Кроме того, электрические изгороди можно легко переставить на другое место.

Электрические параметры изгороди должны обеспе­чивать достаточно сильное раздражающее действие на животных и вместе с тем быть безопасными для них и человека.

Напряжение на ТВЛ подается импульсами, частота которых обычно находится в пределах 1...2 Гц. В послед­нее время появились рекомендации, ограничивающие частоту импульсов максимальным значением 1,3 Гц. По­скольку длительность импульса не превышает обычно 60 мс, то перерыв между импульсами составляет около 1 с. За это время животное успевает отойти от изгороди после электрического «удара».

Амплитудное значение напряжения импульсов сос­тавляет 2...12 кВ, а силы тока в импульсе — 0,15...10 А. Количество электричества, прошедшее при этом через тело животного, не должно превышать 2,5 мКл.

Важнейшим элементом современных генераторов им­пульсов для электроизгороди является накопитель энер­гии — конденсатор. Энергия в накопитель поступает в течение сравнительно большого времени, а ее отдача в нагрузку происходит на протяжении очень короткого времени. При этом в нагрузке получаются импульсы с большой мгновенной мощностью, а источник питания может быть рассчитан на относительно небольшую сред­нюю мощность генератора импульсов.

По характеру выхода различают генераторы с индук­тивным и емкостным выходом.

В генераторах с индуктивным выходом накопитель­ный конденсатор заряжается низким напряжением, а затем через коммутирующее устройство разряжается на первичную обмотку повышающего трансформатора. Ток разряда конденсатора индуцирует во вторичной обмот­ке трансформатора импульс высокого напряжения, ко­торый поступает в ТВЛ изгороди. К этому типу относят­ся генераторы отечественных электроизгородей ИЭ-200, ЭК-1М, ЛСХА и др.

В генераторах с емкостным выходом накопительный конденсатор заряжается высоким напряжением, а затем через коммутирующее устройство разряжается непосред­ственно на ТВЛ изгороди. Примером может служить генератор EZK10 «Cerberus» (Литва).

Для электроизгородей применяют два режима работы генераторов импульсов: автоколебательный (импуль­сы поступают на ТВЛ непрерывно и независимо от при­косновения к ней животных) и ждущий (генератор вы­рабатывает импульсы только в случае прикосновения животных к ТВЛ). Ждущий режим работы позволяет су­щественно продлить срок службы автономного источни­ка постоянного тока.

Амплитуду импульса напряжения (в вольтах) определяют по формуле

U=B·C·b·k, (8.1)

где B- изображение импульса в дел;

C – цифровая отметка чувствительности, установленная переключателем входного сигнала “усиление” (1);

b – масштаб усиления, установленный тумблером “Умнож.” (10);

k – коэффициент деления резистивного делителя (300).

Продолжительность импульса напряжения (в миллисекундах) определяют по формуле:

T=M·n·l, (8.2)

где М – длина измеренного временного интервала по горизонтали в сантиметрах;

n – значение величины времени на 1 дел. шкалы в данном положении переключателя длительности (ручка “время/см”, 0,5);

l – значение множителя развертки “X” (0,2).

Генератор ГИЭ-1 при уменьшении сопротивления изоляции ТВЛ во время дождей и туманов, а также из-за загрязнения и старения изоляции ложно не срабатывает, так как сопротивление уменьшается относительно медленно и поэтому пороговое устройство не запускается. При эксплуатации ЭИ следует соблюдать следующие основные правила техники безопасности. На ТВЛ изгороди в хорошо видимых местах должны быть укреплены предупредительные плакаты «Опасно! Электрическая изгородь». Нельзя прикасаться к токоведущей линии, находящейся под напряжением, руками. Вскрывать генера­тор импульсов разрешается только электрику, квалифи­кационная группа которого по технике безопасности не ниже III. Работы, связанные с извлечением блока гене­ратора из корпуса, следует выполнять в помещениях без повышенной опасности. Во время грозы запрещается приближаться к ТВЛ и генератору импульсов.