Электротехническое материаловедение и техника высоких напряжений

Кунапьянова Арай Асылхановна

*InstructorProfile(zh-CN)*

内容描述: Дисциплина рассматривает основные свойства и область применения материалов, используемых в электроэнергетике. Рассмотрены агрегатное состояние, атомная структура электротехнических материалов, дефекты в них. Даются данные по основным свойствам и области применения диэлектриков, полупроводников, проводников и магнитных материалов. А также рассматриваются вопросы внешней и внутренней изоляции установок высокого напряжения. Обсуждаются меры защиты от перенапряжения, меры молниезащиты. Типы перенапряжения, координация изоляции, испытания изоляции и типы диагностики изоляции.

贷款数: 6

*СomplexityDiscipline(zh-CN)*:

*TypesOfClasses(zh-CN)* *hours(zh-CN)*
*Lectures(zh-CN)* 30
*PracticalWork(zh-CN)* 30
*LaboratoryWork(zh-CN)*
*srop(zh-CN)* 30
*sro(zh-CN)* 90
*FormOfFinalControl(zh-CN)* экзамен
*FinalAssessment(zh-CN)* Письменно

零件: Вузовский компонент

循环次数: Базовые дисциплины

Цель
  • Цель дисциплины» электротехническое материаловедение и техника высоких напряжений " формирование у студентов теоретических знаний и практических навыков в области материаловедения и перенапряжения в установках высокого напряжения. Получение знаний по характеристикам и свойствам материалов, используемых в электроустановках. В ходе изучения данной дисциплины обучить студентов оценке прочности изоляции и уровней перенапряжения.
Задача
  • Задачей курса является изучение свойств, структуры и классификации современных электротехнических материалов и изучение основных характеристик с процессами, протекающими под влиянием электромагнитного поля, тепла, влажности, химической среды и других эксплуатационных факторов
  • Изучение вопросов внешних и внутренних перенапряжений, возникающих при эксплуатации электроустановок высокого напряжения, средства и методы испытаний конструкций высоковольтной изоляции;
  • Владеть методами диагностики изоляции техники высокого напряжения; обеспечивать молниезащиту подстанции, методами расчета внутренних перенапряжений и защиты от них
Результат обучения: знание и понимание
  • После изучения дисциплины студент должен уметь определять структуры и свойства материалов, которые находят дальнейшее применение в электротехнике; знать основные терминологии, понятия и определения; знать свойства и область применения современных электротехнических материалов; студент должен понимать, что надежность энергосистемы напрямую зависит от электротехнического материала, из которого сделан правильный выбор; получить теоретическое знание возникновения внутренних и внешних перенапряжений; владение мерами защиты электроустановок от перенапряжений.
Результат обучения: применение знаний и пониманий
  • После изучения данной дисциплины студент должен знать структуру, свойства материалов, которые применяются в современных электротехнических оборудованиях и самостоятельно выбирать виды материалов по их назначению; студенты должны знать значения воздействующих на изоляцию грозовых и внутренних перенапряжений, уметь оценивать электрическую прочность простейших изоляционных конструкции, знать нормы и методы проведения испытаний изоляции электрооборудования, усвоить необходимые сведения о процессах, приводящих к ухудшению характеристик изоляции во время ее эксплуатации, а также мерами защиты от перенапряжения.
Результат обучения: формирование суждений
  • Студент после изучения дисциплины "Электротехническое материаловедение и техника высоких напряжений" может самостоятельно ответить на возникшие вопросы при выборе типа материалов, и решить проблемы возникшие при эксплуатации данного материала
  • Знать методы и средства ограничения перенапряжений
Результат обучения: коммуникативные способности
  • Сообразительность, организованность, умение работать в коллективе, наблюдательность
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
  • Студент самостоятельно может решить задачи заданные по плану, выполнять индивидуальные задания, готовить статьи и публикации
*TeachingMethods(zh-CN)*

В условиях кредитной технологии обучения занятия должны проводиться преимущественно в активных и творческих формах. В числе эффективных педагогических методик и технологий, способствующих вовлечению обучающихся в поиск и управление знаниями, приобретению опыта самостоятельного решения задач, следует выделить: -технология проблемно- и проектно-ориентированного обучения; -технологии учебно-исследовательской деятельности; - коммуникативные технологии (дискуссия, пресс-конференция, мозговой штурм, учебные дебаты и другие активные формы и методы); - метод кейсов (анализ ситуации); -игровые технологии, в рамках которых обучающиеся участвуют в деловых, ролевых, имитационных играх; - информационно-коммуникационные (в том числе дистанционные образовательные) технологии.

*AssessmentKnowledge(zh-CN)*

Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.

*Period2(zh-CN)* *TypeOfTask(zh-CN)* *Total(zh-CN)*
1  *Rating(zh-CN)* Конспект лекции. темы 1-7 0-100
СРОП (диэлектрические материалы, проводниковые материалы)
СРОП (полупроводниковые материалы, магнитные материалы)
Контрольная работа 1
Контрольная работа 2
Тестирование (РК1)
СРО (РГР)
2  *Rating(zh-CN)* Конспект лекции. темы 8-15 0-100
Тестирование (РК2)
СРОП 1(тема 5)
СРОП 1(тема 6)
СРОП 1(тема 7 )
СРОП 1(тема 8 )
ИДЗ
*TotalControl(zh-CN)* экзамен 0-100
*PolicyAssignmentTask(zh-CN)*
*TypeOfTask(zh-CN)* 90-100 70-89 50-69 0-49
Excellent *Grade4(zh-CN)* *Grade3(zh-CN)* *Grade2(zh-CN)*
Работа на практических занятиях выполнил практическую работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности действий; сопровождает ответ новыми примерами, умеет применить знания в новой ситуации. При ответе на вопросы правильно понимает сущность вопроса, дает точное определение и истолкование основных понятий выполнил требования к оценке «5», но допущены 2-3 недочета, обучающийся может их исправить самостоятельно или с небольшой помощью преподавателя; ответ дан без применения знаний в новой ситуации выполнил работу не полностью, но не менее 50% объема практической работы, что позволяет получить правильные результаты и выводы; в ходе проведения работы были допущены ошибки. При ответе на вопросы обучающийся правильно понимает сущность вопроса, но в ответе имеются отдельные проблемы в усвоении вопросов курса, не препятствующие дальнейшему усвоению программного материала выполнил работу не полностью или объем выполненной части работ не позволяет сделать правильных выводов. При ответе на вопросы демонстрирует не владение основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы.
Различные виды коллоквиумов (устный, письменный, комбинированный, экспресс и др.) владеет теоретическими знаниями, терминологией, основными законами данного курса; логично и последовательно объясняет сущность явлений и процессов; приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью и способность быстро реагировать на уточняющие вопросы. владеет теоретическими знаниями, терминологией, основными законами данного курса; логично и последовательно объясняет сущность явлений и процессов; приводит примеры, показывает свободное владение монологической, но при этом делает несущественные ошибки, которые исправляет самостоятельно или при незначительной коррекции преподавателем. демонстрирует неглубокие теоретические знания, недостаточное умение делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает недостаточно свободное владение монологической речью, терминологией, логичностью и последовательностью изложения, делает ошибки которые может исправить только при коррекции преподавателем. демонстрирует незнание теоретических основ предмета, несформированные навыки анализа явлений и процессов, не умеет делать аргументированные выводы и приводить примеры, делает ошибки, которые не может исправить даже при коррекции преподавателем
Собеседование по контрольным вопросам владеет теоретическими знаниями, терминологией, основными законами данного курса; логично и последовательно объясняет сущность явлений и процессов; приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью и способность быстро реагировать на уточняющие вопросы. владеет теоретическими знаниями, терминологией, основными законами данного курса; логично и последовательно объясняет сущность явлений и процессов; приводит примеры, показывает свободное владение монологической, но при этом делает несущественные ошибки, которые исправляет самостоятельно или при незначительной коррекции преподавателем. демонстрирует неглубокие теоретические знания, недостаточное умение делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает недостаточно свободное владение монологической речью, терминологией, логичностью и последовательностью изложения, делает ошибки которые может исправить только при коррекции преподавателем. демонстрирует незнание теоретических основ предмета, несформированные навыки анализа явлений и процессов, не умеет делать аргументированные выводы и приводить примеры, делает ошибки, которые не может исправить даже при коррекции преподавателем
Задания в тестовой форме для рубежного контроля 100-90% правильных ответов 89-70% правильных ответов 69-50% правильных ответов 49-0% правильных ответов
*EvaluationForm(zh-CN)*

Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:

  • 40% результата, полученного на экзамене;
  • 60% результатов текущей успеваемости.

Формула подсчета итоговой оценки:

И= 0,6 Р12 +0,4Э
2

 

где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.

Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:

Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:

Оценка по буквенной системе Цифровой эквивалент Баллы (%-ное содержание) Оценка по традиционной системе
A 4.0 95-100 Отлично
A- 3.67 90-94
B+ 3.33 85-89 Хорошо
B 3.0 80-84
B- 2.67 75-79
C+ 2.33 70-74
C 2.0 65-69 Удовлетворительно
C- 1.67 60-64
D+ 1.33 55-59
D 1.0 50-54
FX 0.5 25-49 Неудовлетворительно
F 0 0-24
Темы лекционных занятий
  • Классификация электротехнических материалов по их свойствам и областям применения. Понятие о зонной теории твердых тел. Зонная теория проводников, диэлектриков и полупроводников. Строение вещества. Виды химических связей. Строение твердых веществ и основные дефекты.
  • Поляризация диэлектриков и физико-механические свойства электроизоляционных материалов. Диэлектрическая проницаемость. Диэлектрические потери. Пробой диэлектриков. Тангенс угла диэлектрических потерь. Электрическая прочность диэлектриков. Классификация электроизоляционных материалов по нагревостойкости, холодостойкости. Механические свойства диэлектриков. Методы определения твердости.
  • Агрегатные состояния диэлектриков. Газообразные диэлектрики. Жидкие изолирующие материалы. Активные диэлектрики.
  • Основные характеристики проводниковых материалов и их классификация. Удельные сопротивления проводников. Теплопроводность в металлах. Термоэлектродвижущая сила. Материалы с высокой проводимостью. Сверхпроводники и криопроводники. Температура Кюри. Основные свойства и область применения.
  • Металлы и сплавы со средней температурой плавления. Драгоценные металлы. Золото. Серебро. Кобальт. Никель. Ковар. Инвар. Платина. Палладий. Сплавы с высоким сопротивлением для резисторов в измерительных приборах. Реостатные сплавы. Манганин. Константан. Нихром. Силит. Тонкие металлические пленки. Скин эффект.
  • Полупроводниковые материалы. Собственные и примесные полупроводники. Основные эффекты на полупроводниках. p-n переход. Простые полупроводники. Свойства и структура простых полупроводников. Нанокристаллические полупроводники. Области применения нанокристаллических полупроводников.
  • Магнитные материалы. Виды материалов в зависимости от их магнитных свойств. Магнитная проницаемость. Диамагнетики и парамагнетики. Магнитный гистерезис. Потери в гистерезис. Магнито-мягкие и магнито-твердые материалы. Магнито-диэлектрики.
  • Изоляция и перенапряжения или техника высоких напряжений. Изоляция электрических установок. Внутренние и внешние изоляции. Электрическая прочность изоляции. Общая характеристика внешней изоляции электроустановок. Регулирование электрических полей во внешней изоляции . Диэлектрики, используемые во внешней изоляции. Назначение и типы изоляторов.
  • Электрическая прочность газовых разрядных промежутков. Время разряда и вольт-секундные характеристики воздушных промежутков. Разряд в длинных воздушных промежутках. Разряд вдоль поверхности твердого диэлектрика. Выбор изоляторов воздушных ЛЭП и РУ.
  • Основные виды и электрические характеристики внутренней изоляции электроустановок. Виды внутренней изоляции и материалы, используемые для их изготовления. Зависимость электрической прочности внутренней изоляции от длительности воздействия напряжения. Длительность воздействия рабочего напряжения. Номинальное напряжение.
  • Виды электрической прочности. Факторы влияющие на электрическую прочность внутренней изоляции. Кратковременная и длительная электрическая прочность внутренней изоляции электроустановок. Виды старения изоляции. Срок службы изоляции.
  • Система контроля и диагностика внутренней изоляции. Диагностика внутренней изоляции. Этапы диагностики. Основные требования к диагностикам изоляции.
  • Виды перенапряжения. Коммутационные перенапряжения при плановых и аварийных включениях и отключениях. Электрическая прочность внешней и внутренней изоляции электроустановок при коммутационных перенапряжениях
  • Грозозащита линий электропередачи. Допустимое число отключений воздушных линий электропередачи. Ожидаемое число грозовых отключений линии. Грозозащита подстанций от волн грозовых перенапряжений, набегающих с линий. защита силовых трансформаторов от перенапряжении. Принцип работы ограничителей перенапряжения.
  • Напряжения на изоляции, защищенной вентильными разрядниками или ограничителями перенапряжений. Разрядники, основные характеристики. Вентильные разрядники. трубчатые разрядники. Воздушные промежутки. Координация изоляции по уровню грозовых и внутренних перенапряжений. Аппараты защиты от перенапряжения до 1000 В.
Основная литература
  • Угольников, А. В. Электротехническое материаловедение : учебное пособие / А. В. Угольников. — Саратов : Ай Пи Ар Медиа, 2019. — 85 c. — ISBN 978-5-4497-0021-6.
  • Целебровский, Ю. В. Электротехническое материаловедение. Сборник практических заданий : учебное пособие / Ю. В. Целебровский, Н. А. Черненко. — Новосибирск : Новосибирский государственный технический университет, 2016. — 147 c. — ISBN 978-5-7782-2895-5.
  • Электротехническое и конструкционное материаловедение : учебное пособие по курсу «Электротехническое и конструкционное материаловедение» для студентов дневной формы обучения направления подготовки 140400.62 - Электроэнергетика и электротехника / составители Е. В. Шопина, А. А. Стативко. — Белгород : Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, ЭБС АСВ, 2011. — 123 c.
  • Музылева, И. В. Электротехническое и конструкционное материаловедение. Полупроводниковые материалы и их применение : учебное пособие / И. В. Музылева. — Липецк : Липецкий государственный технический университет, ЭБС АСВ, 2014.
  • Музылева, И. В. Электротехническое и конструкционное материаловедение. Диэлектрические материалы и их применение : учебное пособие / И. В. Музылева, Т. В. Синюкова. — Липецк : Липецкий государственный технический университет, ЭБС АСВ, 2014. — 64 c. — ISBN 978-5-88247-720-1.
  • Угольников, А. В. Электротехническое и конструкционное материаловедение : учебник / А. В. Угольников. — Саратов : Ай Пи Ар Медиа, 2019. — 188 c. — ISBN 978-5-4497-0022-3.
  • Бочаров, Ю. Н. Техника высоких напряжений : учебное пособие / Ю. Н. Бочаров, С. М. Дудкин, В. В. Титков. — Санкт-Петербург : Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 2013. — 265 c. — ISBN 978-5-7422-3998-7.
  • Щеглов, Н. В. Электрооборудование высокого напряжения и его эксплуатация : учебное пособие / Н. В. Щеглов. — Новосибирск : Новосибирский государственный технический университет, 2017. — 139 c. — ISBN 978-5-7782-3461-1.
  • Савина, Н. В. Техника высоких напряжений. Перенапряжения и защита от них : учебное пособие / Н. В. Савина. — Благовещенск : Амурский государственный университет, 2015. — 191 c.
Дополнительная литература
  • 1.Техника высоких напряжений. Учебное пособие. Борисов В.Н. – Алма- ты: АИЭС, 2011г. 2. Техника высоких напряжений. Перенапряжения и изоляция. Конспект лекций. Борисов В.Н., Оржанова Ж.К. – Алматы:АИЭС, 2010г. 3. Техника высоких напряжений. Методические указания и задания к РГР. Борисов В.Н., Оржанова Ж.К., Бекмагамбетова К.Х. – Алматы: АУЭС, 2011г. 4. Техника высоких напряжений. Методические указания к выполнению лабораторных работ. Борисов В.Н., Оржанова Ж.К. – Алматы: АИЭС, 2014г. 5. К.Х. Бекмагамбетова. Электротехническое материаловедение//Алматы: «Ғылым»,2000.-256 с 6. В.В.Пасынков, В.С. Сорокин. Материалы электронной техники//М.: Высшая школа, 1990.-306 с. 7. Б.Л. Антипов, В.С.Сорокин, В.А.Терехов. Материалы электронной техники.Задачи и вопросы//М.: Высшая школа, 1990.-208 с. 8. А.С. Серебряков. Электротехническое материаловедение. Электроизоляционные материалы//–М.: Маршрут, 2005. –280 с