Электротехническое материаловедение и техника высоких напряжений
Описание: 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.
Количество кредитов: 6
Трудоемкость дисциплины:
| Виды работ | часы |
|---|---|
| Лекции | 30 |
| Практические работы | 30 |
| Лабораторные работы | |
| СРОП | 30 |
| СРО | 90 |
| Форма итогового контроля | экзамен |
| Форма проведения итогового контроля | Письменно |
Компонент: Вузовский компонент
Цикл: 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
Методы преподавания
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.
Оценка знаний обучающегося
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.
| Период | Вид задания | Итого |
|---|---|---|
| 1 рейтинг | 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 рейтинг | 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 | ||
| Итоговый контроль | экзамен | 0-100 |
Политика оценивания результатов обучения по видам работ
| Вид задания | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Отлично | Хорошо | Удовлетворительно | Неудовлетворительно | |
| 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 |
Форма оценки
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 | Р1+Р2 | +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
- Поляризация диэлектриков и физико-механические свойства электроизоляционных материалов
- Агрегатные состояния диэлектриков
- Основные характеристики проводниковых материалов и их классификация
- Металлы и сплавы со средней температурой плавления
- Полупроводниковые материалы
- Магнитные материалы
- Изоляция и перенапряжения или техника высоких напряжений
- Электрическая прочность газовых разрядных промежутков
- Основные виды и электрические характеристики внутренней изоляции электроустановок
- Виды электрической прочности
- Система контроля и диагностика внутренней изоляции
- Виды перенапряжения
- Грозозащита линий электропередачи
- Напряжения на изоляции, защищенной вентильными разрядниками или ограничителями перенапряжений
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
