Влияние обработки в барьерном разряде на электретные свойства пленок полиимида

Зависимость г=f(T) измерялись в динамическом режиме при нагреве образца с постоянной скоростью 1,5 град/мин.

Обработка пленок частичными разрядами производилась в высоковольтной установке в течение разного времени: 30, 60 и 90 мин.

Зарядка образцов осуществлялась в коронном разряде.

2.2 Обработка пленок ПМ в барьерном разряде

Обработка пленок в барьерном разряде производилась на высоковольтной установке, принципиальная схема которой приведена на рисунке 2.1.

Рис.2.1. Высоковольтная установка для обработки пленок ПМ в барьерном разряде

Переменное напряжение 220 В подавалось на латр, а затем на первичную обмотку высоковольтного трансформатора (220/40000 В, f = 50 Гц). Со вторичной обмотки этого трансформатора напряжение передавалось на ячейку, в которую помещалась пленка, схематическое изображение ячейки приведено на рисунке 2.2.



Рис.2.2. Схема ячейки для обработки пленок ПМ в барьерном разряде.

Толщина стекол составляла - 1мм, воздушного зазора - 1 мм, толщина пленки - 40 мкм, диаметр электрода - 35мм. Пленка помещалась на стеклянную пластину.

2.3 Описание установки для измерения электретной разности потенциалов методом компенсации

Зарядка полиимидной пленки под действием коронного разряда на воздухе проводилась в разрядной ячейке, схема которой приведена на рис. 2.2. Ячейка включает в себя коронирующий электрод (1), сетчатый электрод (2) и массивный шлифованный электрод (3), находящийся под потенциалом земли. Образец из полиимидной пленки (4) помещался при зарядке на нижний электрод (3). На коронирующий электрод (иглу) подавался отрицательный потенциал -6 кВ относительно земли. Потенциал сетки устанавливался на уровне 250 В.



Рис.2.2. Принципиальная схема установки для зарядки под действием коронного разряда.

Измерение компенсирующей разности потенциалов производилось методом индукции с вибрирующим электродом на установке, общий вид и блок-схема которой представлены на рис. 2.3 и 2.4 соответственно.

Рис.2.3. Установки для измерения компенсирующей разности потенциалов.

Верхний вибрирующий электрод (1) диаметром 10 мм закреплен на диффузоре динамического громкоговорителя (2), катушка которого запитывается от генератора звуковой частоты (3). Частота переменного синусоидального сигнала на генераторе устанавливается в пределах 250-300 Гц, что обеспечивает достаточно высокую чувствительность измерений и защиту от сетевых помех. Изменение во времени индуцированного в поле электрета заряда на вибрирующем электроде приводит к появлению во внешней цепи переменного сигнала синусоидальной формы с частотой вибрации электрода. Сигнал поступает на усилитель(4) с высоким выходным сопротивлением, а затем регистрируется на экране осциллографа. Для компенсации электрического поля, создаваемого электретом в зазоре электрет - вибрирующий электрод, используется источник плавно регулируемого напряжения постоянного тока (6). Значения компенсирующего напряжения U_к на выходе источника измеряются цифровым вольтметром (7). Полярность напряжения компенсации может изменятся с помощью переключателя «П». В момент компенсации сигнал на экране осциллографа равен нулю. Цифровой вольтметр включен в схему так, что знак компенсирующего напряжения на индикаторе цифрового вольтметра соответствует знаку поверхностного заряда электрета.

Размещено на http://www.allbest.ru/

50

Рис.2.4. Принципиальная схема установки для измерения компенсирующей разности потенциалов

2.4 Описание установок для измерения токов ТСД и температурной зависимости проводимости

Измерения токов термостимулированной деполяризации электретов и температурной зависимости проводимости полимерных пленок проводились на установке, функциональная схема которой представлена на рис. 2.3. Установка состояла из экранированной измерительной камеры (7), усилителя (2), самопишущего потенциометра (3), источника напряжения постоянного тока (4), терморегулятора (5) и вольтметра (6).

Рис. 3.18. Принципиальная схема установки для измерения токов ТСД и температурной зависимости проводимости диэлектриков

Нагрев образца (9) осуществлялся за счет теплового контакта подогревателя с нижним высоковольтным электродом (10). Между подогревателем и электродом помещалась тонкая электроизолирующая прокладка из слюды (11). Температура образца измерялась с помощью термопары хромель--капель (12), спай которой помещен в корпус подогревателя, а свободные концы термопары подсоединены ко входу «X» потенциометра ПДП4-002.

Поддержание постоянной температуры поверхности нагревателя в диапазоне от 20 до 250 °С с точностью ±1 °С либо изменение ее по линейному закону с заданной скоростью в = dT/dt в диапазоне 0,5--5 °С/мин обеспечивалось терморегулятором (5). Датчиком температуры служит термопара хромель--капель (13), термо-э.д.с. которой почти линейно зависит от температуры спая в интервале 20--250 °С. Спай термопары помещен в корпус нагревателя и с помощью высокотемпературного клея электрически изолирован от него. Принцип работы терморегулятора основан на сравнении термо-э.д.с. датчика температуры Де с постоянным напряжением задатчика температуры. Сигнал рассогласования, пропорциональный разности ДU=U_З-Де, управляет фазой включения тиристора, стоящего в цепи нагревателя (нихромная спираль 14). В зависимости от величины и знака ДU меняется время работы тиристора в течение каждого периода питающего напряжения. При этом плавно меняется действующее значение тока нагревателя, что обеспечивает указанную точность регулировки температуры.

Для осуществления стабильного плотного контакта при измерении г=f(T) верхний измерительный электрод (8) диаметром 10мм плотно прижимался к образцу с помощью пружины. Подключение высоковольтного электрода (10) к источнику напряжения (4) осуществлялось через пружинный контакт. При измерении токов ТСД с неплотным контактом между измерительным электродом и образцом помещается изолирующая прокладка из пленки политетрафторэтилена толщиной 20 мкм.

При измерении проводимости использовались алюминиевые фольговые электроды d=10мм. Образец помещался в измерительную камеру (7), где верхний электрод при помощи пружины прижимался к нему. Нагрев производился при скорости 1,5 К/мин и напряжении на электродах U=250 В. Данная скорость обеспечивала квазиравновесное состояние образца.

ГЛАВА 3. Экспериментальные результаты

3.1 Спектры токов термостимулированной деполяризации

В соответствии с постановленной целью работы были исследованы зависимости токов термостимулированной деполяризации (ТСД) для пленок полиимида (ПМ), хранившихся в комнатных условиях, предварительно прогретых и обработанных в барьерном разряде.

Пленки заряжались в коронном разряде до значений электретной разности потенциалов U_э =250 В, и по истечении 10 минут измерялись токи ТСД.

Все три партии образцов измерялись в режиме разомкнутой цепи. Кривые токов ТСД, измеренные на пленках, хранившихся в комнатных условиях, приведены на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Зависимость токов ТСД пленок ПМ, хранившихся в комнатных условиях. в=1,5 К/мин.

Спектр токов ТСД имеет один четко выраженный максимум при температуре равной 130єС. Из рисунка 3.1 видно, что температуры максимумов T_max кривых токов ТСД для разных образцов различаются на 10-20єС. Наблюдаемый разброс значений T_max вероятно обусловлен изменением влажности окружающей среды при хранении образцов в комнатных условиях.

Поэтому для устранения влияния влаги, абсорбированной в пленке, спектры токов ТСД исследовались на предварительно прогретой пленке. Прогрев пленки проводился при обычных атмосферных условиях при температуре 160єС в течение 1 часа.

Кривая тока ТСД, характерная для этой серии образцов приведена на рис. 3.2.

Рис 3.2. Зависимость токов ТСД пленки ПМ предварительно прогретой при Т=160єС в течение 1 часа. в=1,5 К/мин. U_k=250 В.

Из рисунка 3.2 видно, что кривая измеренная на предварительно прогретой пленке, имеет максимум при температуре 185єС, что превышает максимум для исходных хранившихся при комнатных условиях пленок на 40-50єС. Спектры токов ТСД пленок, предварительно обработанных в барьерном разряде в течение различного времени(30, 60 и 90 мин.), приведены на рис. 3.3.



Рис 3.3. Зависимости токов ТСД пленок обработанных в барьерном разряде. в=1,5 К/мин.

Обработка пленок ПМ в барьерном разряде в течение 30 минут привела к смещению максимума тока ТСД в сторону более низкой температуры, относительно тока ТСД прогретой пленки, T_max=145єС.

С увеличением времени обработки спектры токов ТСД смещаются в область более низких температур и на них проявляется второй максимум, что свидетельствует о наличии двух механизмов релаксации заряда или о сложной зависимости проводимости пленки.

Усложнение спектров токов ТСД после обработки пленки в барьерном разряде и интерпретация каждого из двух максимумов требуют дополнительных исследований.

Известно, что обработка полимерных пленок в газовом разряде приводит к появлению влаги и кислот на поверхности образцов [24].

Поэтому наличие и проникновение влаги в толщу пленки может объяснить появление второго максимума на спектрах токов ТСД.

3.2 Температурные зависимости проводимости

Так же к исследованию зависимости токов термостимулированной деполяризации для пленок полиимида хранящихся в комнатных условиях были получены температурные зависимости проводимости (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Температурная зависимость проводимости lgг =f (5040/T),для пленок ПМ, хранившихся в комнатных условиях.

Из рисунка видно, что разброс кривых проводимости, измеренных при разных атмосферных условиях, может составлять порядок и более.

Видно, что характер кривых идентичен и на них можно выделить два участка, в области низких и в области высоких температур. Так же можно рассчитать энергию активации (W_a) для данных участков.

Получилось, что энергия активации на нижнем участке W_a^н= , а на верхнем W_a^в=

3.3 Анализ экспериментальных результатов

3.3.1 Расчет температурной зависимости проводимости по спектрам токов ТСД

Единичный максимум кривой тока ТСД анализировался на основе модели трехслойного диэлектрика.

Пользуясь выражением (1.9.6)

из кривой ТСД рассчитывались зависимости времени релаксации заряда от температуры ф_i=f(T).

Так как токи ТСД измерялись с изолирующей прокладкой ПТФЭ, с помощью выражения: (1.9.7)

были рассчитаны температурные зависимости проводимости пленки lgг^тсд=f(T) (рис. 3.4-3.6)

Рис. 3.4 Температурная зависимость проводимости (lgг^тсд)от температуры (T), для пленок ПМ, хранившихся при комнатных условиях.



Рис. 3.5 Температурная зависимость проводимости (lgг^тсд) для пленок ПМ, обработанных частичными разрядами

Рис. 3.6 Температурная зависимость проводимости (lgг^тсд), для пленок ПМ, обработанных частичными разрядами.

Далее сопоставлялись расчетные зависимости lgг^тсд=f(5040/T) (рис. 3.7-3.9)



Рис. 3.7 Зависимость проводимости lgг^тсд от температуры (5040/T),

для пленок ПМ, хранящихся при комнатных условиях.

Рис. 3.8 Зависимость проводимости lgг^тсд от температуры (5040/T),

для пленок ПМ, обработанных частичными разрядами.



Рис. 3.9 Зависимость проводимости lgг^тсд от температуры (5040/T),

для прогретой и обработанной пленок ПМ.

По наклону прямолинейных участков рассчитаны значения энергии активации проводимости W_a .

Расчет проводился на ПК с помощью программы Microsoft Office Excel 2003.

Все результаты расчета систематизированы и занесены в таблицу.(табл. 3.1)

Таблица 3.1.

T, °С	I·1E+12, А	I	S	Q	ф	г	lg г	5040/T	в
134,4	0	0	3,077E-10	1,231E-08				12,371134	1,5
137	0,2	2E-13	3,074E-10	1,23E-08	61487,5	1,13706E-15	-14,944216	12,292683
143,5	0,9	9E-13	3,039E-10	1,215E-08	13505	5,17697E-15	-14,285924	12,10084	е
150	1,9	1,9E-12	2,948E-10	1,179E-08	6205,5263	1,12666E-14	-13,948208	11,914894	3,5
157	3,05	3,05E-12	2,774E-10	1,11E-08	3638,5246	1,92152E-14	-13,716355	11,72093
164	4,3	4,3E-12	2,517E-10	1,007E-08	2341,5116	2,98589E-14	-13,524926	11,533181	h
170,5	5,3	5,3E-12	2,205E-10	8,821E-09	1664,2453	4,201E-14	-13,376647	11,364149	40
177	5,9	5,9E-12	1,841E-10	7,365E-09	1248,2203	5,60117E-14	-13,251721	11,2
183	6,125	6,125E-12	1,48E-10	5,922E-09	966,77551	7,23177E-14	-13,140755	11,052632	е пр
189	6,05	6,05E-12	1,115E-10	4,461E-09	737,27273	9,48292E-14	-13,023058	10,909091	2,2
195,5	5,7	5,7E-12	7,333E-11	2,933E-09	514,5614	1,35873E-13	-12,866867	10,757737
202	4,8	4,8E-12	3,92E-11	1,568E-09	326,66667	2,14026E-13	-12,669534	10,610526	h пр
208,5	2,8	2,8E-12	1,45E-11	5,8E-10	207,14286	3,37521E-13	-12,4717	10,46729	20
215	0,8	8E-13	2,8E-12	1,12E-10	140	4,99393E-13	-12,301558	10,327869
222	0	0	0

3.3.2 Расчет токов ТСД по температурной зависимости проводимости

Кроме прямого анализа максимумов токов ТСД решалась обратная задача, когда из экспериментально измеренной температурной зависимости проводимости рассчитывался ток ТСД.

Для этого рассчитывалась кривая тока ТСД исходя из экспериментально измеренной зависимости проводимости от температуры г₂=f(T) при изменении температуры по линейному закону.

С учетом (1.9.6) рассчитывалась зависимость ф₂=f(T), а затем численными методами вычислялась кривая тока ТСД в соответствии с (1.9.5).

Полученные зависимости представлены на рис. 3.6.

Рис. 3.6 Зависимость токов ТСД пленки ПМ от температуры.

Кривая “Расчет 07.12”- рассчитанная по зависимости проводимости от температуры, измеренной при атмосферных условиях 07.12.2006.

Кривая “Расчет 23.01”- рассчитанная по зависимости проводимости от температуры, измеренной при атмосферных условиях 23.01.2007.

Кривая “Эксперимент”- экспериментальная, измеренная при атмосферных условиях кривой “Расчет 07.12”.

Все результаты расчета систематизированы и занесены в таблицу.(табл. 3.2)

Таблица 3.2.

T		I	lgг	5040/T	S	г	expS	ф	в	1/expS	Iтсд
62,5	2,2	2,2E-12	-14,3485	15,02235	0	4,4818E-15	1	15599,7479		1	3,61908E-13
70	2,4	2,4E-12	-14,3108	14,69388	0,0201052	4,88924E-15	1,020308691	14299,7689	1,5	0,980096	3,8695E-13
105	4,6	4,6E-12	-14,0282	13,33333	0,1628814	9,37104E-15	1,176897125	7460,748994		0,849692	6,42976E-13
111	5,6	5,6E-12	-13,9428	13,125	0,1985463	1,14082E-14	1,219628534	6128,472388	е	0,819922	7,55328E-13
118,5	7,4	7,4E-12	-13,8217	12,87356	0,2553654	1,50752E-14	1,290933283	4637,762888	3,5	0,774633	9,42982E-13
126	10,5	1,05E-11	-13,6698	12,63158	0,333601	2,13904E-14	1,395985981	3268,518607		0,71634	1,23732E-12
132,5	16	1,6E-11	-13,4868	12,4291	0,4339814	3,25949E-14	1,543390118	2144,965336	h	0,647924	1,70537E-12
139	25	2,5E-11	-13,293	12,23301	0,5892869	5,09296E-14	1,802702472	1372,777815	40	0,554723	2,28135E-12
145,5	41	4,1E-11	-13,0782	12,04301	0,839291	8,35245E-14	2,314725145	837,0596432		0,432017	2,9138E-12
152	63	6,3E-11	-12,8916	11,85882	1,2332367	1,28343E-13	3,432321015	544,7531011	е пр	0,291348	3,01945E-12
159	96	9,6E-11	-12,7087	11,66667	1,8818486	1,9557E-13	6,565630833	357,4942226	2,2	0,152308	2,4053E-12
166	2,3	2,3E-08	-10,3292	11,48064	96,097823	4,68552E-11	5,42943E+41	1,492149799		1,84E-42	6,96865E-51

Выводы

Было изучено влияние действия барьерного разряда имитирующие частичные разряды на процессы релаксации заряда пленок полиимида.

Установлено, что обработка пленок в барьерном разряде приводит к изменению спектров токов ТСД:

-На спектрах появляются дополнительные максимумы, что свидетельствует о наличие различных механизмов релаксации заряда.

Анализ спектров ТСД на основе модели двух компонентного диэлектрика с учетом решения прямой и обратной задачи показал, что высокотемпературный максимум обусловлен собственной проводимостью диэлектрика.

ГЛАВА 4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Данная дипломная работа, основная задача которой состоит в изучении электретных свойств полиимидной пленки при влиянии на неё барьерного разряда, относится к поисковым и выполняется на основе исследования явлений, которые были получены в результате соответствующих экспериментов. Таким образом в дипломной работе оцениваются затраты на проведение исследовательской работы

Все затраты подразделяются на следующие экономические элементы:

· затраты на оплату труда (U_з);

· материальные затраты (U_м);

· затраты на электроэнергию (U_эл);

· амортизация используемого оборудования (U_а);

· экспериментально-производственные затраты (U_лаб);

· прочие затраты (U_накл).

Проведем расчеты и анализ каждого из этих элементов.

4.1 Расчет заработной платы

При проведении расчета заработной платы следует учитывать:

1. Заработная плата руководителя дипломного проекта составляет 6000руб./мес. На данные исследования руководитель тратит 15% своего рабочего времени. Соответственно в месяц заработная плата руководителя непосредственно за данные исследования составляет:

ИТОГО 6000 руб./мес. ? 15% = 900 руб./мес.

900руб. ? 4мес. = 3 600руб.

Общий размер заработной платы за 4 месяца выполнения дипломного проекта составляет: U_з = 3 600 руб.

4.2 Расчет материальных затрат

Материальные затраты (U_м) включают в себя стоимость материалов, использованных за все время работы над дипломным проектом (4 мес) приведена в таблице 4.1.

Таблица 4.1.

Материал	Стоимость, руб.
Бумага для принтера	160
Чернила для принтера	600
Копировальные работы	500
Итого:	1260

Таким образом U_м=1260 руб.

4.3 Затраты на электроэнергию

Расчет затрат на электроэнергию осуществляется по формуле:

U_эл=PT_рZ_эл (4.1)

где U_эл - стоимость потребленной электроэнергии, руб/год,

Р - мощность, потребляемая приборами, кВт,

T_р - время использования электроэнергии, час,

Z_эл - тариф за 1 кВт.

Измерение компенсирующей разности потенциалов проводилось в течении 28 часов в измерительной установке мощностью 0,9 кВт.

ИТОГО 28 час ? 0,9 кВт = 27,1 кВт

27,1 кВт ? 1,52 руб./кВт. = 41,2 руб.

Остальные используемые установки для измерения различных параметров образцов потребляют 0,5кВт/час. Работа на этих установках велась в течение 150 часов.

ИТОГО 0,5 кВт/час ? 150 час = 75 кВт

75 кВт ? 1,52 руб. = 114 руб.

Общая стоимость потребляемой электроэнергии в ходе выполнения дипломной работы:

Таким образом U_эл =41,2 руб. + 114 руб. = 155,2 руб.

4.4 Затраты на амортизацию используемого оборудования

Расчет амортизационных отчислений производится по формуле:

U_а=kT/C (4.2.),

где k - первоначальная стоимость приборов,

T - время работы над дипломом, T=0,4 года,

С - срок службы прибора.

Результаты расчета амортизационных расходов представлены в таблице 5.2.

Таблица 4.2.

Наименование прибора	k, руб	C, год	Uа, руб
Высоковольтная установка	60000	10	2400
Разрядная ячейка	2500	10	100
Измерительная установка	3000	10	120
Компьютер	16200	15	360
Принтер	1800	15	40
Итого:	3 020

Таким образом U_а=3 020 руб.

4.5 Расчет экспериментально-производственных затрат

При проведении эксперимента использовалась полиимидная пленка российского производства, фольга, вазелин и трансформаторное масло.

Стоимость материалов, использованных за все время работы над дипломным проектом (4 мес) приведена в таблице 4.3.

Таблица 4.3

Материал	Стоимость, руб
Пленка ПМ-А	800
Фольга	30
Вазелин	10
Итого:	840

Таким образом U_лаб=840 (руб.)

4.6 Расчет накладных расходов

Примем накладные расходы равными 20%.

Заработная плата руководителя и рабочих за время работы над дипломным проектом составила 5 100 руб.

Рассчитаем накладные расходы: U_накл=U_з*30%=51000,2=1020 (руб.)

Таким образом U_накл= 1020 (руб.)

4.7 Расчет общей стоимости проекта

Общая сумма исследования составляет сумму всех вышеперечисленных затрат:

U = 3600 руб. + 1260 руб. + 155,2 руб. + 3020руб. + 840 руб. + 1020 руб.

9 895,2 руб

ИТОГО = 9895,2 руб.

ГЛАВА 5. ОХРАНА ТРУДА

В данной дипломной работе проводились лабораторные опыты по направлению:

- исследования электретных свойств полиимидной пленки.

Целью этих исследований было выяснить, как влияет (и влияет ли) обработка барьерным разрядом образцов из полиимидной пленки на релаксацию электрического заряда.

Необходимо рассмотреть и проанализировать влияние опасных факторов, возникающих в процессе испытаний, на здоровье и работоспособность исследователя.

5.1 Меры безопасности при проведении электрических испытаний

При эксплуатации установок в лаборатории кафедры “Электрическая изоляция, кабели и конденсаторы” существует опасность поражения электрическим током. Эта лаборатория относится к помещениям повышенной опасности, так как характеризуется возможностью одновременного прикосновения к токоведущим и заземленным частям оборудования. Такое прикосновение является опасным для жизни человека.

Все случаи поражения человека током в результате электрического удара, т.е. прохождения тока через человека, являются следствием его прикосновения не менее чем к двум точкам электрической цепи, между которыми существует некоторое напряжение. Опасность такого прикосновения зависит от ряда факторов: схемы включения человека в электрическую цепь, напряжения цепи, схемы самой сети, режима её нейтрали, степени изоляции токоведущих частей от земли, а также ёмкости токоведущих частей относительно земли и т.д.

Таким образом, указанная опасность не однозначна: в одних условиях включение человека в электрическую цепь будет сопровождаться прохождением через него малых токов и окажется неопасным, в других - токи могут достигать больших значений, способных вызвать смертельное поражение человека.

Из-за возможности получения серьезных травм до работы с электроустановками допускаются лица прошедшие вводный инструктаж. В него входят техника безопасности работы с данными установками, а также приемы освобождения пострадавшего от действия на него электрического тока и правила оказания первой помощи пострадавшим. Отметка о прохождении инструктажа заносится в журнал техники безопасности и заверяется подписью проинструктированного лица.

Установка для измерения компенсирующей разности потенциалов расположена на деревянных непроводящих полках лабораторной стойки каркасного типа. Заземление электроустановок является обязательным в помещениях с повышенной опасности поражения электрическим током. Чтобы защитить человека от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции, использется контурное защитное заземление. Заземление корпуса произведено с помощью медного изолированного проводника сечением 6 мм, соединённого с металлической полосой проходящей по периметру помещения. Заземлители располагаются по контуру вокруг заземленного оборудования на небольшом расстоянии друг от друга. Поля растекания заземлителей накладываются друг на друга, и любая точка поверхности внутри контура имеет значительный потенциал. Вследствие этого разность потенциалов между точками, находящимися внутри контура, снижена и коэффициент напряжения прикосновения намного меньше еденицы. Коэффициент напряжения шага также меньше максимально возможной величины. Ток, проходящий через человека, касающегося корпуса, меньше, чем при выносном заземлении. Сопротивление заземления не превышает 4 Ом. Принцип действии проиллюстрирован на рис 5.1.

Рис. 5.1.Контурное заземление:

а) - разрез по вертикали; б) - вид в плане; в) распределение потенциалов

Проводники, подходящие непосредственно к измерительной ячейке, имеют термостойкую фторопластовую изоляцию. Ручки всех приборов выполнены из высококачественных пластмасс, R_из 2 МОм.

При работе на установке необходимо плотно закрыть прозрачный экран измерительной ячейки до надежного замыкания контактов блокировки. При открытом экране цепь, соединяющая источник компенсирующего напряжения с нижним электродом, разомкнута. Не допускается регулирование и настройка установки, находящейся под напряжением.

Наибольшая опасность поражения электрическим током существует при работе на высоковольтной установке переменного тока промышленной частоты, предназначенной для определения электрической прочности электроизоляционных материалов при напряжении до 20 кВ.

Безопасность работ на установке обеспечивается следующими мероприятиями:

· высоковольтная часть установки, в которую входят высоковольтный трансформатор и испытуемый образец, расположены за металлическим ограждением, которое заземлено и имеет высоту не менее 1,7 м;

· корпус высоковольтного трансформатора и экран автотрансформатора заземляются;

· предусмотрены защитные средства: электрическая блокировка дверей ограждения, световая сигнализация, резиновые коврики, резиновые перчатки;

Перед началом работы на высоковольтной установке необходимо:

· проверить схему соединения установки;

· убедиться в отсутствии на установке пыли, грязи и посторонних предметов;

· проверить состояние всех заземлений;

· проверить наличие и надежность заземления корпуса трансформатора и штанги.

В случае неисправности установки или при аварийном ее отключении работа может быть продолжена лишь после устранения повреждения.

По окончание работы на высоковольтной установке необходимо ручку автотрансформатора установить в нулевое положение отключить от сети высоковольтный трансформатор нажатием кнопки, установить в положение «ВЫКЛ.» переключатели, привести рабочее место в порядок.

5.2 Пожарная безопасность

По степени пожарной безопасности лаборатория относится к категории «Г» - обработка несгораемых веществ и материалов в горячем, раскаленном и расплавленном состоянии. В помещении лаборатории источниками пожара могут быть: нагревательные печи, тепловое проявление электрической энергии, которое может проявиться в виде электрических искр и дуг при коротком замыкании, а также при искровых разрядах статического и атмосферного электричества. Гореть может деревянная мебель, книги, электропроводка.

Пожарная безопасность помещения обеспечивается:

1. Системой организационных мероприятий, направленных на предотвращение пожара;

2. Системой пожарной защиты.

В случае возникновения пожара на электроустановках необходимо:

· обесточить установку;

· вызвать и встретить пожарную команду по телефону «01»;

· немедленно приступить к тушению пожара имеющимися средствами (песок, углекислотный огнетушитель).

Проходы между установками, ширина которых должна быть не менее 1 м, обеспечивают быстрый вывод людей в случае пожара. Из средств первичного пожаротушения в лаборатории находится углекислотный огнетушитель (ОУ-5). Сигнализация в случае возгорания осуществляется телефонным аппаратом для вызова пожарной охраны. При уходе из лаборатории обесточиваются распределительные щиты, что исключает возможность возникновения пожара от электрооборудования. В помещении имеются инструкции по технике безопасности, учитывающие также требования по пожарной безопасности, для каждой установки и каждого прибора.

5.3 Расчёт освещения лаборатории

Свет имеет большое значение для работы и сохранения здоровья человека, он воздействует на глаза и через них на центральную нервную систему и весь организм в целом. Для создания оптимальных условий для зрительной работы количество и качество освещения следует согласовывать с цветовым окружением, а также учитывать требуемую точность зрительной работы, наименьший размер объекта различения. Необходимо обеспечить отсутствие резких теней и бликов.

В лаборатории используется искусственное освещение. В помещении установлены два светильника типа ОДР-2*80 со сплошным отражателем.

Нормированная минимальная освещенность должна быть не менее 380 лк. Световой поток определяется по формуле

где

F_л - световой поток каждой из ламп, Лм;

E - наименьшая нормируемая освещённость, Лк;

k - коэффициент запаса, учитывающий старение лампы, запыление и загрязнение светильников;

S - площадь помещения;

z - коэффициент неравномерности освещения;

N - число светильников;

- коэффициент использования светового потока в зависимости от величины (i) и коэффициентов отражения потолка и стен.

Исходные данные для расчета:

а= 9 м - длина помещения;

b=6 м - ширина помещения;

h=3 м - высота подвеса светильников;

S=a* b= 7*5=54 м.

Освещенность для данной лаборатории, где

k =1,5 для помещения с малым выделением пыли; z=1,2; =0,48;

F_Л=10400 Лм; N=10 шт.

Полученная освещенность удовлетворяет требованиям СНиП 23-05-95 «Естественное и Искусственное освещение» (380 лк).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Было изучено влияние действия барьерного разряда имитирующие частичные разряды на процессы релаксации заряда пленок полиимида.

Установлено, что обработка пленок в барьерном разряде приводит к изменению спектров токов ТСД:

На спектрах появляются дополнительные максимумы, что свидетельствует о наличие различных механизмов релаксации заряда.

Анализ спектров ТСД на основе модели двух компонентного диэлектрика с учетом решения прямой и обратной задачи показал, что высокотемпературный максимум обусловлен собственной проводимостью диэлектрика.

Расчет токов ТСД на основе экспериментально изученных зависимостей проводимости подтвердил правильность выбрвнной модели.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бессонов М.И., Котон М.М., Кудрявцев В.В., Лайус Л.А. Полиимиды класс термостойких полимеров. - Л.: Наука, 1983. 338 с.

2. Под ред. Коршака В.В. Технология пластических масс. - М.: Химия, 1985. 560 с.

3. Майофис И.М. Химия диэлектриков. Учеб. пособие для энергетичесих специальностей вузов. - М.: Высшая школа, 1970. 332 с.

4. Баклагина Ю.Г., Сидорович А.В., Котон М.М. Роль стабильной мезаморфной структуры в формировании свойств ароматических полиимидов. Синтез, структура и свойства полимеров. ИВС АН СССР. - Л.: Наука, 1989. С. 36-48

5. Ohya H., Kudryavtzev V.V., Semenova S.I. Polyimide membranes. Applications, Fabrications, and Properties. Kodansha LTD., Gordon and Breach Sci. Publishers, Tokyo, 1996, 314 p.

6. Polyamic Acids and Polyimides: Synthesis, Transformations, and Structure. Ed. by M.I. Bessonov and V.A. Zubkov. CRC Press, Inc., Boca Raton, Ann Arbor, London, Tokyo, 1993, 373 p.

7. Артемьева В.Н., Кудрявцев В.В., Чупанс П.И., Якиманский А.В., Любимова Г.В., Изв. АН, сер.хим., 1995, №6, с. 1060-1065

8. Артемьева В.Н., Кудрявцев В.В., Кукаркина Н.В., Якиманский А.В. ЖПХ, 2000, т.73, №1, с. 117-122

9. Goykhman М.Ya., Svetlichnyi V.M., Kudryavtsev V.V., Antonov N.G., Panov Yu.N., Gribanov A.V., Yudin V.E., Polym Eng.& Sci., Аugust 1997, v.37, №8, p. 1381-1386

10. Лайус Л.А., Цаповецкий М.И, Бессонов М.И. Кинетика и механизм твердофазных химических реакций при образовании полиимидов. Синтез, структура и свойства полимеров. ИВС АН СССР. - Л.: Наука, 1989. С. 26 - 36

11. Котон М.М., Кулрявцев В.В. Развитие исследований в области высоко-термостойких полимеров - ароматических полиимидов. Синтез, структура и свойства полимеров. ИВС АН СССР. - Л.: Наука, 1989. С. 7 - 15

12. Мозафор Х.М. Электрофизические явления в полиимидных и полиимиднофторпластовых полимерах. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Л.: 1986. 148 с.

13. Кабин С.П., Северюхина Н.В. Диэлектрические свойства и перспективы использования полиимидной пленки для нагревостойких конденсаторов. Электронная техника. Сер. Радиодетали и радиокомпоненты. - 1991. - Вып. 4(85). С. 19-22

14. Демиденко Г.Р, Северюхина Н.В., Ткаченко Н.В. Использование полимерных диэлектриков для создания нагревостойких конденсаторов. Электротехника. - 1991. - №7. С. 4-7

15. Бюллер К.У. Тепло- и термостойкие полимеры. Пер. а нем. Под ред. Я.С. Выгодского. - М., Химия, 1984. 1056 с.

16. Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротехнические материалы. - Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отд-ние, 1985. 304 с.

17. Соколов В.И, Шалгунов С.И., Гуртовник И.Г., Михеева Л.Г., Симонов-Емильянов Е.Д. Пластические массы, 2005, №1. С. 24-27

18. Чалых А.Е. Диффузия в полимерных системах. - М.: Химия, 1987. 25 с.

19. Белоусов Ф.А., Вердина Я.В., Гапченко Е.Л., Канискин В.А., Сажин Б.И. Электричество, 1997, №11. С. 68-69

20. Канискин В.А. Электричество, 1991, №10. С.59-61

21. R. Giorgio Falho, D. Gross, R.M. Faria, IEEE Trans. Electric. Insulat El - 21, 1986, p. 431-436

22. D.C. Passenheim, V.A.J. van Lint, J.D. Ridell, R. Kitterer, IEEE Trans. Nucl. Sei, NS-29, 1982, p. 1594-1600

23. Драчев А.И., Гильман А.Б., Кузнецов А.А., Потапов В.К. Образование зарядовых состояний в полиимидных пленках под действием разряда и их роль в гидрофилизации поверхности. Пластические массы, 2003, №5. С. 35-42

R. Seebock, H. Esrom, M. Charbonnier and M. Romand // Plasmas and polymers, 2000, Vol. 5, No. 2, P.103-118.

24. Губкин А.Н. Электреты. М.: Наука, 1978. 192 с.

25. Борисива М.Э., Галюков О.В., Цацынкин П.В. Физика диэлектрических материалов. Электроперенос и накопление заряда в диэлектриках. - СПб.: издательство СПбГПУ, 2004. 106 с.

26. Кобзев В.В, Колесниченко-Янушева Н.С. Экономика предприятия. Учебное пособие. СПб., 2002.

27. Безопасность и охрана труда. Учебное пособие для вузов. Под ред. О.Н.

Русака. - СПб.: Изд-во МАНЭБ, 2001. 279 с.

Размещено на Allbest.ru