Электроэрозионная стойкость контактных элементов при коммутации сильноточной электрической дуги

Объектом исследования являются электрические контакты, выполненные из меди, железа, вольфрама и сплава медь-вольфрам.
Цель работы – исследование электроэрозионной стойкости контактных элементов при коммутации сильноточной электрической дуги.
В процессе исследования были установлены причины износа контактов, произведен обзор основных материалов электрических контактов. Приведено описание экспериментальной установки, на которой был проведен ряд опытов с электрическими контактами.

Введение ……………………………………………………………………………………………………… 14

1 Литературный обзор …………………………………………………………………………………. 15

1.1 Материалы электрических контактов ……………………………………………………… 15

1.2 Электрическая эрозия при коммутации …………………………………………………… 17

1.3 Износ контактов, методы уменьшения износа…………………………………………. 20

2 Установка для исследования электроэрозионного износа электродов ………… 23

2.1 Блок управления и регистрации ……………………………………………………………… 24

2.2 Параметры генератора импульсных токов ………………………………………………. 25

2.3 Макетное устройство ……………………………………………………………………………… 27

3 Методика эксперимента ……………………………………………………………………………. 29

4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ……. 34

4.1 Потенциальные потребители результатов исследования …………………………. 34

4.2 Анализ конкурентных технических решений ………………………………………….. 35

4.3 SWOT-анализ …………………………………………………………………………………………. 36

4.4 Инициация проекта ………………………………………………………………………………… 37

4.5 Планирование научно-исследовательским проектом ………………………………. 38

4.6 Бюджет научного исследования ……………………………………………………………… 41

4.6.1 Основные материальные затраты исследования …………………………………… 41

4.6.2 Основная заработная плата ………………………………………………………………….. 42

4.7 Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности исследования ………………………………………………. 44

5 Социальная ответственность …………………………………………………………………….. 47

5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …………. 47

5.2 Производственная безопасность……………………………………………………………… 49
5.3 Экологическая безопасность …………………………………………………………………… 57

5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………………… 58

Заключение …………………………………………………………………………………………………. 61

Список используемой литературы ……………………………………………………………….. 63

Приложение А …………………………………………………………………………………………….. 66

Целью выпускной квалификационной работы было проведение
исследования электроэрозионной стойкости контактных элементов в условиях
коммутации сильноточной дуги. В ходе проведения исследования была описана
экспериментальная установка (рис. 3), позволяющая производить процесс
физического моделирования тока короткого замыкания. Опытным путем были
определены параметры генератора импульсных токов, позволяющие
смоделировать импульс тока короткого замыкания в сетях промышленного и
гражданского электроснабжения частотой 50 гц, приведенного на рисунке 7.
По данным, полученным в результате исследования бы рассчитаны
значения удельной эрозии для анода и катода, а также определено среднее
значение удельной эрозии. Экспериментальные и расчетные данные
представлены в таблице 1.
По результатам расчета было установлено, что из представленных
образцов, контакты, выполненные из сплава медь-вольфрам, имеют наибольшую
стойкость к электрической эрозии.
В ходе выполнения раздела «Финансовый менеджмент,
ресурсоэффективность и ресурсосбережение» было установлено, что
потенциальным потребителем результатов исследования являются
специалисты в области электротехнического материаловедения,
конструкторы коммутационных аппаратов до 1000 В, научные работники,
студенты. Определены сильные и слабые стороны проекта посредством
SWOT-анализа, выявлены возможности и угрозы для реализации проекта.
В процессе планирования научно-исследовательского проекта
построен план управления научным проектом, определены виды работ,
установлены даты начала и окончания работ и состав участников.
При планировании бюджета рассчитаны материальные затраты,
основная заработная плата руководителя и инженера, отчисления во
внебюджетные фонды. Бюджет затрат составил 240774,8 рублей.
Оценка эффективности исследования показала, что разрабатываемый
проект является более эффективным вариантом решения поставленной задачи
по сравнению с предложенным аналогом.
В результате выполнения раздела «Социальная ответственность» были
произведен анализ нормативно-правовой базы по безопасному проведению
исследований в лабораторных условиях. Определены вредные и опасные
производственные факторы, воздействующие на персонал лаборатории, а также
рассмотрены мероприятия и пути по их ограничению.
Были рассмотрены параметры микроклимата и правильной организации
рабочего места сотрудника. Уровень освещенности лабораторного помещения,
определенный расчетным путем, соответствует требуемому уровню.
Рассмотрены основные правилам по эксплуатации лабораторной установки,
обеспечивающие электробезопасность.
В подразделе экологической безопасности были определены источники
загрязнения окружающей среды в ходе проведения исследования, что позволит
предпринять меры по снижению загрязнения. В результате оценки риска
возникновения чрезвычайных ситуаций, было установлено, что наиболее
вероятным ЧС в лабораторных условиях является – пожар. Рассмотрены
пожарно-профилактические мероприятия и приведен план эвакуации персонала
в случае возникновения ЧС.