第一篇：有機溶劑溶解聚合物-相似相溶解讀

有機溶劑溶解聚合物－相似相溶

一、實驗原理：

1．高度聚合的聚合物通常會有一個高平均分子量而且不溶于大部分的溶劑中。有些極性較小的有機溶劑可以溶解聚合物。

2．低分子量的聚合物在有機溶劑中的溶解法則會遵循與其單體相同的法則。

3．塑料是非極性的的碳?xì)浠衔?，所以我們可以知道，它?yīng)該會溶于非極性與無氫鍵的溶劑，而不溶于極性與具有氫鍵的溶劑中。

二、儀器和用具：

500 mL 的燒杯一個；一次性塑料杯一個；約 500 mL 的丙酮。

三、步驟：

1．將喝飲料用的塑料杯，杯口向下，放入大燒杯中，如圖一所示。

2．在大燒杯內(nèi)放入約 8 公分高的丙酮。

3．仔細(xì)地觀察變化現(xiàn)象，如圖二和圖三所示。

圖1

圖2

圖3

四、注意事項

1．不一定要用丙酮，用其它的有機溶劑也可以。如二氯乙烷，但其毒性較大。

2．溶解過程中，由于丙酮沸點低，所以可能揮發(fā)的也快。因此要隨時注意補充適量的丙酮。

3．丙酮易揮發(fā)，注意勿吸入大量的丙酮。

4．溶到最后我們可以發(fā)現(xiàn)燒杯底部會有粘粘的殘留物，溶劑完全揮發(fā)它們會再度變硬。

5．很多聚合物是熱塑性的性質(zhì)，也就是說當(dāng)我們對它們適度地加熱時，不會發(fā)生化學(xué)變化，它們會變的軟軟的，所以我們可以重新塑造它們的形狀。

六、啟示：

1．每一種聚合物的耐熱程度不同，必須看其特性來使用在不同的用途上。

2．聚苯乙烯(polystyrene)是最常見的聚合物之一，它是由很多的苯乙烯（styrene）單位構(gòu)成的。杯面和碗面是由發(fā)泡和聚苯乙烯做成的。

3．由于塑料是良好的隔熱物質(zhì)，再加上其穩(wěn)定的特性，所以我們會把塑料拿來作為隔絕的物質(zhì)。

4．市面上的杯面或碗面(也就是我們說的泡面)，其保麗龍容器遇熱油會溶解掉，因此希望大家盡量不要使用保麗龍器具吃熱油食物。

5．我們由此實驗可了解到，保麗龍或是其它平常所用的塑料是可回收的，但是由于仍然必須使用到有機溶劑，對環(huán)境仍會造成污染，所以大家盡量要避免使用。

七、思考

1．什么是聚苯乙烯呢？（聚苯乙烯就是以苯乙烯為單體，很多個苯乙烯聚合起來稱為聚苯乙烯。）

2．聚合物有哪些特性使其可做為平常我們喝熱水的杯子呢？（因為有些聚合物可以耐溫到 100°C，因此我們可以把它拿來當(dāng)作飲水杯子的材料。）

3．為何實驗時要杯口朝下呢？（因為通常底部會做的比較堅固，因此要溶解底部也比較困難，所以我們?nèi)舭驯诔?，可?jié)省較多的時間，可觀察到的現(xiàn)象也會比較明顯。）

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第二篇：怎樣加快溶解教學(xué)設(shè)計解讀

《怎樣加快溶解》教學(xué)設(shè)計

江蘇省淮安市外國語實驗小學(xué)

董樹林

設(shè)計理念：

遵循認(rèn)知規(guī)律，創(chuàng)造性的將主要的教學(xué)過程設(shè)計成三部分：雜亂無序的探究→初步形成科學(xué)概念的探究→自主充分的探究。整個教學(xué)過程沿著學(xué)生對科學(xué)概念的無知→初步形成→不斷深化這樣的進程進行。著力體現(xiàn)科學(xué)探究中學(xué)生的主體地位和老師的主導(dǎo)作用。教學(xué)目標(biāo)：

科學(xué)探究：經(jīng)歷簡單的推測、假設(shè)、制定實驗方案和運用控制變量的方法進行對比實驗等科學(xué)探究活動。

科學(xué)知識：認(rèn)識到物質(zhì)在水中的溶解速度與物質(zhì)的大小、水的溫度及是否被攪動等因素有關(guān)。

情感態(tài)度價值觀：在活動過程中初步感悟到科學(xué)探究中科學(xué)思維方法的重要性。教學(xué)重點：

探究控制變量做對比實驗的方案設(shè)計、根據(jù)方案進行溶解快慢的實驗。教學(xué)難點：

探究控制變量對比實驗的方案設(shè)計。材料準(zhǔn)備：

實物投影臺、研究記錄表、小燒杯3個/組、方糖若干、攪拌棒、酒精燈、三腳架、石棉墊分別1個/組。教學(xué)過程：

一、活動導(dǎo)入，揭示主題

1.出示方糖，將方糖投入燒杯液體中。2.你看到了什么現(xiàn)象？

板書：溶解

3.老師想要快點喝到這杯糖水，同學(xué)們有什么辦法嗎？

根據(jù)回答板書：攪拌、加熱、壓碎…… 4.這就是我們這節(jié)課要研究的主題 補充板書：怎樣加快溶解

【設(shè)計思路】溶解是上節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，這里用方糖在水中溶解的現(xiàn)象來復(fù)習(xí)鞏固。為進一步研究本課的問題做好知識鋪墊，也自然的引出本課的探究主題。

二、自主探究，發(fā)現(xiàn)問題

1.這些辦法是不是可以加快溶解呢？光靠我們的猜測是不夠的，我們應(yīng)該怎么做？

2.攪拌可以加快溶解，對這個猜想，同學(xué)們準(zhǔn)備設(shè)計一個什么樣的實驗來證明？請小組同學(xué)商量一下。

3.學(xué)生領(lǐng)取自己所需的實驗材料，回到組里自己做實驗。

4、交流實驗結(jié)果，師生共同質(zhì)疑，發(fā)現(xiàn)問題。

【設(shè)計思路】對比實驗是證明各種猜測的的探究方法。但在四年級上學(xué)期，我們剛剛接觸這樣的的探究方法，學(xué)生沒有這方面的經(jīng)驗。所以，我遵循了“活動——質(zhì)疑——探究——形成科學(xué)概念”這樣認(rèn)知規(guī)律，在這里的活動中不作任何的指導(dǎo)，任由學(xué)生做實驗。這樣的活動看似雜亂無序，其實它最大的價值就在于給學(xué)生留下了一個值得進一步探究的問題，從而引發(fā)孩子們的反思。

三、形成概念，再次探究

1.這些問題應(yīng)該怎樣解決？老師和學(xué)生共同探究做這個實驗的正確方法。2.用剛形成的科學(xué)實驗方法重新驗證攪拌能加快溶解這個假設(shè)。3.再次交流實驗結(jié)果。4.小結(jié)，表揚。

【設(shè)計思路】自己發(fā)現(xiàn)了科學(xué)探究中的問題，該如何解決？這是我在這節(jié)課中想著力體現(xiàn)的“學(xué)生是探究的主體，老師是探究的主導(dǎo)”的科學(xué)課堂教學(xué)理念。所以，我和孩子們在潛移默化中完成了對比實驗的正確做法，引導(dǎo)學(xué)生討論，指出在這樣的實驗中應(yīng)該注意那些因素。但我們在這個過程中并不試圖去探討什么是“控制變量”這樣的科學(xué)概念。

四、獨立探究，深化概念

1.對于另兩個猜測，同學(xué)們想自己去驗證嗎？就請每個小組選擇其中的一個猜測，你們準(zhǔn)備怎樣研究，小組同學(xué)共同設(shè)計你們自己的實驗方案。

2.實驗方案展示交流，師生共同修改方案。3.各組領(lǐng)取實驗材料，獨立實驗，教師巡視指導(dǎo)。4.交流實驗結(jié)果。相同研究項目小組可以補充發(fā)言。5.小結(jié)活動，表揚操作好的小組。

【設(shè)計思路】鞏固剛剛形成的科學(xué)概念，需要通過對比實驗來強化。這里的科學(xué)探究體現(xiàn)了一個更高的層次，那就是每組同學(xué)合力完成一個新的對比實驗的設(shè)計，并將自己的實驗設(shè)計提供給其他人討論，在討論中不斷地完善實驗設(shè)計。最終各組能夠自主、充分的完成對比實驗。

五、繼續(xù)提問，拓展探究

知道這些方法能加快方糖溶解，你們想繼續(xù)研究些什么？（怎樣讓方糖溶解的更快？）

【設(shè)計思路】科學(xué)探究不能僅僅停留在科學(xué)課堂上，小學(xué)科學(xué)老師的全部任務(wù)在于引導(dǎo)孩子們不斷的發(fā)現(xiàn)問題，不斷的解決問題或者試圖解決這些問題。

第三篇：“沉淀溶解平衡”(一)教學(xué)案例解讀

“沉淀溶解平衡”

（一）教學(xué)案例

1教學(xué)思路

沉淀溶解平衡的知識是《化學(xué)反應(yīng)原理》中繼化學(xué)平衡，電離平衡和水解平衡之后的一塊區(qū)別于老教材的新增內(nèi)容，所以可以采用知識遷移的方法引導(dǎo)學(xué)生自己理解和總結(jié)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和知識遷移的能力。

此外，本課的知識又與生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究有十分緊密的聯(lián)系，所以為了更好的檢驗新知識落實的效果，教學(xué)中我以生產(chǎn)生活中的一些現(xiàn)象為載體，創(chuàng)設(shè)問題情景，學(xué)生在分析問題的過程中，不但理解了沉淀溶解平衡的原理，而且提高了綜合運用知識的能力，感受到了學(xué)以致用的良好效果，體驗到了學(xué)習(xí)化學(xué)的重要性。2教學(xué)過程 2.1引入階段

［引入］：展示一瓶PbI2懸濁液。(吸引學(xué)生的注意力，快速進入上課狀態(tài))［師］介紹：PbI2是一種難溶性鹽，顏色為黃色。

［問］過濾后，上層清液中有I-存在嗎？設(shè)計實驗驗證你的結(jié)論。［學(xué)生活動］：討論，并設(shè)計實驗方案驗證結(jié)論。

結(jié)論：上層清液中有I-存在。方案：取上層清液，滴加HNO3酸化的AgNO3溶液。若有黃色沉淀生成，則說明上層清液中含有I-。

［學(xué)生活動］：請學(xué)生做演示實驗。(實驗結(jié)果明顯，說明上層清液中含I-。)2.2知識預(yù)備階段

［師］：總結(jié)：實際上，難溶物質(zhì)在水中還是有一定的溶解度，只是相對來說比較小。所以根據(jù)物質(zhì)溶解性不同，可分為易溶，可溶，微溶和難溶。而PbI2則屬于難溶性鹽。［投影］：

［過渡］：既然難溶物在水中仍有少量的溶解。如：在25℃時，AgI的溶解度為2.1×10-7g，能不能說濃度達(dá)到飽和后溶解是就停止了呢？

［討論］：難溶物在水中飽和后，溶解是不是就停止了，請從平衡的角度思考分析。2.3新課知識落實——知識遷移與總結(jié)階段

［學(xué)生活動］觀點：飽和后，溶解沒有停止，只是在溶解的同時，又有PbI2固體析出，保持一種動態(tài)平衡。

［師］請大家結(jié)合課本，理解什么是沉淀溶解平衡。(及時有效利用課本，引導(dǎo)學(xué)生看書，提高自學(xué)能力。)［提問1］：沉淀溶解達(dá)到平衡時，從書本的概念中找出描述平衡的特征。(及時了解學(xué)生對概念的理解情況。)［學(xué)生甲］達(dá)到平衡時，沉淀溶解的速率和沉淀析出的速率是相等的，而且溶液達(dá)到飽和。

［提問2］：其實我們已學(xué)習(xí)了化學(xué)平衡，電離平衡和水解平衡，大家結(jié)合前面學(xué)過的平衡特征，能再補充些沉淀溶解達(dá)到平衡時還有什么特征嗎？(用意：知識有效遷移)［學(xué)生乙］：達(dá)到平衡時：溶液中各微粒濃度保持不變，平衡是一個動態(tài)平衡，當(dāng)外界條件改變時，平衡會發(fā)生移動。(利用前面學(xué)習(xí)的平衡特征，回答很完整。)［設(shè)問］：沉淀溶解平衡的書寫又怎么來表達(dá)呢？ ［舉例］：如AgCl我們可以這樣來表示： AgCl(s)→←Ag+(aq)+Cl-(aq)［過渡］：不但平衡特征有相通性，表示平衡程度的物理量也有一定的相似性。例如，我們前面學(xué)到的化學(xué)平衡常數(shù)，電離平衡常數(shù)，而沉淀溶液平衡也有一個常數(shù)的表達(dá)式，我們叫做“溶度積”——Ksp，表示方法和前面也基本相似。

［師］：指導(dǎo)學(xué)生再次自學(xué)課本溶度積的表示方法。Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)［提問3］：在表示Ksp時，為什么沒有分母呢？(考察學(xué)生知識的前后聯(lián)系。)［學(xué)生丙］：因為前面AgCl是一個固體，固體的濃度是一定值。(沒想起的同學(xué)得到提示。)［提問4］：Ksp的大小受什么因素的影響？大家可以根據(jù)電離平衡常數(shù)的影響因素分析。

［學(xué)生?。荩和晃镔|(zhì)，Ksp僅受溫度的影響。［提問5］：前面我們學(xué)習(xí)的電離平衡常數(shù)，受溫度的升高而增大，那么Ksp怎么受溫度影響呢？(考察對前面知識的理解，對新學(xué)知識的分析能力。)［學(xué)生戊］：溫度升高，有些物質(zhì)Ksp增大，因為溶解度增大，如硝酸鉀。而有些物質(zhì)Ksp減小，因為溶解度減小，如氫氧化鈣。(有些同學(xué)可能想不到溶解度隨溫度變化的關(guān)系來回答些問題，但分析后都能理解領(lǐng)悟。)2.4知識鞏固——知識應(yīng)用，與生活聯(lián)系階段 ①活用所學(xué)模塊(鞏固前面所學(xué)重點知識)［練習(xí)鞏固］：寫出下列難溶物在水中的沉淀溶解平衡的關(guān)系式和溶度積的表達(dá)式：

AgBr、Fe(OH)

3、CaCO3、Ag2S ②融入生活模塊(用生活中的現(xiàn)象引起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，對現(xiàn)象的分析解釋要求學(xué)生深入思考，進一步鞏固所學(xué)知識。)［現(xiàn)象1］如果誤食可溶性鋇鹽，會造成鋇中毒，該采取什么急救措施？ ［分析］：盡快用5.0%的硫酸鈉溶液給患者洗胃。

［常識介紹］：醫(yī)院中進行鋇餐透視時，用BaSO4做內(nèi)服造影劑，不用BaCO3做內(nèi)服造影劑。

［現(xiàn)象2］：鍋爐水垢既會降低燃料的利用率，造成資源浪費，也會影響鍋爐的使用壽命，還會形成安全隱患，因此要定期除去。水垢中含有CaSO4(微溶)，可先用Na2CO3溶液處理，轉(zhuǎn)化成CaCO3(難溶)，然后用酸洗。請從沉淀溶解平衡角度分析CaSO4轉(zhuǎn)化CaCO3的原理。

［分析］：CaSO4微溶，當(dāng)溶解的Ca2+遇到CO32-離子時，生成更難溶的CaCO3沉淀，從而使CaSO4溶解平衡向右移動，最終轉(zhuǎn)化成CaCO3。［現(xiàn)象3］：吃糖容易形成蛀牙。

信息：1.牙齒表面的牙釉質(zhì)起著保護牙齒的作用，其主要成分為Ca5(PO4)3OH(羥基磷酸鈣)，它是一種難溶電解質(zhì)，Ksp=2.5×10-59mol/L； 2.殘留在牙齒上的糖發(fā)酵會產(chǎn)生H+；請從平衡移動角度分析為何吃糖容易蛀牙？ ［分析］：羥基磷酸鈣溶解產(chǎn)生的OH-被H+中和，促進羥基磷酸鈣的溶解。［現(xiàn)象4］：含氟牙膏可以防止齲齒，分析原因。

［分析］：原因是F-與Ca5(PO4)3OH反應(yīng)生成更難溶的氟磷石灰Ca5(PO4)3F，更能抵抗酸的侵蝕。［小結(jié)］：以上是生活中我們常見的現(xiàn)象，但通過今天的學(xué)習(xí)，我們明白了其中的奧秘。即沉淀溶解存在一個平衡，而且沉淀可以發(fā)生轉(zhuǎn)化，即難溶的可以轉(zhuǎn)變成更難溶的。

(責(zé)任編輯：背包走天下)

第四篇：5、溶解的快與慢教案解讀

【教學(xué)內(nèi)容分析】

《溶解的快與慢》 是教科版小學(xué)科學(xué)教材四年級上冊第二單元第五課 的內(nèi)容,本課內(nèi)容是在學(xué)生理解了溶解的概念,知道一些固體、液體 和氣體能溶解于水,不同的物質(zhì)在水中的溶解能力不同的基礎(chǔ)上進行 學(xué)習(xí)的。本課內(nèi)容分為兩大部分,第一部分:哪一個溶解得快,這部 分選擇前幾課多次用到的食鹽作為觀察材料,讓學(xué)生通過對比實驗的 方法來探究影響物質(zhì)溶解快慢的因素,為第二部分的實驗設(shè)計提供示 范。第二部分:加快水果糖溶解的研究,這部分實際上是模仿著進行 對比實驗的設(shè)計與研究,讓學(xué)生經(jīng)歷“問題——假設(shè)——驗證——證 實”的過程,為后面《一杯水里能溶解多少食鹽》等課時的探究活動 作好充分的知識準(zhǔn)備。

【學(xué)情分析】

學(xué)生對于“溶解”的生活經(jīng)驗比較豐富,學(xué)習(xí)興趣也比較濃厚。對于影響溶解快慢的因素,在現(xiàn)實生活中很常見,也在前幾課的溶解 實驗中,學(xué)生很自然地會注意到。但是,學(xué)生在設(shè)計驗證性實驗時因 為初次使用對比實驗方法可能不會使用,需要控制的條件可能考慮得 不周全,教師要加以指導(dǎo)。

【設(shè)計思路】

本堂課的設(shè)計理念是在學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,以特 定的情景作內(nèi)涵的保證,以日常生活中具體、鮮明的事例作探究的基 礎(chǔ),選擇食鹽、水果糖等學(xué)生熟悉的物質(zhì)入手,依托學(xué)生原有的生活 經(jīng)驗,引導(dǎo)學(xué)生動手實踐、自主探究、合作交流,經(jīng)歷“問題——假 設(shè)——驗證——證實”的過程。

【教學(xué)目標(biāo)】

科學(xué)概念:可溶性的固體物質(zhì)在水中溶解的快慢與物體顆粒大小(即 表面積的大小、水的溫度、液體是否被 攪動等因素有關(guān)。

過程與方法:設(shè)計“怎樣加快水果糖溶解”的實驗,親歷控制單個變 量進行對比實驗的活動過程。

情感、態(tài)度、價值觀:在活動過程進一步培養(yǎng)學(xué)生與同學(xué)合作探究、認(rèn)真負(fù)責(zé)、實事求是、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,逐步發(fā)展科學(xué)探究的樂 趣和能力。

【教學(xué)重點】

通過對比實驗,使學(xué)生理解攪拌加快溶解的方法。讓學(xué)生拓展到加熱 水和碾碎的對比實驗方法。

【教學(xué)難點】

對 比 實 驗 過 程 中 , 各 種 變 量 與 不 變 量 的 控 制。【教、學(xué)具準(zhǔn)備】

小組材料準(zhǔn)備:2個燒杯、1根攪拌棒、1個水槽、冷水、熱水、食鹽、水果糖(方塊冰糖、溶解快與慢記錄表、秒表 1只、小鐵錘 1個、溫度計 1個。

教師準(zhǔn)備:水果糖溶解快慢的記錄表?！窘虒W(xué)過程設(shè)計】:

一、創(chuàng)設(shè)問題情景,激起探究興趣

1.老師這里有杯清水,請個同學(xué)上來喝一口。2.你覺得味道怎樣?(沒有味道

3.如果我把這么大的一塊冰糖放到這杯水里你們猜這杯水會有點甜還 是很甜?(很甜

4.請這位同學(xué)繼續(xù)喝一口,你現(xiàn)在覺得這杯水甜嗎?(還是沒有什么 味道 5.這是怎么回事啊?為什么感覺不到甜?(冰糖還沒有溶解掉

6.那么有什么辦法能讓這塊糖更快快速地溶解呢?(學(xué)生猜測,教師 根據(jù)猜測板書:攪拌、加熱水、切碎糖片

7.這些方法都是我們的猜想,科學(xué)光猜想行嗎?(不行 8.那么我們要怎么做?(做實驗

9.今天我們就一起來探究“溶解的快與慢”(板書

二、師生互動合作,開展探究活動(一設(shè)計實驗方案

1.今天這堂課我們就一起來研究攪拌和不攪拌的實驗方案。2.你們覺得攪拌能加快溶解速度嗎?(能

3.你們是怎么知道的?(我自己在家里做過實驗等

4.哦,這些都是你們的生活經(jīng)驗,還有嗎?(我媽媽告訴過我等 5.把生活經(jīng)驗當(dāng)做科學(xué)證據(jù)科學(xué)不科學(xué)?(不科學(xué)

6.那么這個實驗我們怎么做才科學(xué)?(引出 2個杯子進行對比 7.對,像這樣有對比的進行實驗我們稱為對比試驗。8.這個對比試驗該怎么做?要注意些什么?(方塊糖大小相同、水量相同、水溫相同、同時加入糖片、觀察時間 相同等 9.實驗到底怎么做我們在好好想一想,然后把它寫下了。(發(fā)給每位 學(xué)生一份實驗方案記錄表

10.匯報交流。

(二探究實驗過程

1.現(xiàn)在方案已經(jīng)設(shè)計好了,我們可以開始實驗了。

2、請每組派個代表上來領(lǐng)取材料。

3.實驗好了請同學(xué)們把實驗結(jié)果記錄在最下面的空白欄里。(三匯報實驗結(jié)果

哪個小組愿意先來匯報你們的收獲?通過實驗?zāi)銈儼l(fā)現(xiàn)了什么結(jié)論?(我們發(fā)現(xiàn)攪拌的杯子里的方塊糖溶解的快點,攪拌可以加快溶解的 速度

(四學(xué)生分組實驗:加快水果糖溶解的研究

1、把一塊水果糖放入水中,怎樣才能加快溶解呢?受到哪些因素 的影響?

2、小組討論,提出自己的假設(shè)并說明理由。(板書:攪拌;改變 水溫;將水果糖搗碎。

3、你們能不能設(shè)計一下實驗?

4、教師出示提示實驗注意點的問題。

(1怎樣選擇實驗材料?用多少水進行實驗?(2怎樣做水果 糖 溶 解 快 與 慢 的 對 比 ? 怎 樣 計 時 ?(3怎 樣 進 行 實 驗 和 記 錄?(4怎樣對實驗結(jié)果做出解釋?

5、學(xué)生分組制定研究計劃。并匯報。

6、改正和完善設(shè)計方案。

是不是每個小組都要做這么多個的實驗?眾多重大的科學(xué)實 驗,都是有幾個實驗室或?qū)嶒炐〗M分工合作完成的。我們也可以分工 合作, 比如, 這邊的小組作搗碎實驗, 那邊的小組可以做熱水實驗??

7、各組先填上實驗報告單,然后材料員根據(jù)實驗報告單領(lǐng)取材料 進行實驗。

8、學(xué)生實驗,并匯報實驗結(jié)果。

9、小結(jié)。(板書:A、攪拌能加快溶解;B、熱水可以加快溶解;C、搗碎可以加快溶解。

三、游戲:吃糖比賽。

1、師:剛才我們研究了加快水果糖溶解的方法, 現(xiàn)在咱們舉行一 次吃糖大賽,前提是:不能把糖塊直接咽下,必須等糖塊全部在口腔 里溶解才行。我想請教一下:你們有什么好辦法?

2、生:討論吃糖方法。(含在嘴里不動、用舌翻動攪拌、把糖塊 咬碎、咬碎并攪拌。

3、師:最慢的吃法是怎么樣的?

4、學(xué)生選擇喜歡的方法吃糖。每人發(fā)給一塊方塊冰糖。

5、匯報比賽結(jié)果。

6、小結(jié):“吃糖比賽”其實也是一個加快溶解的實驗。

四、課堂總結(jié)。

師:今天,我們探究了影響物質(zhì)溶解快慢的主要因素,通過對 比實驗知道攪拌、用熱水、切碎可以加快溶解,還親歷了“假設(shè)—驗 證”的活動過程。在生產(chǎn)生活中,常常需要加快或減慢某種物質(zhì)的溶 解。

五、課后延伸到家里實驗。

通過攪拌方案的探討和研究我們知道了通過對比試驗可以明顯的 觀察攪拌可以加快溶解的速度,還有加熱和碾碎也能加快溶解速度。同學(xué)們回家后通過今天我們學(xué)的對比實驗方案,再找其它物質(zhì)繼 續(xù)進行科學(xué)的驗證。

《溶解的快與慢》的教學(xué)反思: 本節(jié)課整個教學(xué)過程以學(xué)生的自主探究活動為主,讓學(xué)生在探 中發(fā)現(xiàn)、探中感悟、探中創(chuàng)新,較好地實現(xiàn)了小學(xué)科學(xué)課程的培養(yǎng)目 標(biāo)。

本課教學(xué)活動可以設(shè)計兩大環(huán)節(jié):第一個環(huán)節(jié)是 探究攪拌能加 快溶解的速度的實驗方案探討。這個環(huán)節(jié)讓學(xué)生通過對比實驗的方法 來探究影響物質(zhì)溶解快慢的因素,為學(xué)生回去做加熱水和碾碎的實驗 設(shè)計提供示范作用。第二環(huán)節(jié)是來驗證攪拌能加快溶解速度的方案實 驗操作。

對單個變量進行控制的對比實驗活動,對學(xué)生來說有一定的難 度,因為按常理學(xué)生不會考慮到要進行對比實驗活動?？紤]到這個我 讓學(xué)生就按他原有的思維進行解答,抓住學(xué)生的問題進行引導(dǎo)。如:這個對比實驗我們該怎么做,學(xué)生說:用一個棒子攪拌那塊糖,看看 那塊糖的溶解速度加快了。這里我們提出質(zhì)疑引導(dǎo)學(xué)生。你怎么知道 加快了?我怎么沒覺得它加快速度了?這是學(xué)生就會想到要用 2個杯 子 2顆方塊糖,一杯攪拌一杯不攪拌進行比較。

整堂課建立了學(xué)習(xí)主題與日常生活及經(jīng)驗間的聯(lián)系,以日常生 活中學(xué)生熟悉的經(jīng)驗入手, 引導(dǎo)學(xué)生動手實踐、自主探究、合作交流, 經(jīng)歷“問題——假設(shè)——驗證——證實”的過程。

設(shè)計吃糖比賽的游戲,既增加了實驗的趣味性,又有利于學(xué)生 綜合運用所學(xué)的知識,同時對學(xué)生也很有吸引力。

總之,這堂課主要通過深入解決,攪拌能加快溶解的速度對比 實驗例子讓學(xué)生明白加熱和碾碎也可以通過對比實驗來驗證它們可以 加快溶解的速度。

【教學(xué)目標(biāo)】

1、科學(xué)概念: 可溶性的固體物質(zhì)在水中溶解的快慢與物體顆粒的大小(即表面積的 大小、水的溫度以及混合溶液是否被攪動等因素有關(guān)。

2、過程與方法: 引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷 “ 問題 ——假設(shè) ——驗證 ———證實 ” 科學(xué)探 究過程和控制單個變量進行對比實驗的過程。

3、情感態(tài)度價值觀: 愿意將對比實驗這種科學(xué)的方法運用到解決同類科學(xué)問題的研究當(dāng)中 去,發(fā)展公平實驗的意識。

體驗研究影響溶解快慢因素的樂趣?！窘虒W(xué)重點】加快水果糖溶解實驗的研究

【教學(xué)難點】對比實驗過程中,各種相同條件的控制

【教學(xué)準(zhǔn)備】分組實驗:攪拌棒 1根、燒杯 2個、熱水和冷水、水果 糖、食鹽、水槽。

【教學(xué)過程】

一、導(dǎo)入: 師:同學(xué)們,天很熱,小華突然暈倒了,他應(yīng)該喝一杯糖水,可是紅 糖結(jié)成塊了,猜一猜,你要怎樣做才能讓小華盡快喝到一杯糖水呢?(攪拌、用熱水、搗碎、多加水等方法。

師:那到底哪種方法能夠加快紅糖的溶解呢?這節(jié)課我們就運用對比 實驗來比較溶解的快與慢。(師板書課題:溶解的快與慢。

二、探究新知:

1、攪拌能否加快溶解

師:剛才同學(xué)們猜測,溶解的快慢可能和攪拌有關(guān)。(師板書:攪拌

師:攪拌真的都能加快食鹽的溶解嗎?

2、實驗探究:(1師:下面,我們就通過實驗來研究攪拌是否能加快食鹽的溶解。你們想怎樣做實驗?zāi)? 生: 師:做這個實驗時, 你認(rèn)為哪些條件不需要改變?哪些條件需要改變? 生:同樣的燒杯、水的溫度、同樣多的水、同時放入食鹽。

師:你想怎樣改變這個條件? 生:一杯攪拌,另一杯不攪拌。

下面我們分組討論做這個實驗時需要的實驗器材和數(shù)量,并設(shè)計出實 驗步驟。(2師指導(dǎo)各組制定研究計劃(假設(shè),實驗方法,實驗器材,實驗 步驟。學(xué)生分組匯報(3了解對比實驗。

師:我們已經(jīng)設(shè)計出了研究計劃,現(xiàn)在你能找出在這個實驗中有哪些 相同條件和不同條件嗎? 生:相同的條件:往 2個燒杯里倒入同樣多的水;同時放入食鹽。生:不同的條件:攪拌其中的一杯,另一杯不攪拌。

師:像這樣,相同的條件有不少,可是不同的條件只有一個,這一類 實驗,我們稱為對比實驗。對比實驗是一種公平的實驗,因為不同的 條件只有一個。

(4現(xiàn)在開始實驗

(5匯報結(jié)論。

2、用熱水能否加快溶解。

師:同學(xué)們認(rèn)為溶解的快慢與水的溫度有關(guān)。你想怎樣設(shè)計實驗來證 明用熱水能加快食鹽的溶解。

(師板書:用熱水 小組內(nèi)討論、交流。

師:在這個實驗中,相同的條件是什么?不同的條件是什么? 生:相同的條件:燒杯大小,水的多少、、食鹽的用量、放入水中時 間,都不攪拌。

生:不同的條件:一個用涼水 , 一個用熱水 師:你想怎樣做實驗? 生:實驗時,一杯冷水,一杯熱水,水量相同,每個杯子里各放入一 包食鹽,并且都不攪拌。

師:注意對冷、熱水的控制

那如果水的溫度再高一些,食鹽的溶解能更快嗎? 生:水溫高食鹽的溶解會更快。

師小結(jié):通過以上實驗, 我們知道攪拌和用熱水能夠加快食鹽的溶解。那還有其他加快物質(zhì)溶解的方法嗎? 生 1:可以用搗碎的方法。生 2:碾碎后顆粒小,能加快溶解。

(師板書:搗碎

3、加快水果糖溶解的研究

師:這個方法好。下面我們就用這幾種方法,來研究怎樣加快水果糖 的溶解。它會受到哪些因素的影響?

1、小組討論,制定一個研究計劃。

有哪些方法可以加快水果糖的溶解?怎樣選擇實驗材料?用多少水進 行實驗?怎樣做水果糖溶解快與慢的對比?怎樣計時?怎樣進行實驗 和記錄?怎樣對實驗結(jié)果做出解釋? 生匯報:

2、實驗要怎樣做?(1攪拌:拿出兩個杯子,都裝滿水,溫度必須相同,每個杯 子里各放入一塊水果糖,一杯攪拌,一杯不攪拌。觀察它們有什么變 化。

(2改變水溫:一杯冷水,一杯熱水,水量相同,每個杯子里各放 入一塊水果糖,并且都不攪拌。觀察它們有什么變化。

(3將水果糖搗碎:準(zhǔn)備兩塊糖塊,糖塊的大小要一樣,搗碎其中 的一塊糖,把兩種糖塊放在水溫、水量一樣的杯子中都不攪拌,觀察 它們有什么變化。

3、學(xué)生分組做實驗,教師巡視指導(dǎo)。(每個小組選擇一種方法,進行實驗。

4、學(xué)生匯報實驗結(jié)果。A、攪拌能加快溶解;B、用熱水可以加快溶解;

C、搗碎可以加快溶解。

三、啟發(fā)思維,討論探究 吃糖比賽游戲

1、同學(xué)們表現(xiàn)這么好,老師就獎給每人一塊糖。有一個條件就是:怎 樣吃糖,可以讓它溶解得更快呢?

2、學(xué)生討論吃糖方法。

3、選擇喜歡的方法吃糖。

4、匯報比賽結(jié)果。分析數(shù)據(jù)，描述得出結(jié)論：糖塊怎樣溶解得最快？

四、總結(jié) 通過對比實驗知道了加快食鹽、水果糖溶解的一些方法，還親歷了“假 設(shè)—驗證”的活動過程，證明了攪拌、搗碎、用熱水是可以加快可溶 性固體物質(zhì)在水中溶解的。五 板書設(shè)計

5、溶解的快與慢 攪拌 加快溶解的辦法 用熱水 搗碎 用心 愛心 專心 11 《溶解的快與慢》教案 【教學(xué)目標(biāo)】 科學(xué)概念：可溶性的固體物質(zhì)在水中的快慢與物體顆粒的大?。幢?面積的大 ?。?、水的溫度以及混合溶液是否被攪動等因素有關(guān)。過程與方法：引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷 “ 問題 —假設(shè) —驗證 — 證實 ” 科 學(xué)探究過 程和控制單個變量進行對比實驗的過程。情感態(tài)度價值觀： 愿意將對比實驗這種科學(xué)的方法運用到解決同類科 學(xué)問題的研究當(dāng)中去，發(fā)展公平實驗的意識。體驗研究影響溶解快慢 因素的樂趣?！窘虒W(xué)重點】方糖溶解實驗的研究 【教學(xué)難點】對比實驗過程中，各種條件的控制 【教學(xué)準(zhǔn)備】分組實驗：筷子、塑料杯、熱水和冷水、糖塊、食鹽、勺子 【教學(xué)過程】

一、導(dǎo)入 師：同學(xué)們，在一個炎熱的夏天，小明忽然暈倒了，他需要喝一杯糖 水，可 是紅糖結(jié)成塊了，溶解得特別慢，要怎樣做才能使小明盡快喝 糖水補充水分呢？（怎樣做才能使糖塊盡快溶解呢？）生：攪拌、用熱水、搗碎等方法。師：那這些方法真的能夠加快紅糖的溶解嗎？ 這節(jié)課我們就運用對比實驗來 研究溶解的快與慢。（師板書課題： 溶解的快與慢。）

二、探究新知

1、攪拌能否加快溶解 師：剛才同學(xué)們猜測，溶解的

快慢可能和攪拌 有關(guān)。下面，我們就一起通過 對比實驗來證明攪拌能否加快溶解。為 了讓同學(xué)們看得更明顯，老師把食鹽換成 了高錳酸鉀。邊講邊做：老 用心 愛心 專心 12 師取兩個一樣的杯子，倒入同樣多、同樣溫度的水，同時放入同樣多 的高錳酸鉀，不同的是一個攪拌，一個不攪拌，請同學(xué)們觀察結(jié) 果。生：沒攪拌的這杯沒有完全溶解，攪拌的這杯完全溶解了。（課件出 示記錄表：指生說，和不攪拌相比，攪拌會使溶解怎樣？生答。通 過 實驗，我們證明了，攪拌的確能夠加快溶解。板書：攪拌）師：為了 讓同學(xué)們看得更清楚，我們請看屏幕（屏幕出示未完全溶解和完全 溶 解的高錳酸鉀溶液）然后回憶一下剛才老師做的演示實驗，哪些條件 是相同 的？哪些條件是不同的？ 生：相同條件：相同的杯，同樣多 的水，同樣的溫度，同時放鹽，放同樣多 的鹽，不同條件：一個攪拌，一個不攪拌。師：經(jīng)過實驗證明，攪拌確實能加快溶解，那么同學(xué)們 剛才提到的，用熱水 能加快溶解，我們?nèi)砸脤嶒瀬碜C明。那這次實 驗我們要用到哪些實驗器材？ 生答。師：實驗過程是什么樣的？攪 拌嗎？相同條件和不同條件分別是什么？ 生： 相同條件： 同樣的杯子，同樣多的水，同時放鹽，都不攪拌。不同條件： 一杯是冷，一杯是熱 水。師：在用到熱水做實驗的時候，要注意什么？ 生：注意安全，水不要太熱。實驗室的藥品不能隨意用手接觸。師：好，下面開始做 實驗，注意在實驗過程中注意觀察，現(xiàn)在領(lǐng)取實驗材料。發(fā)小包食鹽，老師給倒熱水。生實驗。實驗同時填寫書上的記錄表二。填完匯報： 你發(fā)現(xiàn)了什么結(jié)果？ 師小結(jié)：（出示課件記錄表二：和熱水相比，常 溫的水溶解相對比怎樣？熱 水怎樣？）通過同學(xué)們的對比實驗證明，攪拌和用熱水能夠加快溶解。（板書： 熱水）食鹽是小的顆粒，那么 如果是成塊的物質(zhì)還有其他加快溶解的方法嗎？ 生： 可以用搗碎的方 法。（師板書：搗碎）

3、加快方糖溶解的研究 師：為了使實驗效果 看起來更明顯，那我們用方糖來做實驗。同學(xué)們說說，怎樣能使方糖 溶解地更快？ 生：攪拌、熱水、搗碎。師：好，下面大家可以研究 用心 愛心 專心 13 用不同的方法加快方糖的溶解，我們以小組為單 位，每個小組選擇一 項影響方糖溶解速度的因素，先討論，填好研究方案，填好 后再做實 驗，實驗結(jié)束后填

好結(jié)果。研究方案 研究問題：假設(shè)：（）能加快 溶解。實驗器材及數(shù)量： 相同條件： 相同 相同 相同 相同 不同條 件：一杯 一杯 實驗結(jié)果：＿＿＿＿能加快溶解。研究時間： 年 月 日 匯報實驗結(jié)果，指生讀研究方案，交研究方案。

三、總結(jié) 通過對 比實驗知道了加快食鹽、方糖溶解的一些方法，還親歷了“假設(shè)—驗 證”的活動過程，證明了攪拌、搗碎、用熱水是可以加快可溶性固體 物質(zhì)在水中 溶解的。

四、作業(yè) 我們今天回去以后，吃一塊水果糖，思考： 水果糖在口中為什么可以很快溶 解？還有沒有其它加快溶解的 方法？

5、溶解的快與慢 加快溶解的辦法： 攪拌 熱水 搗碎 【教學(xué)反思】 實驗中過程中，涉及到水很多，所以之前強調(diào)小心處理 水的問題很重要，然實驗中不是這個組水打翻了，不 就是那個組書弄 濕了，最好每小組準(zhǔn)備一塊抹布。溶解快慢的實驗操作比較簡單，學(xué) 生能清楚描述。方糖溶解實驗就有一定困難，主要是學(xué)生實驗設(shè)計上 的困難，如果演示一個因素的實驗設(shè)計后，學(xué)生再就別的 因素進行設(shè) 計可能就會相對簡單一些。這一章中溶解實驗較多，要注重強調(diào)實驗 操作的規(guī)范問題。溶解的快與慢 攪 拌 不同條件 一個攪拌一個不攪拌 相同條件 水量 水溫 食鹽的數(shù)量 放入的時間 加 熱 碾 碎 一個加熱一個不加熱 一顆碾碎一顆不碾碎 水量 水量 食鹽的數(shù)量 水溫 放入的時間 放入的時間 不攪拌 不攪拌 用心 愛心 專心 14

第五篇：變壓器油中溶解氣體分析教案解讀

武漢華能陽光電氣有限公司 變壓器油中溶解氣體分析

一、產(chǎn)氣原理(一絕緣油的分解

大約油溫在 150℃時,就能產(chǎn)生甲烷;150-500℃左右時產(chǎn)生乙烷;大 約 500℃時產(chǎn)生乙烯,隨著溫度的逐漸升高,乙烯占總烴的比例越來越大;800-1200℃左右時產(chǎn)生乙炔。生成碳粒的溫度約在 500-800℃左右。

變壓器油主要是由碳?xì)浠衔锝M成(烷烴 C n H 2n+2,環(huán)烷烴 C n H 2n 或 C n H 2n-2 ,芳香烴 C n H 2n-6。絕緣紙的成分主要是碳水化合物(C 6H 10O 6 n。由電和熱故障的結(jié)果可以使某些 C-H 鍵和 C-C 鍵斷裂,伴隨生成少量活潑 的氫原子和不穩(wěn)定的碳?xì)浠衔锏淖杂苫?這些氫原子或自由基通過復(fù)雜 的化學(xué)反應(yīng)迅速重新化合,形成氫氣和低分子烴類氣體,如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等, 也能生成碳的固體顆粒及碳?xì)渚酆衔?X-石蠟。故障初期, 所形成的氣體溶于油中;當(dāng)故障能量較大時,也能聚集成游離氣體。碳的 固體顆粒及碳?xì)渚酆衔锟沙练e在設(shè)備內(nèi)部。

低能放電,如局部放電,能過離子反應(yīng)促使最弱的鍵 C-H 鍵斷裂,主 要重新化合成氫氣。隨著放電能量越來越高,如火花放電、電弧放電,能 使 C-C 斷裂,然后迅速以 C-C 鍵、C=C鍵、C ≡ C 鍵的形式重新化合成烴 類氣體。

(二絕緣紙的分解

紙、層壓板或木塊等固體絕緣材料分解時,主要產(chǎn)生 CO、CO2,當(dāng)

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懷疑故障涉及固體絕緣時,一般 CO 2/C0〈 3。(三氣體的其它來源

如分接開關(guān)油室向主油箱滲漏(C 2H 2高;設(shè)備油箱帶油補焊(C 2H 2高;潛油泵出故障(是高速泵,軸和軸瓦產(chǎn)生磨擦, C 2H 2高,應(yīng)改為低速 泵;變壓器油中含水(H 2高;本體受潮(H 2高等均可產(chǎn)生氣體。(三變壓器內(nèi)部故障的類型

變壓器內(nèi)部故障分為熱性故障和電性故障兩種,熱性故障按溫度高低 又分為低溫過熱、中溫過熱和高溫過熱三種故障,電性故障按放電的能量 密度分為局部放電、火花放電和電弧放電三種故障,現(xiàn)分別敘述如下。

1、熱性故障

熱性故障是指變壓器內(nèi)部的局部過熱溫度升高,而不是變壓器正常運 行時由銅損和鐵損轉(zhuǎn)化而來的熱量,使上層油溫升高。

(l 熱性故障的分類。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生局部過熱時,人們可以按溫 度的升高范圍分為四種情況:150℃以下屬于 輕微過熱 故障, 150~300℃屬 于 低溫過熱 , 300~700℃屬于 中溫過熱 ,大于 700 ℃屬于 高溫過熱。(2 熱性故障產(chǎn)生的氣體。熱性故障是因熱效應(yīng)造成絕緣物加速裂解, 所產(chǎn)生的 特征氣體主要是甲烷和乙烯 ,兩者總量約占總烴的 80%,隨著故 障點溫度的升高,乙烯在總烴中所占的比例增大,甲烷為次,乙烷和氫氣 更次。其中氫氣的含量一般在 27%以下。通常熱性故障是不

產(chǎn)生乙炔的, 但是,嚴(yán)重過熱也會產(chǎn)生少量乙炔,其最大含量不超過總烴量的 6%,當(dāng)過 熱涉及固體絕緣物時,除了產(chǎn)生上述氣體外,也會產(chǎn)生大量的 CO 和 CO 2。

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(3 熱性故障產(chǎn)生的原因, 可以分為下列三種情況:①接點接觸不良, 如引線連接不良,分接開關(guān)接觸不良,導(dǎo)體接頭焊接不良等,這種故障約 占過熱性故障的一半。②磁路故障,由于鐵心兩點或多點接地造成循環(huán)電 流發(fā)熱,如穿心螺絲軛鐵夾件或壓環(huán)壓釘碰鐵心;油箱及下軛鐵等處有鐵 磁雜物;鐵心用部分硅鋼片短路造成渦流發(fā)熱如連片短接,硅鋼片間絕緣 損壞或老化,以及漏磁引起的外殼、鐵心夾件、壓環(huán)等局部發(fā)熱等。③導(dǎo) 體故障,部分繞組短路,或不同電壓比并列運行引起的循環(huán),電流發(fā)熱, 絕緣導(dǎo)體因超負(fù)荷過流發(fā)熱,絕緣膨脹,注油堵塞而引起的散熱不良等。(4熱性故障的危害。熱性故障的危害同故障部位有關(guān),如果熱點出 現(xiàn)在固體絕緣材料中,則將引起材料的熱解和劣化,熱點范圍和溫度也會 逐漸升高,最終導(dǎo)致電弧性熱點而造成設(shè)備的損壞。如果熱點出現(xiàn)在探金 屬部分,則將發(fā)生燒壞鐵心、螺栓、螺帽墊板等部件,最終也會使設(shè)備損 壞。同時探金屬過熱往往涉及到固體絕緣,造成固體絕緣的劣化和熱解, 進而損壞了固體絕緣材料的絕緣性能,最后造成更大的損壞后果。因此對 熱性故障決不可掉以輕心,必須防微杜漸,將故障在萌芽狀態(tài)就予以消除。

2、電性故障

電性故障是在高電應(yīng)力作用下所造成的絕緣劣化, 根據(jù) 放電的能量 密度不同 ,又把 電性故障分為高能量放電、火花放電和局部放電三種類型。

1、局部放電

局部放電是一種 低能量的放電 ,變壓器內(nèi)部出現(xiàn)這種放電時,情況 比較復(fù)雜,按絕緣介質(zhì)的不同可將局部放電分為氣泡局部放電和油中局部

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放電,按絕緣部位來分,則有絕緣空穴、電極尖端、油角間隙、油一板中 的油隙和油中沿固體絕緣表面等五處的局部放電。

(1局部放電的原因

①當(dāng)油中存在空氣泡或固體絕緣材料中存在空穴或空腔, 由于氣體 的介電常數(shù)和時壓強度均低于油和紙絕緣材料,易引起放電。

②外界環(huán)境條件的影響如油處理不徹底, 帶進雜物和水分, 或因外 界氣溫下降,油析出氣泡等,都會引起放電。

③由于制造質(zhì)量不良如某些部位有尖角、毛刺、漆瘤等,它們承受 的電場強度較高首先出現(xiàn)放電。

④金屬部件或?qū)щ婓w之間的接觸不良而引起的放電。

局部放電的能量密度雖不大, 但它的進一步發(fā)展將會形成放電的惡 性循環(huán),最后導(dǎo)致設(shè)備的擊穿或損壞,而引起嚴(yán)重的事故。

(2局部放電產(chǎn)生氣體的特征

局部放電產(chǎn)生的氣體,主要依據(jù)放電能量不同而不同。放電能量密 度在 10-9C 以下 時,一般總烴不高,主要成分是 氫氣,其次是甲烷 ,氫氣占 氫烴總量的 80%~90%,當(dāng)放電能量密度為 10-8~10-7C 時,則氫氣相應(yīng)降 低,而出現(xiàn)乙炔,但乙炔在烴總中所占的比例也不到 2%,這是局部放電與 其他放電現(xiàn)象區(qū)別的主要標(biāo)志。

局部放電除了使油裂解產(chǎn)生氣體外,還會產(chǎn)生一種 X 蠟沉漬物,同 時,油分子結(jié)構(gòu)也會發(fā)生改變,從液相色譜分析發(fā)現(xiàn),經(jīng)過局部放電后, 油中的芳香烴組分減少,環(huán)烷烴組分增大,因此,可以采用液相色譜儀檢

武漢華能陽光電氣有限公司 測變壓器的局部放電故障。

2、火花放電

當(dāng)放電能量密度大于 10-6C 的數(shù)量級時,就出現(xiàn)火花放電。它常見 如下情況:①套管引線斷裂或套管儲油柜對電位未固定的套管導(dǎo)電管放電;②引線對油箱距離太近或引線過長,或引線局部接觸不良或鐵心接地片損 壞或接地不良引起的放電;③分接開關(guān)撥又電位懸浮而引起的放電;④結(jié) 構(gòu)設(shè)計和制造工藝的缺陷導(dǎo)致絕緣沿西放電,匝間或?qū)娱g局部短路或受外 部因素的影響,如雷擊。⑤操作過電壓、過負(fù)荷、外部多次短路等引起的 匝層間放電。

火花放電的 特征氣體是以乙炔和氫氣 為主,其他烴類氣體為次,乙 炔在烴總量所占的比例可達(dá) 25%~90%,氫氣如占?xì)錈N總量的 30%以上。

3、電弧放電

電弧放電是 高能量放電 ,常以繞組匝層間絕緣擊穿為多見,其次為 引線斷裂或?qū)Φ亻W絡(luò)和分接開關(guān)飛孤等故障。這種故障由于放電能量密度 大,產(chǎn)氣急劇常以電子扇形式?jīng)_壓電介質(zhì),使絕緣紙穿孔、燒焦或炭化, 使金屬材料變形或熔融燒毀,嚴(yán)重會造成設(shè)備燒損或爆炸故障,這種故障 一般事先難以預(yù)測,也無預(yù)兆,是以突發(fā)的形式暴露出來。出現(xiàn)這種故障 后,氣體繼電器中的 H 2和 C 2H 2等組分高達(dá)幾千微升/升,變壓器油亦炭化 而變黑,油中特征氣體的主要成分是乙炔和 H 2,其次是乙烯和甲烷。當(dāng)放 電故障涉及到固體絕緣時,除了上述氣體外,還會產(chǎn)生 CO 和 CO 2。

4、三種放電形式的比較

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這三種放電的形式既有區(qū)別又有一定的聯(lián)系, 講它們的區(qū)別是指放 電能級和產(chǎn)氣組分的區(qū)別,而聯(lián)系是指局部放電是其他兩種放電的前奏, 而后者又是前者的必然結(jié)果。二是要了解變壓器內(nèi)出現(xiàn)的故障并不是單一 某種類型的故障,往往是一種類型伴隨著另一種類型,或幾種類型同時出 現(xiàn),因此油中故障氣體組分有時顯得復(fù)雜多變,需要我們認(rèn)真分析,具體 對待。

變壓器等設(shè)備內(nèi)部進水受潮也是一種內(nèi)部潛伏性故障, 除非早期發(fā) 現(xiàn),及時處理,否則最終也會發(fā)展成放電性故障,甚至造成設(shè)備損壞,系 統(tǒng)停電事故。

當(dāng)設(shè)備內(nèi)部進水受潮時,油中水分和含混雜質(zhì)易形成“小橋” ,或 者絕緣中含有氣隙均能引起局部放電,從而產(chǎn)生 氫氣。除此之外水分在電 場作用下的電解作用和水與鐵的化學(xué)反應(yīng),也均可產(chǎn)生大量的氫氣。(四不同故障類型產(chǎn)生的特征氣體

表 1 不同故障類型產(chǎn)生的特征氣體

二、故障的識別

判斷設(shè)備是否存在潛伏性故障及其故障的的嚴(yán)重程度不同時,要根據(jù) 設(shè)備的歷史狀況和設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點及外部環(huán)境等因素進行綜合判斷。

1.出廠和新投運的設(shè)備

表 2 對出廠和新投運的設(shè)備氣體含量的要求 μL/L 2.運行中設(shè)備油中溶解氣體的注意值

表 3 變壓器、電抗器和套管油中溶解氣體含量的注意值 μL/L

表 4 電流互感器和電壓互感器油中溶解氣體含量的注意值 μL/L

在識別設(shè)備是示波器存在故障時,不僅需考慮油中溶解氣體含量的絕 對值,還應(yīng)注意:(1注意值不是劃分設(shè)備有無故障的唯一標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)氣體濃度達(dá)到注意值 時,應(yīng)進行跟蹤分析,查明原因。

(2對 330KV 及以上的電抗器, 當(dāng)出現(xiàn)痕量(小于 1μL/L 乙炔時也應(yīng) 引起注意。(3互感器的運行溫度低,產(chǎn)氣量也少,一旦出現(xiàn) C2H2超過注意值時, 一定是設(shè)備出故障,應(yīng)立即退出運行。

(4套管的運行情況和變壓器相似,但結(jié)構(gòu)不同,對電容式套管,末 屏易受潮,進而向內(nèi)侵蝕,所以故障一般是局部放電。(5注意區(qū)別非故障情況下的氣體來源,進行綜合分析。

3、設(shè)備中氣體增長率注意值

(1 絕 對產(chǎn)氣速率;即每運行日產(chǎn)生某種氣體的平均值,按下式計算: γa= ρ

m t C C i i ??-1, 2, 式中:γa ——絕對產(chǎn)氣速率, mL/d;C i,2——第二次取樣測得油中某種氣體濃度, μL/L;C i,1——第一次取樣測得油中某種氣體濃度, μL/L;

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Δt ——二次取樣時間間隔中的實際運行時間, d;m ——設(shè)備總油重, t;ρ——油的密度, t/m3 表 5 絕對產(chǎn)氣速率的注意值 mL/d

(2 相 對產(chǎn)氣速率:即每運行月某種氣體含量增加原有值的百分?jǐn)?shù)的平均值,按下式計算: γr=

%1001 1 , 1 , 2, ???-t C C C i i i 式中;γr ——相對產(chǎn)氣速率, %/月;C i,2——第二次取樣測得油中某種氣體濃度, μL/L;C i,1——第二次取樣測得油中某種氣體濃度, μL/L;Δt ——二次取樣時間間隔中的實際運行時間,月;總烴的相對產(chǎn)氣速率注意值為 10%/月,巖石時,應(yīng)引起注意。對總 烴含量低的設(shè)備,不宜采用此判據(jù)。

產(chǎn)氣速率在很大程度不同上依賴于設(shè)備類型、負(fù)荷情況故障類型、所用絕緣材料及其老化程度,應(yīng)結(jié)合這些情況進行綜合分析。判斷設(shè)備狀 況時,還應(yīng)考慮到呼吸系統(tǒng)對氣體的逸事散作用。

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三、故障類型的判斷(一 特 征氣體法

根據(jù)表 1所列的不同故障類型所產(chǎn)生的氣體可推斷設(shè)備的故障類型。(二 三 比值法

三比值法的原理是:根據(jù)充油電氣設(shè)備內(nèi)油、絕緣在故障下裂解產(chǎn) 生氣體組分含量的相對濃度與溫度的相互依賴關(guān)系,從五種特征氣 體中選用二種溶解度和擴散系數(shù)相近的氣體組分組成三結(jié)比值,以 不同的編碼表示;根據(jù)表 6的編碼規(guī)則和表 7故障類型判斷方法作 為診斷故障性質(zhì)的依據(jù)。這種方法消除了油的體積效應(yīng)影響,是判 斷充油電氣設(shè)備故障類型的主要方法。

表 6 編碼規(guī)則

表 7 故障類型判斷方法

表 8 溶解氣體分析解釋表

注:1?在互感器中 CH 4/H2<0.2時為局部放電。在套管中 CH 4/H2<0.7為局部放電。

(三其它輔助方法

1.在對三比值法的判斷結(jié)果有疑問時或者三比值的編碼組合表中沒有 時,可采用氣體比值的立體圖示法和大衛(wèi)三角形法。

2.熱點功率和熱點溫度的估算。T=322 Log(C2H 4/C2H 6+525(四 充 油電氣設(shè)備的典型故障

武漢華能陽光電氣有限公司 表 9 電力變壓器的典型故障

表 11 套管的典型故障

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川 #1主變內(nèi)部過熱故障的分析、診斷與檢修處理 摘要 本文介紹了河南周口供電局 220千伏川匯變電站川 #1主變存在 故障的分析、判斷過程,通過對油中氣體的色譜分析,發(fā)現(xiàn)變壓器存在故 障的理論依據(jù),根據(jù) DL/T722-2000《導(dǎo)則》判斷,考查產(chǎn)氣速率,判斷變 壓器存在的故障性質(zhì):高溫過熱故障,制定了變壓器檢修方案,查出了變 壓器存在的問題。本文詳細(xì)闡述了從缺陷發(fā)現(xiàn),分析到解決的過程,為處 理類似缺陷提供寶貴的實踐經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞 :色譜分析 跟蹤檢查 故障診斷

一、概述

變壓器是變電站的重要設(shè)備,變壓器的運行狀況直接影響電能的正常 輸送。因此,各發(fā)電及供電單位都非常注重變壓器的絕緣監(jiān)督、運行維護 及消缺工作,色譜分析是通過對油中溶解氣體的分析檢測充油電氣設(shè)備存 在潛伏性故障的一個重要方法,是監(jiān)督、保障設(shè)備安全運行的一個重要手 段,通過對特征氣體的分析及三比值法,能及時掌握變壓器運行情況,及 早發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障、故障性質(zhì)及故障發(fā)展變化的情況,查出問題,消除缺陷, 保證變壓器安全穩(wěn)定運行。本文介紹了川 1#主變自 2004年 7月投運后, 色 譜分析發(fā)現(xiàn)主變存在的故障過程,故障性質(zhì)診斷方法,查出的問題及處理 結(jié)果。

二、主變技術(shù)數(shù)據(jù)

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周口 220千伏川匯變電站川 #1主變主要參數(shù)為: 型號:SFPSZ9-150000/220 連接組別:YN,yn0,d11 電壓:230±8╳ 1.25%/121/10.5 kV 空載損耗:97.2kW 空載電流:0.174% 生產(chǎn)廠家:山東電力設(shè)備廠 出廠日期:2004年 3月 16日

三、故障分析及處理(一 故障初期分析

川 #1主變自 2004年 6月 26日投運以來, 進行了例行的高壓試驗和油 化驗,高壓試驗數(shù)據(jù)符合投運要求,而油色譜分析卻出現(xiàn)乙炔及總烴升高 情況,故對其加強了跟蹤分析。

表 1 色譜分析數(shù)據(jù)

象,故進行了相關(guān)的色譜分析:(正常運行監(jiān)督:至少三個月一次;新投運 的變壓器及電抗器:至少在投運后的 1天、4天、10天、30天監(jiān)測

1、故障產(chǎn)氣速率分析

(a 相對產(chǎn)氣速率

γr={[(Ci2-C i1/ Ci1]/Δt }×100% ={[(56.32-1.45/ 1.45]/(4/30 }×100% =28381%/月≥ 10%/月

武漢華能陽光電氣有限公司(b 絕對產(chǎn)氣速率 γa= [(Ci2-C i1/ Δt]×(m/ρ =[(56.32-1.45/ 4]×(46/0.89 =709mL/d(國標(biāo)規(guī)定相對產(chǎn)氣速率注意值不大于 10%/月,絕對產(chǎn)氣速率不大 于 12mL /d 可見, 氣體上升速度很快, 且遠(yuǎn)大于 10%/月和 12mL /d , 可認(rèn)為設(shè)備有異常 , 必須跟蹤分析。

2.用判斷故障性質(zhì)的三比值法來分析

C 2H 2/C2H4=2.12/32.92≈ 0.06 CH4/H2=17.76/21.95≈ 0.81 C 2H 4/C2H 6=32.92/3.52≈ 9.35 上述比值范圍編碼組合為(0、0、2 ,由此推斷,故障性質(zhì)為“高于 700℃高溫范圍的過熱故障” ,再用經(jīng)驗公式計算

T=322 Log(C2H 4/C2H 6+525 T=322 Log(32.92/3.52+525=837.64℃ 其估算溫度也與上述結(jié)論相符。

可見滿足判據(jù)條件,可判斷是變壓器高溫過熱故障。

經(jīng)進一步運行跟蹤檢查,發(fā)現(xiàn)主變有鐵芯接地電流。綜上所述,完全 有理由認(rèn)為設(shè)備有異常 , 需停電檢修。

(二故障的確切定位及處理

2004年 7月 9日對變壓器進行停電檢查,檢測鐵芯對地絕緣電阻僅為 58歐姆,分析判斷為變壓器鐵芯多點接地。為了消除鐵芯多點接地,采用 了“電容電流放電法、大電流沖擊法”等方法,但鐵芯多點接地故障并未 消除,故暫時采用在鐵心外接地引線串接可調(diào)電阻,將接地電流限制在 0.1mA 以下 , 變壓器繼續(xù)投運。

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經(jīng)多次色譜跟蹤分析 , 氣體組分含量基本穩(wěn)定 , 但一直居高不下 , 沒有 增長趨勢。這說明了故障沒有繼續(xù)發(fā)展 , 但是故障隱患一直存在 , 問題不容 忽視。

表 2 色譜跟蹤分析數(shù)據(jù)

長時間運行會影響變壓器鐵芯絕緣 , 給變壓器安全運行帶來隱患。經(jīng)與變壓 器廠方共同研究, 決定對變壓器進行吊罩消 缺。

2004年 11月 25日,在川匯變電站 川 #1主變現(xiàn)場,準(zhǔn)備開始吊罩工作。首先 對變壓器油箱內(nèi)的絕緣油向外排放, 然后準(zhǔn) 備對主變上部及側(cè)部觀察孔密封蓋進行拆

除(環(huán)境溫度 16℃,空氣相對濕度 20%,風(fēng)力微弱。主變本體內(nèi)變壓器油 全部放盡,觀察孔上、下密封蓋全部拆除。用兆歐表再次測量主變鐵芯絕 緣電阻指示為零。隨即由專業(yè)人員進入主變本體內(nèi)進行檢查,首先用橡朔 外殼的防爆手電筒照明目測和紅外探測儀進行全面排查后,變壓器器身外

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側(cè)人員用搖表對 0.4微法、2500伏電容器充電,對主變鐵芯外接地引線進 行放電,本體內(nèi)人員多次觀察和靜聽內(nèi)部放電聲音,經(jīng)過多次放電和反復(fù) 的視聽,不斷縮小觀察范圍。下午 1點鐘,當(dāng)電容器第十次放電時,檢查 人員終于發(fā)現(xiàn)主變內(nèi)部的“放電”位置在 10千伏低壓側(cè) B、C 兩相之間下 部的鐵芯夾件與鐵心之間。用手無法直接取出,之后檢查人員用一塊高強 磁鐵(用鐵絲和布帶綁扎嚴(yán)密送入放電位置,取出引起多點接地的金屬 異物。經(jīng)分析判斷,引起川 #1主變鐵芯多點接地的金屬異物是一個“M20鍍鋅螺絲帽”(如右圖示 ,該螺絲帽兩邊沿有磨損,其中六個側(cè)面的一個 面有明顯放電痕跡;當(dāng)該螺絲帽取出后,測量主變鐵芯絕緣電阻為 5000兆 歐。經(jīng)現(xiàn)場專業(yè)技術(shù)人員分析確認(rèn), 220千伏川匯變電站川 #1主變鐵芯多 點接地故障已經(jīng)消除。

隨后,對變壓器油進行徹底的濾油脫氣,并進行色譜、油化、絕緣等 試驗,所有試驗項目合格后,將變壓器投入運行。

四、現(xiàn)場檢查方案流程圖(此檢查方案僅作參考,具體問題具體分析 為了更直觀地進行檢查和分析,將實際檢查方案繪制成流程圖,便于 比對和參考。

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五、總結(jié)

通過這次變壓器故障情況的排除,使我們更進一步認(rèn)識到加強絕緣監(jiān) 督的重要性,變壓器油色譜跟蹤分析對于發(fā)現(xiàn)變壓器早期故障是非常有效 的方法。同時也為今后類似的大型電力變壓器缺陷的解決積累了非常寶貴 的經(jīng)驗:

(1大型電力變壓器鐵芯過熱原因是多方面的,處理時應(yīng)認(rèn)真分析判 斷,遵從先易后難的原則,首先要解決明顯的缺陷,再進一步分析、判斷、分解、檢查處理。

(2應(yīng)加強變壓器的定期試驗工作,創(chuàng)造條件實現(xiàn)對變壓器進行在線 監(jiān)測。