Принципы работы электрических установок и меры безопасности при их эксплуатации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Билет № 1

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции

Если первичную обмотку трансформатора включить в сеть источника переменного тока, то (при разомкнутой вторичной обмотке) по ней будет протекать переменный ток I₀ (ток холостого хода), который возбудит в сердечнике трансформатора переменный магнитный поток. Магнитный поток, пронизывая витки вторичной обмотки трансформатора, будет индуктировать в этой обмотке э. д. с. Если вторичную обмотку замкнуть на какой-либо приемник энергии (на рис. 101 -- лампы накаливания), то под действием индуктируемой э. д. с. E₂ по этой обмотке и через приемник энергии будет протекать ток I₂. Одновременно увеличится ток первичной обмотки I₁. Таким образом, электрическая энергия, трансформируясь, будет передаваться из первичной сети во вторичную, но при другом напряжении, на которое рассчитан приемник энергии, включенный во вторичную сеть.



Для улучшения магнитной связи между первичной и вторичной обмотками они помещаются на стальном магнитопроводе.

Для уменьшения потерь от вихревых токов магнитопроводы трансформаторов собираются из тонких пластин (толщиной 0,5 и 0,35 мм) трансформаторной стали, покрытых изоляцией (жаростойким лаком). Трансформаторная сталь может быть как горячекатаной, так и холоднокатаной.

Холоднокатаная сталь имеет высокую магнитную проницаемость (больше, чем у горячекатаной) в направлении, совпадающем с направлением проката, тогда как поперек проката магнитная проницаемость ее относительно низкая. Поэтому магнитопроводы из холоднокатаной стали делают так, чтобы магнитные потоки замыкались по направлению проката стали. В качестве материала для магнитопроводов трансформаторов малой мощности служит лента холоднокатаной стали.



Электроизоляционными материалами, или диэлектриками, называют такие материалы, с помощью которых осуществляют изоляцию, т. е. препятствуют утечке электрического тока между какими-либо токопроводящими частями, находящимися под разными электрическими потенциалами

К классу А относятся те же волокнистые диэлектрики, пропитанные или погруженные в жидкий диэлектрик, а также ацетобутилатцеллюлозные и полиамидные пленки и смолы, слоистые древесные пластики, изоляция эмаль-проводов на масляно-смоляных и поливинилацеталевых лаках и т. п.

К классу Е относятся пластмассы с органическим наполнением и термореактивным связующим типа фенолформальдегидных и им подобных смол (гетинакс, текстолит), полиэтилентерефталатные пленки, компаунды на основе эпоксидных, полиуретановых и полиэфирных смол, изоляция эмаль-проводов на основе поливинилацеталей, полиуретанов и эпоксидных смол.

К Классу В относятся материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с органическими подложками, связующими и пропитывающими составами (битумно-масляные глифталевые модифицированные лаки, лаки на основе полиэфирных, алкиднофенольных, эпоксидных и полиуретановых смол, битумные компаунды с температурой размягчения не ниже П5°С (388К) -- для неподвижных катушек).

К классу F относятся материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с синтетическими связующими и пропитывающими составами (лаки, компаунды на основе трехмерных полиэфирных, эпоксидных и полиуретановых смол, модифицированных кремнийорганическими соединениями).

К классу Н относятся материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с кремнийорганическими связующими составами, кремнийорганические эластомеры.

К классу С относятся слюда, кремнийорганические материалы, стекло, кварц, применяемые без связующих составов или с неорганическими, или с элементоорганическими связующими составами, а также газообразные диэлектрики.

Первичные средства пожаротушения (ПСП) - это инструменты и материалы, применяемые для огнетушения, эффективные в начальной стадии возгорания

Огнетушащие вещества

· Вода -- самое популярное средство борьбы с огнем. Когда вода подается на очаг возгорания, часть не испарившейся жидкости впитывается и снижает температуру горящего объекта. Растекаясь по полу, вода препятствует возгоранию не охваченных пламенем частей интерьера. Поскольку вода является электропроводником, она не пригодна для тушения оборудования и сетей, которые находятся под напряжением. Категорически запрещается лить воду на легковоспламеняющиеся жидкости. Такие жидкости образуют на поверхности воды маслянистые пятна, и, растекаясь вместе с водой, продолжают гореть на ее поверхности;

· Песок и земля - вот вещества, которые эффективно борются с воспламенением горючих жидкостей (бензин, масла, смолы, керосин и др.) Насыпая землю по периметру горящей зоны, пытайтесь окружить место возгорания и воспрепятствовать растеканию горящей жидкости. После этого следует забросать горящую поверхность слоем земли, которая перекроет доступ кислорода, необходимого для процесса горения, и впитает жидкость.

Огнетушащие материалы

Кошма, металлические мелкоячеечные сетки, асбестовые полотна - предназначены для того, что бы оградить очаг возгорания от доступа кислорода. Это достаточно эффективно, если очаг возгорания имеет небольшую площадь;Пожарный ручной инструмент и пожарный инвентарь.

На пожарных стендах и пожарных щитах располагается пожарный инструмент - ломы, лопаты, багры, крюки, топоры и пр. Пожарный инвентарь, как правило, устанавливается рядом с пожарным щитом или стендом - это может быть ящик с песком, бочка или чан с водой и др. Пожарный инструмент используется для транспортировки огнетушащих веществ в зону возгорания, а также для разбора тлеющих конструкций, вскрытия дверей и пр.



Билет 2

Закон Ома

1. Суммарное значение всех максимальных потребляемых мощностей приборов, подключённых к сети электропитания в отдельных помещениях и в здании в целом. Определить эту цифру не сложно, достаточно просуммировать паспортные данные мощностей приборов или узнать их из достоверных источников, если паспорта и таблички не сохранились, или посмотреть не представляется возможным. В Интернете можно без особого труда найти нужные цифры и просто сложить их на калькуляторе.

2. Учесть значение напряжения в сети. Обычно оно равно 220 или 380 В.

3. Выбрать материал токоведущих жил кабеля, которым будет осуществляться передача электроэнергии. Это может быть медь, алюминий или алюмомедь.

В таблице приведены данные мощности, тока и сечения кабелей и проводов, для расчетов и выбора защитных средств, кабельных материалов и электрооборудования.

В расчете применялись данные таблиц ПУЭ, формулы активной мощности для однофазной и трехфазной симметричной нагрузки.



Сечение токопро водящей жилы, мм2	Медные жилы проводов и кабелей
	Напряжение, 220 В	Напряжение, 380 В
	ток, А	мощность, кВт	ток, А	мощность, кВт
1,5	19	4,1	16	10,5
2,5	27	5,9	25	16,5
4	38	8,3	30	19,8
6	46	10,1	40	26,4
10	70	15,4	50	33,0
16	85	18,7	75	49,5
25	115	25,3	90	59,4
35	135	29,7	115	75,9
50	175	38,5	145	95,7
70	215	47,3	180	118,8
95	260	57,2	220	145,2
120	300	66,0	260	171,6

Сечение токопро водящей жилы, мм2	Алюминивые жилы проводов и кабелей
	Напряжение, 220 В	Напряжение, 380 В
	ток, А	мощность, кВт	ток, А	мощность, кВт
2,5	20	4,4	19	12,5
4	28	6,1	23	15,1
6	36	7,9	30	19,8
10	50	11,0	39	25,7
16	60	13,2	55	36,3
25	85	18,7	70	46,2
35	100	22,0	85	56,1
50	135	29,7	110	72,6
70	165	36,3	140	92,4
95	200	44,0	170	112,2
120	230	50,6	200	132,0

Пример расчета

Задача: запитать ТЭН мощностью W=4,75 кВт медным проводом в кабель-канале.

Расчет тока: J = W/U. Напряжение нам известно: 220 вольт. Согласно формуле протекающий ток J = 4750/220 = 21,6 ампера.

Ориентируемся на медный провод, потому берем значение диаметра медной жилы из таблицы. В колонке 220В -- медные жилы находим значение тока, превышающего 21,6 ампера, это строка со значением 27 ампера. Из этой же строки берем Сечение токопроводящей жилы, равное 2,5 квадрата.

При техническом обслуживании асинхронных электродвигателей мощностью 4000 кВт и выше периодически проверяют и контролируют:

1. затяжку фундаментальных болтов и все механические крепления;

2. электрическую прочность изоляции обмоток от корпуса;

3. заземление станины двигателя, а также оболочки питающего кабеля;

4. воздушный зазор между статором и ротором;

5. температуру активных частей электродвигателя.

Температура обмотки статора не должна превышать на 75°С, а

обмотки ротора на 85°С температуру охлаждающего воздуха. При профилактических осмотрах (не реже 1 раза в 3 месяца) снимают щиты и производят тщательную очистку двигателя, прочищают лобовые части статорной и роторной обмоток, продувают чистым сжатым воздухом, выверяют воздушный зазор с обеих сторон. Во время работы наблюдают за состоянием смазки подшипников. Смазочные кольца не должны иметь как медленного, так и быстрого хода; масло из подшипников не должно попадать на обмотки. Для охлаждения используют воздух с температурой не выше 35°С при относительной влажности не выше 75 % не содержащий пыли и взрывоопасных примесей. Если окружающая температура низка, то при длительных остановках двигателя нужно его прогревать током или другим способом так, чтобы температура обмоток была не ниже + 5°С.

В случаях, когда температура окружающего воздуха превышает 35°С, нужно снизить нагрузку двигателя так, чтобы нагрев его отдельных частей не превышал допустимых заводских значений. При нагреве обмотки или железа двигателя выше норм следует остановить двигатель и проверить вентиляционную систему. Особое внимание обращают на чистоту вентиляционных каналов статора и ротора, исправность вентиляционных крыльев.

Перегрев двигателя сверх допустимых температур в течение длительного времени резко сокращает срок службы изоляции обмоток и может привести к ее повреждению и аварии. Двигатель может нагреваться и от перегрузки током при неисправности контролирующего амперметра. Поэтому, если обнаружено во время осмотра такое нарушение в работе, следует проверить другим контрольным амперметром ток двигателя и, в случае его превышения по сравнению с номинальным, снизить нагрузку. Меры по снижению температуры электродвигателя принимают в зависимости от причин, вызывающих перегрев.

Оказание первой помощи при отравлении угарным газом

# При отравлении угарным газом следует устранить поступление угарного газа

# вынести пострадавшего на свежий воздух

# если пострадавший в сознании, его необходимо уложить, обеспечить покой и непрерывный доступ свежего воздуха (обмахивать газетой, включить вентилятор или кондиционер)

# если пострадавший без сознания, необходимо немедленно начать закрытый массаж сердца и искусственное дыхание до приезда скорой помощи или до прихода в сознание.

# Помните, что во время выноса пострадавшего из места, в котором находится опасная концентрация угарного газа, в первую очередь нужно обезопасить себя, чтобы не отравиться тоже. Для этого нужно действовать быстро и дышать через носовой платок, марлю.



Билет № 3

Трансформатор тока

Трансформатор тока предназначен для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Трансформатор тока имеет замкнутый магнитопровод 2 (рис.) и две обмотки -- первичную 1 и вторичную 3. Первичная обмотка включается последовательно в цепь измеряемого тока I₁, ко вторичной обмотке присоединяются измерительные приборы, обтекаемые током I₂.

Погрешность трансформатора тока зависит от его конструктивных особенностей; сечения магнитопровода, магнитной проницаемости материала магнитопровода, средней длины магнитного пути, значения I₁*W1. В зависимости от предъявляемых требований, выпускаются трансформаторы тока с классами точности 0,2; 0,5; 1; 3; 10. Указанные цифры представляют собой токовую погрешность в процентах номинального тока при нагрузке первичной обмотки током 100 - 120% для первых трех классов и 50-120% для двух последних. Для трансформаторов тока классов точности 0,2; 0,5 и 1 нормируется также угловая погрешность.

Погрешность трансформатора тока зависит от вторичной нагрузки (сопротивление приборов, проводов, контактов) и от кратности первичного тока по отношению к номинальному. Увеличение нагрузки и кратности тока приводит к увеличению погрешности.

При первичных токах, значительно меньших номинального, погрешность трансформатора тока также возрастает.

Трансформаторы тока класса 0,2 применяются для присоединения точных лабораторных приборов, класса 0,5 - для присоединения счетчиков денежного расчета, класса 1 -- для всех технических измерительных приборов, классов 3 и 10 -- для релейной защиты.

Кроме рассмотренных классов выпускаются также трансформаторы тока со вторичными обмотками типов Д (для дифференциальной защиты), 3 (для земляной защиты), Р (для прочих релейных защит).

Токовые цепи измерительных приборов и реле имеют малое сопротивление, поэтому трансформатор тока нормально работает в режиме, близком к режиму КЗ. Если разомкнуть вторичную обмотку, магнитный поток в магнитопроводе резко возрастет, так как он будет определяться только МДС первичной обмотки. В этом режиме магнитопровод может нагреться до недопустимой температуры, а на вторичной разомкнутой обмотке появится высокое напряжение, достигающее в некоторых случаях десятков киловольт.

Из-за указанных явлений не разрешается размыкать вторичную обмотку трансформатора тока при протекании тока в первичной обмотке. При необходимости замены измерительного прибора или реле предварительно замыкается накоротко вторичная обмотка трансформатора тока (или шунтируется обмотка реле, прибора).

При возникновении короткого замыкания в электрической системе в большинстве случаев возрастает ток до величины, значительно превосходящей максимальный рабочий ток. Защита, реагирующая на это возрастание, называется токовой. Токовые защиты являются наиболее простыми и дешевыми. Поэтому они широко применяются в сетях до 35 кВ включительно.

Комплекты токовых защит устанавливаются со стороны питания линии для отключения выключателей 1, 2, 3. При повреждении на одном из участков сети ток повреждения проходит через все реле. Если ток короткого замыканиябольше тока срабатывания защит, эти защиты придут в действие. Однако, по условию селективности, сработать и отключить выключатель должна только одна максимальная токовая защита - ближайшая к месту повреждения.

Такое действие защиты может быть достигнуто двумя способами. Первый основан на том, что ток повреждения уменьшается при удалении от места повреждения. Выбирается ток срабатывания защиты больше максимального значения тока на данном участке при повреждении на следующем, более удаленным от источника питания. Второй способ - создание у защит выдержек времени срабатывания тем больших, чем ближе защита расположена к источнику питания.

Действие электрического тока на организм человека может быть тепловым (ожоги), механическим (разрыв тканей, растрес-кивание костей), химическим (электролиз), и биологическим (нарушение функций нервной системы и управляемых ею процес-сов в живом организме).

При электротравмах могут быть внутренние (электрический удар) или внешние (ожог, металлизация, электрический знак) поражения организма человека.

Наиболее тяжелым видом электротравм являются электри-ческие удары.

Наблюдения и исследования данных об электротравматизме показывают, что решающее влияние на исход электрических травм оказывают следующие факторы:

а) величина поражающего тока, протекающего через тело' человека;

б) напряжение в электроустановках;

в) продолжительность воздействия тока на организм чело-века;

г) путь прохождения тока;

д) род и частота тока;

е) состояние окружающей среды;

ж) состояние организма человека в момент получения элек-тротравмы.

Нужно отключить электричество. Либо неметаллической палкой отодвинуть провод от пострадавшего, либо перерубить провод топором с деревянной ручкой, либо обмотать руку сухой тканью и оттащить пострадавшего за одежду.

Далее проверяете дыхание и пульс. Если они отсутствуют - делайте искусственное дыхание. Если дыхание есть, но нет сознания, переворачиваете пострадавшего на бок и вызываете скорую.

Затем необходимо как можно быстрее обработать электрические ожоги. Всегда ищите два ожога (места входа и выхода электрического тока). Как правило они находятся на ладонях.



Билет 4

Магнитный пускатель является коммутационным аппаратом и относится к семейству электромагнитных контакторов, позволяющий коммутировать мощные нагрузки постоянного и переменного тока, и предназначен для частых включений и отключений силовых электрических цепей.

Магнитные пускатели применяются в основном для пуска, останова и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей, однако, из-за своей неприхотливости они прекрасно работают в схемах дистанционного управления освещением, в схемах управления компрессорами, насосами, кран-балками, тепловыми печами, кондиционерами, ленточными конвейерами и т.д. Одним словом, у магнитного пускателя обширная область применения.

Как таковой магнитный пускатель уже трудно встретить в магазинах, так как их практически вытеснили контакторы. Причем по своим конструктивным и техническим характеристикам современный контактор ничем не отличается от магнитного пускателя, а различить их можно только по названию. Поэтому, когда будете приобретать в магазине пускатель, обязательно уточняйте, что это -- магнитный пускатель или контактор.

Мы рассмотрим устройство и работу магнитного пускателя на примере контактора типа КМИ - контактор малогабаритный переменного тока общепромышленного применения.

Принцип работы магнитного пускателя

Принцип работы очень простой: напряжение питания подается на катушку пускателя, в катушке возникает магнитное поле, за счет которого вовнутрь катушки втягивается металлический сердечник, к которому закреплена группа силовых (рабочих) контактов, контакты замыкаются, и через них начинает течь электрический ток. Управление магнитным пускателем осуществляется кнопками «Пуск», «Стоп», «Вперед» и «Назад».

Электрические сети с изолированной и заземленной нейтралью

В зависимости от характера (величины) тока замыкания на землю электрические сети разделяются на сети с изолированной и сети с заземленной нейтралью (или глухозаземленной нейтралью, что одно и то же). Что это означает и в чем разница?

Под нейтралью подразумеваются нейтрали трансформаторов, входящих в электрическую сеть одного напряжения, то есть имеющих электрическую связь. Как мы помним, обмотки разных напряжений трансформатора электрической связи между собой не имеют, а имеют магнитную связь, значит и сети разных напряжений между собой электрически не связаны. Если на трансформаторах одной сети заземлить (соединить с землей) нейтрали обмоток одного напряжения (как мы помним, в нормальном режиме работы трансформатора напряжение на нейтрали равно нулю), то электрическая сеть этого напряжения и будет сетью с заземленной нейтралью. Если же все нейтрали обмоток одного напряжения трансформаторов одной сети не имеют связи с землей, то эти сети являются сетями с изолированной нейтралью.

Если на оборудовании в сети с заземленной нейтралью произойдет замыкание одной фазы (одного провода) на землю, то возникнет замкнутая электрическая цепь с малым сопротивлением или, как говорится в электротехнике, замкнутый контур тока (фаза, замкнутая на землю, нейтраль трансформатора, который имеет электрическую связь с этой фазой и снова фаза, контур замкнулся). А поскольку сопротивление данного контура маленькое, то ток возникающий в таком контуре «огромадный». Он называется током однофазного короткого замыкания (потому что проходит не через нагрузку, а не доходя ее по укороченному пути) и в считанные секунды нагревает провода до такой степени, что они расплавляются, а точнее испаряются. Поэтому сети с заземленной нейтралью еще называют сети с большим током замыкания на землю. Для исключения повреждения оборудования при возникновении однофазного короткого замыкания это оборудование необходимо сразу же отключать с помощью устройств релейной защиты и автоматики (РЗА), то есть это повреждение устраняется с возможным перерывом питания потребителей (если, к примеру, это тупиковая линия).

Если такая же ситуация произойдет в сети с изолированной нейтралью, то замкнутого контура не будет, так как он разорван в месте нейтраль - земля и тока большой величины в точке замыкания не будет. Большого тока не будет, но ток , хоть и небольшой, все же будет - это зарядный или емкостной ток данной сети. Величина его зависит от емкости данной сети, которая в данном случае работает как конденсатор, емкость которого зависит от протяженности линий этой сети. Сети сети с изолированной нейтралью еще называют сети с малым током замыкания на землю. В случае однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью немедленного отключения оборудования, на котором произошло замыкание, не требуется, т.к. отсутствуют большие токи способные привести к повреждению оборудования и оно может работать сколь угодно долго не прерывая питания потребителей. На первый взгляд. Но существует ряд причин, по которым режим однофазного замыкания в сети с изолированной нейтралью не желателен и его нужно устранить в возможно более короткий срок.

Во-первых, при нормальном режиме работы сети напряжение каждой фазы относительно земли в v3 раз меньше напряжения между фаз (напряжение каждой фазы относительно земли называется фазным, а напряжение между фазами - линейным). При замыкании одной фазы на землю, на двух других фазах по отношению к земле напряжение повышается до линейного (увеличивается в v3 раз), т.к. земля в данной сети уже имеет такой же потенциал, как и фаза замкнувшая на землю. Если в какой-то точке сети на одной из неповрежденных фаз из-за слабой, по какой-то причине, изоляции произойдет ее «пробой», то возникнет двухфазное короткое замыкание (по контуру: фаза - точка замыкания на землю - земля - пробитый изолятор - вторая фаза - обмотки трансформатора), которое сопровождается большими токами повреждающими оборудование. Другими словами - однофазное замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью опасно переходом в двухфазное короткое замыкание.

Во-вторых, однофазное замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью представляет опасность для людей, находящихся вблизи точки замыкания. Поскольку напряжение возникающее на поверхности земли в точке соприкосновения с фазой резко уменьшается при удалении от этой точки (полностью исчезает на расстоянии приблизительно 8 м), то человек, оказавшийся на расстоянии ближе 8 м к точке замыкания попадет в зону напряжения. При этом, если стоять, держа ноги вместе, ничего страшного не произойдет, но стоит ступням ног оказаться на расстоянии друг от друга одной ближе, другой дальше от точки замыкания, то между этими точками возникнет разность потенциалов, т.к. одна нога (которая ближе к точке замыкания) находится в зоне более высокого напряжения, чем другая и человека «долбанет» не трудно догадаться в каком месте, причем чем шире шаг, тем больше разность потенциалов. Поэтому из зоны замыкания нужно выходить либо прыжками, либо мелкими шажками. Этот эффект называется шаговым напряжением. Еще существует понятие напряжения прикосновения. Это когда человек касается рукой корпуса оборудования в котором произошло замыкание на землю (на корпус, что одно и тоже, потому что все корпуса оборудования должны быть заземлены).

В-третьих, емкостной ток в точке замыкания на землю при величине более 5-10 А проходит в виде электрической дуги, что при замыканиях внутри трансформаторов или генераторов приводит к повреждению обмотки и магнитопровода. Поэтому на генераторах с током замыкания на землю более 5 А устанавливается защита на отключение генератора при возникновении замыкания на землю. В сетях напряжением 6, 10 и 35 кВ, где токи замыкания на землю превышают соответственно 30, 20 и 10 А применяются устройства компенсации емкостного тока, которые снижают его до величины менее 5 А. Это так называемые дугогасящие катушки (ДГК), которые представляют из себя сердечник (магнитопровод) с намотанной на него обмоткой и помещенный в герметичный корпус заполненный трансформаторным маслом. Один конец обмотки подключен к нейтрали трансформатора сети, подлежащей компенсации, а другой соединен с землей. Так как сети 6-10 кВ питаются от вторичных обмоток трансформаторов 110-35 кВ, соединенных в треугольник, то для ДГК либо ставится отдельный трансформатор 6-10 кВ, отмотка которого соединена в звезду, либо она включается в нейтраль трансформатора собственных нужд подстанции. Поскольку катушка представляет из себя индуктивное сопротивление, то при замыкании на землю она оказывается под фазным напряжением (земля это фаза, а нейтраль трансформатора - нуль) и по ней протекает индуктивный ток. А индуктивный ток противоположен по направлению емкостному току в точке замыкания на землю и уничтожает его. Величина индуктивного тока регулируется количеством витков катушки. Величина емкостного тока замыкания на землю сети определяется (замеряется) опытным путем при помощи искусственно (сознательно) созданного замыкания на землю. Сети, где применяются дугогасящие катушки, называются еще сетями с компенсированной нейтралью.

В нашей энергетике с изолированной нейтралью работают сети напряжением 6, 10 и 35 кВ. Сети остальных напряжений работают в режиме заземленной нейтрали. Почему нельзя сделать однотипными сети всех напряжений? Этим вопросом должен озадачиться любой нормальный человек (проверьте себя). Сеть 0,4 кВ по требованию Правил устройства электроустановок (ПУЭ) должна работать в режиме глухозаземленной нейтрали для безопасности людей, поскольку при замыкании фазы на землю в данном случае она будет отключаться защитными аппаратами (автоматами или предохранителями). Сети 6-35 кВ экономически выгоднее делать с изолированной нейтралью - не происзодит отключения оборудования, а значит и погашения потребителей при однофазном замыкании (а именно однофазные замыкания чаще всего возникают на электрооборудовании) и есть время у оперативного персонала перевести потребителей на резервное питание прежде чем отключить поврежденный участок. Начиная со 110 кВ выгоднее делать сети с заземленной нейтралью, т.к. экономятся средства на дорогую изоляцию, которая при одном и том же напряжении в сети с изолированной нейтралью должна быть больше из-за длительности времени замыкания нежели в сети с заземленной нейтралью, где режим замыкания на землю длится менее секунды (основные защиты оборудования имеют уставки по времени от 0 до 0,5 секунд). К тому же практически все потребители имеют минимум две линии питания напряжением 110 кВ, чего не скажешь про 6-10 кВ, и отключение одной из линий от защиты не приводит к погашению потребителей.

В сетях с заземленной нейтралью в идеальном случае нейтрали всех трансформаторов должны быть заземлены, но на практике это не так. По условиям выбора оборудования, а оборудование выбирается из расчета величины тока трехфазного КЗ в данной сети, ток однофазного замыкания на землю не должен превышать тока трехфазного КЗ. А на практике, если заземлить нейтрали на всех трансформаторах, именно это и происходит, т.е. ток однофазного КЗ превышает ток трехфазного КЗ. Для того, чтобы уменьшить ток однофазного КЗ на ряде трансформаторов разземляют нейтрали (чем больше заземлено нейтралей, тем больше ток однофазного КЗ в этой сети и наоборот). Нейтрали разземляют на тех трансформаторах, у которых по расчетам не возникает перенапряжения на тейтрали при несимметричном режиме работы трансформатора, который возникает, например, при том же однофазном КЗ в сети.

Когда нейтраль заземлена, ей перенапряжение не грозит

И еще одна особенность в отличии сетей. Сети напряжением от 6 кВ и выше - трех проводные (сколько фаз, столько и проводов). Сети 0,4 кВ - четырех проводные (три фазных провода и один нулевой). Почему так? Сети выше 6 кВ служат для передачи и распределения электроэнергии и нулевой провод для этого не нужен. Даже если учесть, что у потребителей имеются электродвигатели напряжением 6 кВ, то все они трехфазного исполнения и нулевой провод так же не нужен. А сеть 0,4 кВ кроме промышленных потребителей, у которых оборудование трехфазного исполнения, имеет в большинстве своем бытового потребителя, у которого все оборудование однофазного исполнения. К лампочкам и утюгам не нужно подводить три фазы, они прекрасно работают и на одной. Поэтому в жилые дома (имеется в виду отдельно взятая квартира) заводится одна фаза. Но одна фаза работать не будет, ток течет только по замкнутому контуру. Для создания этого контура и служит нулевой провод, который соединен с нейтралью трансформатора, от которого берется фаза. И включая в розетку утюг, мы создаем контур для электрического тока: фаза - спираль утюга - нулевой провод - нейтраль трансформатора - фаза. В общем делаем не что иное, как однофазное замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью. Но поскольку это замыкание происходит через сопротивление, рассчитанное на данное напряжение (через нагрузку), то недопустимых токов не возникает. Хотя если в розетку, куда подведены фаза и нуль, воткнуть просто проволоку, то можно воочую увидеть что такое сверх ток и его последствия. Остается добавить, что линейное напряжение (междуфазное) в сети 0,4 кВ составляет 380 В, а фазное (напряжение между фазой и нулем) 220 В, т.е. как и положено по правилам электротехники в v3 раз меньше линейного. На некоторых подстанциях Калужской энергосистемы трансформаторы собственных нужд имеют обмотку низшего напряжения соединенную в треугольник. Естественно сеть 0.4 кВ у такого ТСН работает с изолированной нейтралью. Напряжение 220 В берется в такой сети с двух фаз, а замыкание одной из фаз на землю не приводит к отключению питающего автомата, поэтому в такой сети имеется сигнализация замыкания на землю в сети собственных нужд.

Переломы различают двух видов: открытые и закрытые. При закрытом переломе кожный покров в месте перелома не поврежден. Признаками перелома любой кости являются неестественная форма, изменение длины и подвижности конечности, резкая боль, припухлость, кровоизлияние.

Оказывая помощь при переломе, в первую очередь необходимо придать пострадавшему удобное и спокойное положение, исключающее движение поврежденной части тела. Это может быть достигнуто при помощи наложения шин.

При отсутствии специальных шин можно использовать любые подручные средства - доски, палки, куски картона, фанеры и т. д. Крепятся шины к конечностям бинтами, ремнями или веревками. Правильное наложение шин придает поврежденной части неподвижное состояние во время транспортировки и уменьшает болезненное ощущение.Для предотвращения загрязнения раны при открытом переломе нужно смазать поверхность кожи вокруг раны настойкой йода и наложить стерильную повязку.



Билет 5

Заземлению подлежат металлические части электротехнических устройств, не находящиеся под напряжением, но которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции, а также трубопроводы, сигнальные тросы и др., расположенные в выработках, в которых имеются электрические установки и проводки. В шахтах, опасных по газу и пыли, для защиты от накопления статического электричества заземлению подлежат одиночные металлические воздухопроводы и пневматические вентиляторы.

В подземных выработках шахт устраивается общая сеть заземления с главными и местными заземлителями, к которой присоединяются все объекты, подлежащие заземлению независимо от величины напряжения

Общая сеть заземления создается путем непрерывного электрического соединения между собой всех металлических оболочек и заземляющих жил кабелей или специально проложенных проводников. Все электрические машины и аппараты, муфты и другая кабельная арматура с присоединенным бронированным кабелем обязательно снабжаются перемычками из стали площадью сечения не менее 50 мм² или из меди площадью сечения не менее 25 мм², посредством которых и осуществляется непрерывность цепи свинцовых оболочек и стальной брони кабелей.

Кроме того, у тяговой подстанции электровозной контактной откатки к общей сети заземления должны присоединяться токоведущие рельсы, используемые в качестве обратного провода контактной сети.

При наличии в шахте нескольких горизонтов к главным заземлителям должна присоединяться общая сеть заземления каждого горизонта. Для этого допускается использование брони силовых кабелей, проложенных между горизонтами. При отсутствии таких кабелей соединение общей сети горизонта с главным заземлителем должно производиться при помощи специально проложенного проводника.

Главные заземлители устраиваются в зумпфах или водосборниках. Во всех случаях должно быть не менее двух главных заземлителей, расположенных в разных местах, резервирующих друг друга. Главный заземлитель представляет собой стальную полосу площадью не менее 0,75 м², толщиной не менее 5 мм и длиной не менее 2,5 м. В случае электроснабжения шахты с помощью кабелей, прокладываемых по скважинам, главные заземлители могут устраиваться на поверхности или в водосборниках шахты. При этом в качестве одного из главных заземлителей могут быть использованы обсадные трубы, которыми закреплены скважины. При отдельном электроснабжении блоков и отсутствии главного водоотлива главные заземлители располагают в зумпфах или специальном колодце с водой.

Местные заземлители устраивают у каждой распределительной или трансформаторной подстанции, у стационарных и передвижных распределительных пунктов, у каждого выключателя, кабельной муфты и отдельно установленных машин. Местные заземлители устраиваются в водоотливных канавах и представляют собой стальные полосы площадью не менее 0,6 м², толщиной не менее 3 мм и длиной не менее 2,5 м, уложенные на «подушку» из мелких кусков породы и засыпанные сверху.

При откатке контактными электровозами заземление электроустановок постоянного тока, находящихся в непосредственной близости от рельсов, должно осуществляться путем присоединения заземляемой конструкции к рельсам, используемым в качестве обратного провода контактной сети.

Общее переходное сопротивление сети заземления, измеренное у любых заземлителей, не должно превышать 2 Ом.

Требования, предъявляемые к выключателям

1) надежность в работе и безопасность для окружающих;

2) быстродействие - возможно малое время отключения;

3) удобство в обслуживании;

4) простота монтажа;

5) бесшумность работы;

6) сравнительно невысокая стоимость.

Применяемые в настоящее время выключатели отвечают перечисленным требованиям в большей или меньшей степени. Однако конструкторы выключателей стремятся к более полному соответствию характеристик выключателей выдвинутым выше требованиям.

Масляные выключатели

Различают масляные выключатели двух видов - баковые и маломасляные. Методы деионизации дугового промежутка в этих выключателях одинаковы. Различие заключается лишь в изоляции контактной системы от заземленного основания и в количестве масла.

До недавнего времени в эксплуатации находились баковые выключатели следующих типов: ВМ-35, С-35, а также выключатели серии У напряжением от 35 до 220 кВ. Баковые выключатели предназначены для наружной установки, в настоящее время не производятся.

Основные недостатки баковых выключателей: взрыво- и пожароопасность; необходимость периодического контроля за состоянием и уровнем масла в баке и вводах; большой объем, масла, что обусловливает большую затрату времени на его замену, необходимость больших запасов масла; непригодность для установки внутри помещений.

Маломасляные выключатели

Маломасляные выключатели (горшковые) получили широкое распространение в закрытых и открытых распределительных устройствах всех напряжений. Масло в этих выключателях в основном служит дугогасящей средой и только частично изоляцией между разомкнутыми контактами.

Изоляция токоведущих частей друг от друга и от заземленных конструкций осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами. Контакты выключателей для внутренней установки находятся в стальном бачке (горшке), отсюда сохранилось название выключателей "горшковые".

Маломасляные выключатели напряжением 35 кВ и выше имеют фарфоровый корпус. Самое широкое применение получили выключатели 6-10 кВ подвесного типа (ВМГ-10, ВМП-10). В этих выключателях корпус крепится на фарфоровых изоляторах к общей раме для всех трех полюсов. В каждом полюсе предусмотрен один разрыв контактов и дугогасительная камера.

Конструктивные схемы маломасляных выключателей 1 - подвижный контакт; 2 - дугогасительная камера; 3 - неподвиж-ный контакт; 4 - рабочие контакты

При больших номинальных токах обойтись одной парой контактов (которые выполняют роль рабочих и дугогасительных) трудно, поэтому предусматривают рабочие контакты снаружи выключателя, а дугогасительные - внутри металлического бачка. При больших отключаемых токах на каждый полюс имеется два дугогасительных разрыва. По такой схеме выполняются выключатели серий МГГ и МГ на напряжение до 20 кВ включительно. Массивные внешние рабочие контакты 4 позволяют рассчитать выключатель на большие номинальные токи (до 9500 А). При напряжениях 35 кВ и выше корпус выключателя выполняется фарфоровым, серия ВМК - выключатель маломасляный колонковый). В выключателях 35, 110 кВ предусмотрен один разрыв на полюс, при больших напряжениях - два разрыва и более.

Недостатки маломасляных выключателей: взрыво- и пожароопасность, хотя и значительно меньшая, чем у баковых выключателей; невозможность осуществления быстродействующего АПВ; необходимость периодического контроля, доливки, относительно частой замены масла в дугогасительных бачках; трудность установки встроенных трансформаторов тока; относительно малая отключающая способность.

Область применения маломасляных выключателей - закрытые распределительные устройства электростанций и подстанций 6, 10, 20, 35 и 110 кВ, комплектные распределительные устройства 6, 10 и 35 кВ и открытые распределительные устройства 35 и 110 кВ.

Воздушные выключатели

В воздушных выключателях гашение дуги происходит сжатым воздухом при давлении 2-4 МПа, а изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами. Конструктивные схемы воз-душных выключателей различны и зависят от их номинального напряжения, способа создания изоляционного промежутка между контактами в отключенном положении, способа подачи сжатого воздуха в дугогасительное устройство.

В выключателях на большие номинальные токи имеется главный и дугогасительный контур подобно маломасляным выключателям МГ и МГГ. Основная часть тока во включенном положении выключателя проходит по главным контактам 4, расположенным открыто. При отключении выключателя главные контакты размыкаются первыми, после чего весь ток проходит по дугогасительным контактам, заключенным в камере 2. К моменту размыкания этих контактов в камеру подается сжатый воздух из резервуара 1, создается мощное дутье, гасящее дугу. Дутье может быть продольным или поперечным.

Необходимый изоляционный промежуток между контактами в отключенном положении создается в дугогасительной камере путем разведения контактов на достаточное расстояние. Выключатели, выполненные по конструктивной схеме с открытым отделителем, изготовляются для внутренней установки на напряжение 15 и 20 кВ и ток до 20000 А (серия ВВГ). В данном типе выключателей после отключения отделителя 5 прекращается подача сжатого воздуха в камеры и дугогасительные контакты замыкаются.

Конструктивные схемы воздушных выключателей 1 - резервуар со сжатым воздухом; 2 - дугогасительная камера; 3 - шунтирующий резистор; 4 - главные контакты; 5 - отделитель; 6 - емкостный делитель напряжения на 110 кВ - два разрыва на фазу (г)

В воздушных выключателях для открытой установки на напряжение 35 кВ (ВВ-35) достаточно иметь один разрыв на фазу.

В выключателях напряжением 110 кВ и выше после гашения дуги размыкаются контакты отделителя 5 и камера отделителя остается заполненной сжатым воздухом на все время отключенного положения. При этом в дугогасительную камеру сжатый воздух не подается и контакты в ней замыкаются.

По данной конструктивной схеме созданы выключатели серии ВВ на напряжение до 500 кВ. Чем выше номинальное напряжение и чем больше отключаемая мощность, тем больше должно быть разрывов в дугогасительной камере и в отделителе.

По конструктивной схеме рис, г выполняются воздухонаполненные выключатели серии ВВБ. Напряжение модуля ВВБ 110 кВ при давлении сжатого воздуха в гасительной камере 2 МПа. Номинальное напряжение модуля выключателя серии ВВБК (крупномодульного) составляет 220 кВ, а давление воздуха в гасительной камере 4 МПа. Аналогичную конструктивную схему имеют выключатели серии ВНВ: модуль напряжением 220 кВ при давлении 4 МПа.

Для выключателей серии ВВБ количество дугогасительных камер (модулей) зависит от напряжения (110 кВ - одна; 220 кВ - две; 330 кВ - четыре; 500 кВ - шесть; 750 кВ - восемь), а для крупномодульных выключателей (ВВБК, ВНВ) количество модулей соответст-венно в два раза меньше.

Элегазовые выключатели

Элегаз (SF6 - шестифтористая сера) представляет собой инертный газ, плотность которого превышает плотность воздуха в 5 раз. Электрическая прочность элегаза в 2 - 3 раза выше прочности воздуха; при давлении 0,2 МПа электрическая прочность элегаза сравнима с прочностью масла.

В элегазе при атмосферном давлении может быть погашена дуга с током, который в 100 раз превышает ток, отключаемый в воздухе при тех же условиях. Исключительная способность элегаза гасить дугу объясняется тем, что его молекулы улавливают электроны дугового столба и образуют относительно неподвижные отрицательные ионы. Потеря электронов делает дугу неустойчивой, и она легко гаснет. В струе элегаза, т. е. при газовом дутье, поглощение электронов из дугового столба происходит еще интенсивнее.

В элегазовых выключателях применяют автопневматические (автокомпрессионные) дугогасительные устройства, в которых газ в процессе отключения сжимается поршневым устройством и направляется в зону дуги. Элегазовый выключатель представляет со-бой замкнутую систему без выброса газа наружу.

В настоящее время элегазовые выключатели применяются на всех классах напряжений (6-750 кВ) при давлении 0,15 - 0,6 МПа. Повышенное давление применяется для выключателей более высоких классов напряжения. Хорошо зарекомендовали элегазовые выключа-тели следующих зарубежных фирм: ALSTOM; SIEMENS; Merlin Gerin и др. Освоен выпуск современных элегазовых выключателей ПО "Уралэлектротяжмаш": баковые выключатели серии ВЭБ, ВГБ и колонковые выключатели серии ВГТ, ВГУ.

В качестве примера рассмотрим конструкцию выключателя серии LF фирмы Merlin Gerin напряжением 6-10 кВ.

Базовая модель выключателя состоит из следующих элементов:

- корпуса выключателя, в котором расположены все три полюса, представляющего собой "сосуд под давлением", заполненный элегазом под низким избыточным давлением (0,15 МПа или 1,5 атм.);

- механического привода типа RI;

- передней панели привода с рукояткой для ручного взвода пружин и индикаторами состояния пружины и выключателя;

- высоковольтных силовых контактных площадок;

- многоштырьевого разъема для подключения цепей вторичной коммутации.

Вакуумные выключатели

Электрическая прочность вакуума значительно выше прочности других сред, применяемых в выключателях. Объясняется это увеличением длины среднего свободного пробега электронов, атомов, ионов и молекул по мере уменьшения давления. В вакууме длина свободного пробега частиц превышает размеры вакуумной камеры.

Восстанавливающаяся электрическая прочность промежутка длиной 1/4" после отключения тока 1600 А в вакууме и различных газах при атмосферном давлении

В этих условиях удары частиц о стенки камеры происходят значительно чаще, чем соударения между частицами. На рисунке показаны зависимости пробивного напряжения вакуума и воздуха от расстояния между электродами диаметром 3/8" из вольфрама. При столь высокой электрической прочности расстояние между контактами может быть очень малым (2 - 2,5 см), поэтому размеры камеры могут быть также относительно небольшими.

Процесс восстановления электрической прочности промежутка между контактами при отключении тока протекает в вакууме значительно быстрее, чем в газах. Уровень вакуума (остаточное давление газов) в современных промышленных дугогасительных камерах обычно составляет Па. В соответствии с теорией электропрочности газов, не-обходимые изоляционные качества вакуумного промежутка достигаются и при меньших уровнях вакуума (порядка Па), однако для современного уровня вакуумных технологий, создание и поддержание в течение времени жизни вакуумной камеры уровня Па не составляет проблемы. Это обеспечивает вакуумным камерам запасы электропрочности на весь срок эксплуатации (20-30 лет).

Типовая конструкция вакуумной дугогасительной камеры приведена на рисунке.

Конструктивная схема вакуумной дугогасительной камеры

Конструкция вакуумной камеры состоит из пары контактов (4; 5), один из которых является подвижным (5), заключенных в ваккумноплотную оболочку, спаянную из керамических или стеклянных изоляторов (3; 7), верхней и нижней металлических крышек (2; 8) и металлического экрана (6). Перемещение подвижного контакта относительно неподвижного обеспечивается путем применения сильфона (9). Выводы камеры (1; 10) служат для подключения ее к главной токоведущей цепи выключателя.

Надо отметить, что для изготовления оболочки вакуумной камеры применяются только специальные вакуумноплотные, очищенные от растворенных газов металлы - медь и специальные сплавы, а также специальная керамика. Контакты вакуумной камеры изготавливаются из металлокерамической композиции (как правило, это медь-хром в соотношении 50 %-50 % или 70 %-30 %), обеспечивающей высокую отключающую способность, износостойкость и препятствующей возникновению точек сваривания на поверхности контактов. Цилиндрические керамические изоляторы, совместно с вакуумным промежутком при разведенных контактах обеспечивают изоляцию между выводами камеры при отключенном положении выключателя.

Таврида-электрик выпустила новую конструкцию вакуумного выключателя с магнитной защелкой. В основу его конструкции заложен принцип соосности электромагнита привода и вакуумной дугогасительной камеры в каждом полюсе выключателя. Включение выключателя осуществляется в следующей последовательности.

В исходном состоянии контакты вакуумной дугогасительной камеры разомкнуты за счет воздействия на них отключающей пружины 7 через тяговый изолятор 5. При прикладывании напряжения положительной полярности к катушке 9 электромагнита, в зазоре магнитной системы нарастает магнитный поток.

В момент, когда сила тяги якоря, создаваемая магнитным потоком, превосходит усилие пружины отключения 7, якорь 11 электромагнита вместе с тяговым изолятором 5 и подвижным контактом 3 вакуумной камеры начинает движение вверх, сжимая пружину отключения. При этом в катушке возникает двигательная противо-ЭДС, которая препятствует дальнейшему нарастанию тока, и даже несколько уменьшает его.

В процессе движения якорь набирает скорость около 1 м/с, что позволяет избежать предпробоев при включении и исключить дребезг контактов ВДК. При замыкании контактов вакуумной камеры, в магнитной системе остается зазор дополнительного поджатия равный 2 мм. Скорость движения якоря резко падает, так как ему приходится преодолевать еще и усилие пружины дополнительного контактного поджатия 6. Однако под воздействием усилия, создаваемого магнитным потоком и инерцией, якорь 11 продолжает двигаться вверх, сжимая пружину отключения 7 и пружину 6 дополнительного контактного поджатия.

В момент замыкания магнитной системы якорь соприкасается с верхней крышкой привода 8 и останавливается. После окончания процесса включения ток катушки привода отключается. Выключатель остается во включенном положении за счет остаточной индукции, создаваемой кольцевым постоянным магнитом 10, который удерживает якорь 11 в притянутом к верхней крышке 8 положении без дополнительной токовой подпитки.

Для отключения выключателя необходимо приложить к выводам катушки напряжение отрицательной полярности.

Оказание первой медицинской помощи при ожогах

Выше мы перечислили действия, которые категорически запрещается проводить при ожогах. Далее мы приведём вам инструкцию того, как необходимо действовать при ожогах.

Поражённое место необходимо охладить

В первую очередь вы должны охладить место ожога. Для этого используйте очень холодную воду, если таковая имеется, или замороженные продукты из морозильной камеры или непосредственно лёд. Это поможет остудить обожжённый участок тела, а также уменьшит очаг травмы, чтобы она не увеличивалась.

Обработайте поражённую часть

Если повреждение не слишком серьёзное, то есть вы получили ожёг лёгкой степени, то в данном случае необходимо обработать рану антисептиком. Данные антисептики выполнены в виде специальных спреев. Антисептик - это своего рода дезинфицирующее средство, которое исключит попадание различных микробов в поражённый участок тела, так как при ожоге повреждён защитный слой - кожа, а она препятствует попаданию микробов.

Если у вас современный качественный спрей-антисептик, то никакой боли обработка раны вызвать не должна. Спрей просто разбрызгивается на поражённый участок.

Волдыри при ожогах: прокалывать или нет?

Очень часто многие, при ожогах и появлении волдырей, не знают: прокалывать их или нет. Это достаточно серьёзный вопрос. Если же у пострадавшего имеются большие волдыри, то их рекомендуется всё-таки проколоть, чтобы он не лопнул из-за непроизвольного воздействия на него. Произвести прокалывание необходимо очень аккуратно, небольшой иголочкой, и только сбоку. Предварительно иголку нужно обработать в спирте. После того, как вы прокололи волдырь - промокните тампоном выделяющуюся жидкость, а затем поражённый участок тела нужно обработать спреем-антисептиком.

Если же волдыри небольшие, то их лучше не прокалывать, это даже делать не рекомендуется. Если же вы сомневаетесь, прокалывать волдыри или нет - обратитесь за помощью к врачам.

Наложите повязку

Когда рана обработана - необходимо на неё наложить стерильную повязку. Лучше всего для этого подойдёт стерильный бинт. Данная повязка защитит поражённый участок тела. Учтите, что повязка накладывается только на сухой ожог, если рана «сочится», то этого делать не рекомендуется, принимать решение об этом должен врач.

...