Файл: О бразовательная автономная некоммерческая организация в.docx
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 455
Скачиваний: 29
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
изоляционных (диэлектрических) материалов. Таким образом, электротехнические материалы в соответствии с их назначением и по основным выполняемым функциям в электротехнических устройствах и установках разделяют на три основных вида: магнитные, проводниковые и изоляционные.
Кроме конкретных электромагнитных, электротехнические материалы должны обладать и целым рядом других свойств: механической прочностью, нагревостойкостыо, стойкостью по отношению к химическим реакциям, определенными технологическими свойствами (например, способностью более или менее легко поддаваться механической обработке) и др. Правильный выбор электротехнических материалов с учетом их конкретных свойств при изготовлении (а также при монтаже и последующих ремонтах) различного электрооборудования обуславливает его надежную работу.
Промежуточное положение по электропроводности между проводниками и диэлектриками занимают полупроводниковые материалы, которые используются для изготовления полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Их главными показателями являются чистота исходного материала и возможность получения изделий с высокой степенью интеграции различных функциональных схем.
Кроме электротехнических материалов в электрооборудовании используются еще конструкционные и вспомогательные материалы.
Конструкционные материалы предназначены для изготовления корпусов электрических машин, аппаратов и приборов и для крепления различных деталей, узлов и элементов. Они должны обеспечивать прочность конструкции в условиях мощных электромагнитных полей. Для их изготовления в основном применяют железо, чугун и конструкционные стали.
К вспомогательным материалам относят различные припои и флюсы, используемые для соединения проводников методом пайки (это в основном материалы на основе меди, олова, свинца и цинка), клеи (на основе синтетических эпоксидных смол) и вяжущие составы (на основе цемента).
Совершенствование и развитие электромашиностроения, аппарато- и приборостроения идет по пути разработки новых видов электротехнических материалов, обладающих улучшенными характеристиками. Например, разработка новых видов магнитных материалов позволила значительно уменьшить габариты электрических машин и повысить их мощность на единицу веса; новые изоляционные материалы с высокими значениями диэлектрической проницаемости, электрическою сопротивления и пробивною напряжения обусловили создание новых конденсаторов большой емкости с повышенной реактивной мощностью, позволяющих работать в установках с более высокими рабочими напряжениями; применение более нагревостойкой изоляции электрических машин позволило увеличить их мощность на единицу веса и повысить надежность; производство проводов с механически прочной эмалевой изоляцией обеспечило лучшее исполнение в конструктивном плане различных видов электрооборудования (общепромышленных и специальных электрических машин, катушек электрических аппаратов и др.).
При прохождении практики ознакомился и были изучены средства измерения электрических и неэлектрических величин, применяемых на предприятие. Ознакомился и изучил строения, принципы работы, схемы включения амперметров, вольтметров, ваттметров. Методами расширения пределов измерения амперметров и вольтметров посредством применения трансформаторов тока и напряжения.
Средства измерения электрических величин
Чтоб измерять электрическую величину используют технические средства, которые имеют определенные метрологические характеристики. Их называют средствами измерения.
Измерительные установки и приборы, меры, измерительные преобразователи – это все относится к средствам измерения.
Для воспроизведения заданного значения физической величины используют меры.
Меры электрических величин – индуктивность, ЭДС, электрическое сопротивление, электрической емкость и т.д. Образцовыми называют меры высшего класса, по ним сверяют приборы и проводят градуировку шкал устройств.
Устройства, которые вырабатывают электрический сигнал в форме удобной для обработки, передачи, дальнейшего преобразования или хранения, но не поддающиеся непосредственному восприятию называют измерительными преобразователями. Для преобразования электрических величин в электрические относят: делители напряжения, шунты и т.д. Не электрических в электрические (датчики давления, энкодеры).
Если форма сигналов доступна для наблюдения – это измерительные приборы (вольтметры, амперметры и т.д.).
Совокупность измерительных приборов и преобразователей, мер, которые располагаются в одном месте и генерирует при измерении форму сигнала, удобную для наблюдения именуют измерительной установкой.
Все выше перечисленные средства можно рассортировать по следующим признакам: по способу регистрации и представления информации, ее виду и методу измерения.
По виду получаемой информации:
По методу измерения:
По способу представления:
Электроизмерительные приборы характеризуют такими основными показателями как: чувствительность, время установления показаний, надежность, погрешность, вариации показаний.
Самая большая разность показаний одного и того же устройства при одном и том же показании измеряемой величины называют вариацией показаний. Основная причина ее появления — это трения в подвижных частях устройств.
Приращение перемещения указателя ∆а, относящееся к приращению измеряемой величины ∆х величают как чувствительность прибора S:
Если шкала устройства равномерна, то формула будет иметь вид:
Постоянная или цена деления прибора – обратная величина чувствительности С:
Равна она числу измеряемой величины на одно деление шкалы.
Потребляемая устройством из цепи мощность изменяет режим работы цепи. Это увеличивает вероятность появления погрешностей при измерении. Отсюда делаем вывод: чем меньше мощность, потребляемая из цепи, тем точнее прибор.
Время, за которое на дисплее (если приборы цифровые) или шкале (аналоговые), установится значение измеряемой величины после начала измерения – время установления показаний. Для аналоговых стрелочных устройств не должно превышать 4 секунды.
Сохранение заданных характеристик, точность показаний при установленных условиях работы и в течении заданного промежутка времени называют надежностью. Еще она характеризуется как среднее время исправной работы устройства.
Можно сделать вывод что при выборе измерительных устройств необходимо учитывать множество факторов, для корректной работы данных средств. Например, такие средства измерения как трансформаторы тока активно используются при измерении токов силовых линий, и не корректный выбор данных средств измерения может привести к авариям на линиях, вывода из строя дорогостоящего оборудования и остановки производства или отключением от питания целых городов.
В ходе прохождения производственной практики были изучены методы защиты линии электропередач (ЛЭП) и подстанций от атмосферных перенапряжений, применяемых для выполнения ЛЭП материалов, способах выполнения линейных изоляторов на ЛЭП различного напряжения.
Внезапные повышения напряжения до значений, опасных для изоляции электроустановки, называются перенапряжениями. По своему происхождению перенапряжения бывают двух видов: внешние (атмосферные) и внутренние (коммутационные).
Атмосферные перенапряжения возникают при прямых ударах молнии в электроустановку или наводятся (индуцируются) в линиях при ударах молний вблизи от них. Внутренние перенапряжения возникают при резких изменениях режима работы электроустановки, например, при отключении ненагруженных линий,
отключении тока холостого хода трансформаторов, замыкании фазы в сети с изолированной нейтралью на землю, резонансных, феррорезонансных явлениях и др.
Перенапряжения при прямых ударах молнии могут достигать 1000 кВ, а ток молнии - 200 кА. Разряд молнии обычно состоит из серии отдельных импульсов (до 40 шт.) и продолжается не более долей секунды. Длительность отдельного импульса составляет десятки микросекунд. Индуктированные перенапряжения достигают 100 кВ и распространяются по проводам линии электропередачи в виде затухающих волн. Атмосферные перенапряжения не зависят от номинального напряжения электроустановки и потому их опасность возрастает со снижением класса напряжения электрической сети. Коммутационные перенапряжения зависят от номинального напряжения электроустановки и обычно не превышают 4Uном. Из сказанного следует, что основную опасность представляют атмосферные перенапряжения.
Перенапряжения весьма опасны по своим последствиям. Пробив изоляцию, они могут вызывать КЗ, пожары в электроустановках, опасность для жизни людей и др. Поэтому каждая электроустановка должна иметь защиту от перенапряжений.
В качестве основных защитных средств от атмосферных повреждений применяют молниеотводы, разрядники и искровые промежутки. Главной частью всех этих
аппаратов является заземлитель, который должен обеспечить надежный отвод зарядов в землю.
Молниеотвод ориентирует атмосферный заряд на себя, отводя его от токоведущих частей электроустановки. Различают стержневые и тросовые (на воздушных линиях) молниеотводы.
Стержневые молниеотводы устанавливают вертикально. Они должны быть выше защищаемых объектов. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода - пространство, защищенное от прямых ударов молнии. Эта зона имеет вид конуса, образующая которого имеет вид кривой линии (рис. 7). На рисунке 7 приняты следующие обозначения: hx - высота защищаемого объекта; ha - активная часть молниеотвода, равная превышению молниеотвода над высотой объекта; h - высота молниеотвода. При большой протяженности или ширине объекта устанавливают несколько молниеотводов. Расстояние между молниеотводом и защищаемым объектом должно быть не более 5 м.
Рисунок 7 - Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода
Тросовые молниеотводы подвешивают на опорах линий электропередачи напряжением 35 кВ и выше над проводами фаз. Тросы выполняют стальными и соединяют спусками с заземлением опор. Сопротивление заземления опоры при этом не должно превышать 10 Ом.
Разрядник представляет собой комбинацию искровых промежутков и дополнительных элементов, облегчающих гашение электрической дуги в искровом промежутке. Разрядники по исполнению делятся на трубчатые и вентильные, а по назначению - на под станционные, станционные, для защиты вращающихся машин и др.
Защитное действие разрядника заключается в том, что проходящий в них разряд ограничивает амплитуду перенапряжений до пределов, не представляющих опасности для изоляции защищаемого объекта. Возникающая при этом в разряднике электрическая дуга гасится после исчезновения импульсов перенапряжения раньше, чем срабатывает защита от КЗ, и, таким образом, объект не отключается от сети.
Каждый из разрядников, независимо от его типа и конструкции, состоит из искрового промежутка, один из электродов которого присоединяется к фазному проводу линии, а другой - к заземляющему устройству непосредственно или через добавочное сопротивление.
Через хорошо заземленный искровой промежуток вслед за импульсным током, возникающим после пробоя перенапряжением, проходит сопровождающий ток нормальной частоты (50 Гц), обусловленный рабочим напряжением. Разрядник должен обладать способностью быстро погасить сопровождающий ток после исчезновения перенапряжения. Для этого разрядник снабжают помимо искрового промежутка последовательно включенным с ним специальным элементом, обеспечивающим гашение сопровождающего тока.
Гашение сопровождающего тока обеспечивается двумя способами:
в трубчатых разрядниках - специальным дугогасительным устройством;
в вентильных разрядниках - активными сопротивлениями с нелинейной (зависящей от приложенного напряжения) характеристикой (рис. 8, а).
Нелинейная характеристика (рис. 8, б) должна быть такой, чтобы при перенапряжениях сопротивление разрядника было малым. При рабочих напряжениях сопротивление разрядника должно быть большим, чтобы гасился сопровождающий ток.
Рисунок 8 - Вентильный разрядник: а - схема; б - защитная характеристика
Кроме конкретных электромагнитных, электротехнические материалы должны обладать и целым рядом других свойств: механической прочностью, нагревостойкостыо, стойкостью по отношению к химическим реакциям, определенными технологическими свойствами (например, способностью более или менее легко поддаваться механической обработке) и др. Правильный выбор электротехнических материалов с учетом их конкретных свойств при изготовлении (а также при монтаже и последующих ремонтах) различного электрооборудования обуславливает его надежную работу.
Промежуточное положение по электропроводности между проводниками и диэлектриками занимают полупроводниковые материалы, которые используются для изготовления полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Их главными показателями являются чистота исходного материала и возможность получения изделий с высокой степенью интеграции различных функциональных схем.
Кроме электротехнических материалов в электрооборудовании используются еще конструкционные и вспомогательные материалы.
Конструкционные материалы предназначены для изготовления корпусов электрических машин, аппаратов и приборов и для крепления различных деталей, узлов и элементов. Они должны обеспечивать прочность конструкции в условиях мощных электромагнитных полей. Для их изготовления в основном применяют железо, чугун и конструкционные стали.
К вспомогательным материалам относят различные припои и флюсы, используемые для соединения проводников методом пайки (это в основном материалы на основе меди, олова, свинца и цинка), клеи (на основе синтетических эпоксидных смол) и вяжущие составы (на основе цемента).
Совершенствование и развитие электромашиностроения, аппарато- и приборостроения идет по пути разработки новых видов электротехнических материалов, обладающих улучшенными характеристиками. Например, разработка новых видов магнитных материалов позволила значительно уменьшить габариты электрических машин и повысить их мощность на единицу веса; новые изоляционные материалы с высокими значениями диэлектрической проницаемости, электрическою сопротивления и пробивною напряжения обусловили создание новых конденсаторов большой емкости с повышенной реактивной мощностью, позволяющих работать в установках с более высокими рабочими напряжениями; применение более нагревостойкой изоляции электрических машин позволило увеличить их мощность на единицу веса и повысить надежность; производство проводов с механически прочной эмалевой изоляцией обеспечило лучшее исполнение в конструктивном плане различных видов электрооборудования (общепромышленных и специальных электрических машин, катушек электрических аппаратов и др.).
При прохождении практики ознакомился и были изучены средства измерения электрических и неэлектрических величин, применяемых на предприятие. Ознакомился и изучил строения, принципы работы, схемы включения амперметров, вольтметров, ваттметров. Методами расширения пределов измерения амперметров и вольтметров посредством применения трансформаторов тока и напряжения.
Средства измерения электрических величин
Чтоб измерять электрическую величину используют технические средства, которые имеют определенные метрологические характеристики. Их называют средствами измерения.
Измерительные установки и приборы, меры, измерительные преобразователи – это все относится к средствам измерения.
Для воспроизведения заданного значения физической величины используют меры.
Меры электрических величин – индуктивность, ЭДС, электрическое сопротивление, электрической емкость и т.д. Образцовыми называют меры высшего класса, по ним сверяют приборы и проводят градуировку шкал устройств.
Устройства, которые вырабатывают электрический сигнал в форме удобной для обработки, передачи, дальнейшего преобразования или хранения, но не поддающиеся непосредственному восприятию называют измерительными преобразователями. Для преобразования электрических величин в электрические относят: делители напряжения, шунты и т.д. Не электрических в электрические (датчики давления, энкодеры).
Если форма сигналов доступна для наблюдения – это измерительные приборы (вольтметры, амперметры и т.д.).
Совокупность измерительных приборов и преобразователей, мер, которые располагаются в одном месте и генерирует при измерении форму сигнала, удобную для наблюдения именуют измерительной установкой.
Все выше перечисленные средства можно рассортировать по следующим признакам: по способу регистрации и представления информации, ее виду и методу измерения.
По виду получаемой информации:
-
Электрические (мощность, ток и т.д.); -
Не электрические (давление, скорость);
По методу измерения:
-
Сравнение (компенсаторы, измерительные мосты); -
Непосредственная оценка (ваттметр, вольтметр);
По способу представления:
-
Цифровые; -
Аналоговые (электронные или электромеханические);
Электроизмерительные приборы характеризуют такими основными показателями как: чувствительность, время установления показаний, надежность, погрешность, вариации показаний.
Самая большая разность показаний одного и того же устройства при одном и том же показании измеряемой величины называют вариацией показаний. Основная причина ее появления — это трения в подвижных частях устройств.
Приращение перемещения указателя ∆а, относящееся к приращению измеряемой величины ∆х величают как чувствительность прибора S:
Если шкала устройства равномерна, то формула будет иметь вид:
Постоянная или цена деления прибора – обратная величина чувствительности С:
Равна она числу измеряемой величины на одно деление шкалы.
Потребляемая устройством из цепи мощность изменяет режим работы цепи. Это увеличивает вероятность появления погрешностей при измерении. Отсюда делаем вывод: чем меньше мощность, потребляемая из цепи, тем точнее прибор.
Время, за которое на дисплее (если приборы цифровые) или шкале (аналоговые), установится значение измеряемой величины после начала измерения – время установления показаний. Для аналоговых стрелочных устройств не должно превышать 4 секунды.
Сохранение заданных характеристик, точность показаний при установленных условиях работы и в течении заданного промежутка времени называют надежностью. Еще она характеризуется как среднее время исправной работы устройства.
Можно сделать вывод что при выборе измерительных устройств необходимо учитывать множество факторов, для корректной работы данных средств. Например, такие средства измерения как трансформаторы тока активно используются при измерении токов силовых линий, и не корректный выбор данных средств измерения может привести к авариям на линиях, вывода из строя дорогостоящего оборудования и остановки производства или отключением от питания целых городов.
В ходе прохождения производственной практики были изучены методы защиты линии электропередач (ЛЭП) и подстанций от атмосферных перенапряжений, применяемых для выполнения ЛЭП материалов, способах выполнения линейных изоляторов на ЛЭП различного напряжения.
Внезапные повышения напряжения до значений, опасных для изоляции электроустановки, называются перенапряжениями. По своему происхождению перенапряжения бывают двух видов: внешние (атмосферные) и внутренние (коммутационные).
Атмосферные перенапряжения возникают при прямых ударах молнии в электроустановку или наводятся (индуцируются) в линиях при ударах молний вблизи от них. Внутренние перенапряжения возникают при резких изменениях режима работы электроустановки, например, при отключении ненагруженных линий,
отключении тока холостого хода трансформаторов, замыкании фазы в сети с изолированной нейтралью на землю, резонансных, феррорезонансных явлениях и др.
Перенапряжения при прямых ударах молнии могут достигать 1000 кВ, а ток молнии - 200 кА. Разряд молнии обычно состоит из серии отдельных импульсов (до 40 шт.) и продолжается не более долей секунды. Длительность отдельного импульса составляет десятки микросекунд. Индуктированные перенапряжения достигают 100 кВ и распространяются по проводам линии электропередачи в виде затухающих волн. Атмосферные перенапряжения не зависят от номинального напряжения электроустановки и потому их опасность возрастает со снижением класса напряжения электрической сети. Коммутационные перенапряжения зависят от номинального напряжения электроустановки и обычно не превышают 4Uном. Из сказанного следует, что основную опасность представляют атмосферные перенапряжения.
Перенапряжения весьма опасны по своим последствиям. Пробив изоляцию, они могут вызывать КЗ, пожары в электроустановках, опасность для жизни людей и др. Поэтому каждая электроустановка должна иметь защиту от перенапряжений.
В качестве основных защитных средств от атмосферных повреждений применяют молниеотводы, разрядники и искровые промежутки. Главной частью всех этих
аппаратов является заземлитель, который должен обеспечить надежный отвод зарядов в землю.
Молниеотвод ориентирует атмосферный заряд на себя, отводя его от токоведущих частей электроустановки. Различают стержневые и тросовые (на воздушных линиях) молниеотводы.
Стержневые молниеотводы устанавливают вертикально. Они должны быть выше защищаемых объектов. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода - пространство, защищенное от прямых ударов молнии. Эта зона имеет вид конуса, образующая которого имеет вид кривой линии (рис. 7). На рисунке 7 приняты следующие обозначения: hx - высота защищаемого объекта; ha - активная часть молниеотвода, равная превышению молниеотвода над высотой объекта; h - высота молниеотвода. При большой протяженности или ширине объекта устанавливают несколько молниеотводов. Расстояние между молниеотводом и защищаемым объектом должно быть не более 5 м.
Рисунок 7 - Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода
Тросовые молниеотводы подвешивают на опорах линий электропередачи напряжением 35 кВ и выше над проводами фаз. Тросы выполняют стальными и соединяют спусками с заземлением опор. Сопротивление заземления опоры при этом не должно превышать 10 Ом.
Разрядник представляет собой комбинацию искровых промежутков и дополнительных элементов, облегчающих гашение электрической дуги в искровом промежутке. Разрядники по исполнению делятся на трубчатые и вентильные, а по назначению - на под станционные, станционные, для защиты вращающихся машин и др.
Защитное действие разрядника заключается в том, что проходящий в них разряд ограничивает амплитуду перенапряжений до пределов, не представляющих опасности для изоляции защищаемого объекта. Возникающая при этом в разряднике электрическая дуга гасится после исчезновения импульсов перенапряжения раньше, чем срабатывает защита от КЗ, и, таким образом, объект не отключается от сети.
Каждый из разрядников, независимо от его типа и конструкции, состоит из искрового промежутка, один из электродов которого присоединяется к фазному проводу линии, а другой - к заземляющему устройству непосредственно или через добавочное сопротивление.
Через хорошо заземленный искровой промежуток вслед за импульсным током, возникающим после пробоя перенапряжением, проходит сопровождающий ток нормальной частоты (50 Гц), обусловленный рабочим напряжением. Разрядник должен обладать способностью быстро погасить сопровождающий ток после исчезновения перенапряжения. Для этого разрядник снабжают помимо искрового промежутка последовательно включенным с ним специальным элементом, обеспечивающим гашение сопровождающего тока.
Гашение сопровождающего тока обеспечивается двумя способами:
в трубчатых разрядниках - специальным дугогасительным устройством;
в вентильных разрядниках - активными сопротивлениями с нелинейной (зависящей от приложенного напряжения) характеристикой (рис. 8, а).
Нелинейная характеристика (рис. 8, б) должна быть такой, чтобы при перенапряжениях сопротивление разрядника было малым. При рабочих напряжениях сопротивление разрядника должно быть большим, чтобы гасился сопровождающий ток.
Рисунок 8 - Вентильный разрядник: а - схема; б - защитная характеристика