Конспект лекций электротехника. Конспект лекций по дисциплине электротехника 201 5 содержание лекция 1 Введение. Лекция 2
 Скачать 0.83 Mb.
|
|
КАТЕГОРИИ ПРИЕМНИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ Каждая система электроснабжения должна бесперебойно подавать электрическую энергию предприятию в необходимом количестве и надлежащего качества, отличаться высокой надежностью и экономичностью по первоначальным и эксплуатационным затратам, простотой, удобством и безопасностью обслуживания. Приемники электрической энергии, использующие электрическую энергию для технологических процессов, разделяют по напряжению на две группы: до 1000 В и выше 1000 В, а по степени обеспечения надежности электроснабжения их относят к одной из трех категорий. К 1-й категории принадлежат ответственные приемники, для которых не допустим перерыв в подаче электрической энергии, за исключением времени автоматического ввода резервного питания, обеспечиваемого двумя, а иногда и тремя независимыми источниками электрической энергии. Ко 2-й категории относят приемники, для которых перерыв в электроснабжении связан с ремонтом или заменой поврежденного элемента, что приводит к серьезным растройствам технологического процесса, а к 3-åé категории - остальные приемники, которые не подходят под определение 2-й категорий и допускают перерыв в электроснабжении для необходимого ремонта не более одних суток. КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ Электрическая энергия, производимая на электростанциях, должна иметь строго определенные параметры. О качестве электроэнергии судят в основном по уровню напряжения и частоты электрического тока. Только при питании с номинальными напряжением и частотой потребители электроэнергии работают в оптимальном режиме. Для получения электрической энергии с номинальными параметрами на электростанциях и распределительных устройствах вводят автоматическое регулирование напряжения и частоты. Стандарты допускают следующие отклонения этих величин: 1.Отклонение частоты от номинального значения в нормальном режиме работы допускается в пределах 0,1Гц. Допускается временная работа энергосистемы с отклонением частоты впределах 0,2 Гц. 2.На зажимах приборов рабочего освещения, установленных в производственных помещениях и общественных зданиях, где требуется значительное зрительное напряжение, а также в прожекторных установках наружного освещения допускаются отклонения напряжения в пределах от -2,5 до +5% номинального. 3.На зажимах электродвигателей и аппаратов для их пуска и управления допускаются отклонения напряжения в пределах от - 5 до + 10% номинального. 4.На зажимах остальных приемников электроэнергии допускаются отклонения напряжения в пределах 5% номинального. Классификация приемников на категории по бесперебойности снабжения электрической энергией является основанием для выбора соответствующей схемы электроснабжения. Большинство предприятий noлучают электрическую энергию от районных понизительных трансформаторных подстанций (ТП) энергосистем с напряжением 6, 35, 110 или 220 кВ. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ НА СТРОИТЕЛЬНЫХ ПЛОЩАДКАХ Общие сведения. Правильная организация электрического освещения на строительной площадке имеет существенное значение для успешного выполнения строительно-монтажньтх работ, особенно в осеннезимний период при сокращении светлого времени суток. Недостаточная освещенность рабочего места снижает производительность труда, ухудшает качество работы и, кроме того, во многих случаях является причиной травматизма. Поэтому каждому инженерно-техническому работнику на стройке необходимо знать, как целесообразнее устроить хорошее электрическое освещение в условиях строительства. Освещение может быть общим, местным и комбинированным. При этом общее освещение подразделяется на равномерное и локализованное. При общем равномерном освещении освещается все помещение или наружная площадка в целом (без выделения рабочих поверхностей); светильники устанавливаются равномерно, на равных расстояниях один от другого. При общем локализованном освещении на отдельных участках помещения или наружной территории создается большая освещенность. На таких участках устанавливаются дополнительные светильники или они размещаются более часто. При местном освещении освещаются только рабочие поверхности. При комбинированном - применяются и общее и местное освещение. В условиях строительства применяется как общее (равномерное и локализованное), так и комбинированное освещение мест работы. Кроме обычного, рабочего, освещения, на тех участках строительства, где людей в темноте грозит для них опасностью, устраивается аварийное освещение, обеспечивающее минимальную освещенность в случае аварийного погасания основного освещения. Для аварийного освещения устраивается отдельное надежное питание. Источники света. В качестве источников света на строительстве и в промышленности применяют лампы накаливания и газоразрядные лампы, которые в свою очередь подразделяются на ртутные лампы низкого давления - люминесцентные и ртутные лампы высокого давления. Из этих типов источников света лампы накаливания являются наименее экономичными - обладают наименьшей светоотдачей и поэтому постепенно вытесняются более экономичными газоразрядными лампами. В лампах накаливания световая энергия получается за счет нагревания тонкой вольфрамовой нити проходящим по ней электрическим током. Нить помещена в стеклянную колбу, заполненную инертным газом. Раскаленная (при температуре порядка 3000° С) нить ярко светится. Колба лампы укреплена на металлическом резьбовом цоколе, с помощью которого лампа ввертывается в патрон, служащий для ее подсоединения к проводам электросети. Лампы накаливания выпускают на напряжения 220 и 127 В, а также на малые напряжения - 36 и 12 В. На стройках, как правило, применяют лампы на 220 В. Их выпускают мощностью от 15 до 1500 Вт. Светоотдача таких ламп воз- растает с увеличением мощности. Лампы на напряжение 127 В несколько экономичнее, примерно на 10 15%. Лампы накаливания для напряжений 36 и 12 В выпускают мощностью от 11 до 100 Вт. Действие газоразрядных ламп основано на электрическом разряде, в среде разреженного газа. Люминесцентная лампа представляет собой длинную (длиной порядка 450 - 1500 мм) стеклянную трубку с двумя цоколями на концах, заполненную разреженным газом - аргоном - и небольшим количеством паров ртути. На внутреннюю поверхность трубки нанесен слой специального состава - люминофора. В цоколи лампы впаяны вольфрамовые электроды. При включении лампы в электрическую сеть между ее электродами в парах ртути в трубке возникает газовый разряд и невидимое ультрафиолетовое излучение, под воздействием которого люминофор начинает светиться - дает яркий видимый свет. Люминесцентные лампы включаются в сеть с помощью специальных пуско- регулирующих устройств. Гlараллельно с лампой включается особый пускатель (стартер), обес- печивающий зажигание лампы. Люминесцентные лампы выпускают мощностью в 15, 20, 30, 40 и 80 Вт. Ртутная лампа высокого давления по внешнему виду похожа на крупную лампу накаливания. В отличие от люминесцентной лампы в ней электрический разряд в ртутных парах происходит не во всей колбе, а в маленькой трубке («горелке») из кварцевого стекла, прозрачного для ультрафиолетовых лучей. Под влиянием ультрафиолетового излучения горелки специальный люминофор, нанесенный на внутреннюю поверхность колбы, дает яркий, слегка зеленоватый свет (близкий к белому). Лампы в сеть они включаются, так же как и люминесцентные, по особой схеме с помощью специальных пуско- регулирующих аппаратов, содержащих дроссель, конденсаторы, разрядник и др. Выпускают лампы мощностью, значительно большей, чем люминесцентные - 250, 500, 750 и 1000 Вт. Осветительная арматура Правильно организованное освещение прежде всего должно создавать достаточную освещенность для того, чтобы глаз человека мог легко, не утомляясь, различать все детали, необходимые при данной работе. Кроме того, освещение должно быть по-возможности равномерным, без резких теней; источник света не должен быть непосредственно виден глазом (для того чтобы не было слепящего действия). Для создания необходимых условий освещения, удовлетворяющих указанным требованиям, служит осветительная арматура. Осветительная арматура вместе с помещенной в нее лампой называется светильником. Светильники служат для освещения предметов, расположенных на относительно небольших расстояниях. В качестве осветительных приборов дальнего действия применяют прожекторы различных типов. Для освещения строительных площадок служат прожекторы заливающего света, работающие с обычными лампами накаливания мощностью от 200 до 1000 Вт. Благодаря специальному отражателю параболической формы прожекторы дают узкий, направленный вдоль оптической оси прибора световой поток о очень большой силой света. Устройство электрического освещения на строительных площадках Наружное освещение территории строительных площадок осуществляется преимущественно прожекторами заливающего света. Прожекторы устанавливают группами по 3 - 4 и более на мачтах, высота которых зависит от силы света и мощности прожекторов. Чем больше сила света прожектора, тем выше он должен быть установлен (для ограничения слепящего действия). При этом оптическая ось прожектора устанавливается почти горизонтально: под углом 8 0 15 0 вниз по горизонтали. Практически принимается следующая минимальная высота установки прожекторов над уровнем земли: с лампой 1000 Вт - 21 м, с лампой 500 Вт - 13 м. Целесообразно применять инвентарные переносные прожекторные мачты. Расстояние между прожекторными мачтами выбирается обычно от 80 - 100 до 200 - 250 м (меньшие цифры относятся к прожекторам меньшей мощности). Для дополнительного освещения рабочих зон применяются инвентарные переносные стойки с прожекторами малой мощности (с лампами 200 Вт) или со светильниками. Кроме того, на экскаваторах и других крупных строительных машинах также обычно устанавливаются прожекторы малой мощности, дополнительно освещающие зону работы. Освещение дорог, не попадающих в зону, освещенную прожекторами, осуществляется светильниками с арматурой наружного с лампами мощностью 200 - 300 Вт. Светильники подвешивают на кронштейнах к опорам (столбам) питающей их воздушной линии на высоте около 6 м от земли и на расстоянии 25 - 35 м один от другого. Для этой же цели, а также и для освещения отдельных площадок территории строительства с успехом могут применяться светильники с более экономичными ртутными лампами. Общее освещение производственных предприятий строительства осуществляется или лампами накаливания, или люминесцентными при помощи светильников. Для сухих производственных помещений применяют светильники с лампами накаливания или све- тильники с люминесцентными лампами. Сырые и пыльные помещения освещают уплотненными светильниками с лампами накаливания. Светильники подвешивают обычно на высоте 2,5 - 3,5 м над рабочими поверхностями, расстояние между ними принимают примерно равным удвоенной высоте подвеса. Местное освещение рабочих мест в мастерских выполняется при помощи светильников с лампами накаливания. для временного освещения строящихся зданий используют те же перечисленные выше светильники с лампами накаливания. В дополнение к общему освещению применяют, как правило, местное освещение рабочих зон, для чего используют инвентарные переносные стойки и подвесные устройства со светильниками. По требованиям техники безопасности временное освещение зданий рекомендуется устраивать на пониженном напряжении (36 В), получаемом от понижающих трансформаторов. Если же временное освещение имеет напряжение 220 и 127 В, светильники, согласно правилам, должны быть подвешены на высоте не менее 2,5 м от пола или настила; при этом должно быть обращено особое внимание на состояние изоляции проводов временной проводки, целость изолирующей оболочки патронов и т. п. ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ НА СТРОИТЕЛЬНЫХ ПЛОЩАДКАХ Условия работы электроустановок на строительных площадках - под открытым небом, сырость, атмосферные осадки, передвижные механизмы с электроприводом, временные электросети - создают повышенную опасность поражения людей электрическим током. Одним из наиболее важных мероприятий, значительно повышающих электробезопасность работающих на стройках, является правильное устройство защитного заземления. Причиной поражения людей электрическим током может быть не только прикосновение к токоведущим частям. При повреждении изоляции корпусы электродвигателей или пусковой аппа- ратуры и - самое главное - связанные с ними металлические части строительных машин и механизмов оказываются под напряжением. Прикоснувшись к ним, человек при отсутствии защитных мер поражается электрическим током. Такие случаи особенно опасны тем, что рабочие, обслуживающие машины, не ожидая опасности, постоянно соприкасаются с ее металлическими частями. Защитой от поражения током при переходе напряжения на конструктивные металлические части служит защитное заземление. Заземлением какой-либо части электроустановки называют преднамеренное электрическое соединение ее с землей при помощи провода (заземляющего проводника), присоединенного к металлическому заземлителю, имеющему непосредственное соприкосновение с землей. Заземлитель и заземляющие проводники носят название заземляющего устройства. Заземлению подлежат металлические части строительных машин и механизмов с электроприводом, корпуса электроинструментов, корпуса электрооборудования и пускорегулирующих аппаратов, конструкции, каркасы и кожухи электротехнических устройств и другие металлические части, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции. Защитное заземление выполняется различно в зависимости от напряжения и системы электроснабжающей сети. Сети напряжением до 1000 В (сети 380/220 В) на строительных площадках сооружаются по четырехпроводной системе - звезда с нулем. В таких сетях согласно Гlравилам в обязательном порядке заземляется нейтраль (нулевая точка) силовых трансформаторов (система с глухозаземленной нейтралью). Для этого у каждого ТП устраивают заземляющий контур, к которому подсоединяют вывод нулевой точки трансформатора, а следовательно, в нулевой провод сети. Сопротивление заземляющего устройства ТП согласно Правилам должно быть не более 4 Ом (для трансформаторов мощностью до 100 кВА эта норма повышается до 10 Ом). Нулевой провод воздушных линий повторно заземляют через каждые 250 м, а также на концах линий и ответвлений, в том числе обязательно в зоне работы строительных механизмов - башенных кранов, экскаваторов и т. д. В сетях с глухозаземленной нейтралью защитное заземление выполняют присоединением заземляемых частей установки к заземленному нулевому проводу электросети. Действие такого заземления (ранее оно называлось занулением) состоит в том, что в случае повреждения изоляции и появления напряже- ния на корпусе оборудования создается короткое замыкание в одной из фаз трансформатора через нулевой провод, в результате чего поврежденная часть установки автоматически отключается, так как под действием тока короткого замыкания немедленно перегорает плавкая вставка предохранителя или отключается автомат. Выполнять защитное заземление в сетях с глухозаэемленной нейтралью при помощи местного заземляющего устройства, не присоединенного к нулевому проводу запрещается, так как оно не обеспечивает безопасность людей. Заземление корпусов строительных машин осуществляется с помощью заземляющей жилы шлангового кабеля, питающего электропривод машины. Один конец заземляющей жилы присоединяется к заземляющему болту на корпусе (или металлоконструкциях) машины, а другой конеu - к заземляющему болту на корпусе пускового ящика или подключательного пункта, через который подается питание к машине. Корпус пускового ящика присоединяется к нулевому проводу сети. Некоторые особенности имеет заземление башенных кранов. Помимо заземления металлической конструкции и корпусов электрооборудования крана, которое производят посредством четвертой жилы шлангового кабеля, обязательно заземляют подкрановые рельсовые пути. При этом перемычки между всеми стыками рельсов, а также между двумя нитками рельсов выполняются сваркой; рельсы присоединяются (отдельными проводниками) к повторному заземлению нулевого провода и к заземляющему болту подключательного пункта крана. При устройстве заземляющих контуров впервую очередь рекомендуется использовать так называемые естественные заземлители, а именно: проложенныё в земле водопроводные трубы, не имеющие изоляции, металлические конструкции зданий и сооружении, имеющие надежное соединение с землей, и др. При их отсутствии выполняется искусственное заземляющее устройство. В качестве искуственных заземлителей применяют вертикально забитые в землю отрезки угловой стали сечением 50 х 50 мм, длиной 2 - 2,5 м или стальные стержни из круглой стали диаметром 12 - 14 мм, длиной до 4 - 5 м (прутковые заземлители). Стержни ввертывают в грунт при помощи имеющегося для этого специального приспособления. Отдельные заземлители связывают между собой в общий заземляющий контур стальными полосами сечением 40 х 4 мм; соединение выполняют на сварке. Заземляющие проводники присоединяют к заземляющему контуру (к стальной полосе) также сваркой, а к корпусам аппаратов и машин - болтами. Необходимое количество заземлителей в контуре определяется расчетом. Чем меньше должно быть электрическое сопротивление заземляющего устройства, тем больше требуется заземлителей. При этом большое значение имеет характер грунта, в котором выполняется заземление. Более благоприятные грунты глинистые, наименее благоприятные - песчаные и скалистые. При устройстве заземлений и во время эксплуатации электрооборудования требуется проведение ряда измерений (проверка соответствия заземляющего устройства нормам). Для этой цели служат специальные приборы - измерители эаземлений. Всетях до 1000 В с глухозаземленной нейтралью необходимо периодически проверять надежность защитного действия заземления (зануления) оборудования; для этой вели проводят измерения сопротивления петли фаза - нуль (то есть суммарного сопротивления одного из фазных проводов и нулевого провода до самого отдаленного электроприемника), результаты измерения сопоставляют с имеющимися нормативными данными. Такие измерения выполняют специалисты электрики в соответствии с имеющимися инструктивными указаниями. |