Прикосновение человека к фазе А в сети с заземленной нейтралью.

В этом случае цепь тока, проходящего через тело, включает в себя сопротивление тела человека (Rч), его обуви (Rоб), пола (Rо)? а также сопротивление заземления нейт­рали источника тока (Rо):

 

Iч = Uф/Rч + Rоб + Rп + Rо

 

В наиболее неблагоприятном случае когда Rп = 0 Rоб ⁼ О с учетом, что Rо< < Rч:

Iч = Uф/Rч = 220/1000 = 220 mA

 

Такой ток смертельно опасен. При использовании не­проводящей обуви (резиновые галоши) и изолирующего покры­тая пола (деревянное покрытие) сила тока существенно меньше:

 

 

Iч = 220/1000 + 45000 + 100000 = 1, 5 mA

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №14

Группа: Электромонтеры 3-го разряда по ремонту и обслуживанию электрооборудования ВОПРОСЫ 1.Кабельные линии. Кабельная линия- линия служащая для передачи электроэнергии и состоящая из одного или нескольких параллельно проложенных кабелей с соединительными и концевыми муфтами, крепежными деталями и конструкциями. В кабельных линиях напряжением до 1000В в электроустановках с глухозаземленной нейтралью применяются четырехжильные силовые кабели. Кабели прокладывают на открытом воздухе по опорным конструкциям стен, каналов, лотков, а также в земле, траншеях, блоках и туннелях. При открытой прокладке кабеля внутри помещений по стенам, перекрытиям и в каналах применяют сборные кабельные конструкции, которые представляют собой металлические стойки с проштампованными в них фигурными отверстиями и полки с хвостовиками, закрепляемые в отверстиях стоек. Стойки и кронштейны крепят к строительным элементам зданий. Соединительные муфты, концевые заделки кабеля прокладывают и крепят на опорных конструкциях. Кабель в траншеях прокладывают на глубине 0.7-0.8м «змейкой» с запасом (1-3%его длины) для исключения механических напряжений при смещении почвы. Расстояние в траншее между кабелями допускается не менее 100мм. От фундаментов зданий- не менее 0.6м, от стволов деревьев – не менее 2м., холодных трубопроводов- не менее 0.5м, трубопроводов- не менее 2м, от электрофицированной железной дороги- не менее10м.

2.Назначение и конструкция щитов. Правила применения щитов. Щиты (ширма) применяются для временного ограждения токоведущих частей, находящихся под напряжением. Щиты изготовляются их сухого дерева, пропитанного олифой и окрашенного безцветным лаком или других прочных электроизоляционным материалов, без применения металлических крепежных деталей. Поверхность щитов может быть сплошной или решетчатой. Конструкция щита должна быть прочной и устойчивой, исключающей его деформацию и опрокидывание. Масса щита должна позволять его переноску одним человеком. Высота щита должна быть не менее 1.7м, а расстояние от нижней кромки до пола- не более 10см. На щитах должна быть жестко укреплена предупреждающий плакат. «СТОЙ! НАПРЯЖЕНИЕ» или нанесены соответствующие надписи. 3. Порядок организации работ по наряду. 2.2.1. Наряд выписывается в двух, а при передаче его по телефону, радио - в трех экземплярах. В последнем случае выдающий наряд выписывает один экземпляр, а работник, принимающий текст в виде телефоно- или радиограммы, факса или электронного письма, заполняет два экземпляра наряда и после обратной проверки указывает на месте подписи выдающего наряд его фамилию и инициалы, подтверждая правильность записи своей подписью.В тех случаях, когда производитель работ назначается одновременно допускающим, наряд независимо от способа его передачи заполняется в двух экземплярах, один из которых остается у выдающего наряд.В зависимости от местных условий (расположения диспетчерского пункта) один экземпляр наряда может оставаться у работника, разрешающего подготовку рабочего места (диспетчера).2.2.2. Число нарядов, выдаваемых на одного ответственного руководителя работ, определяет выдающий наряд.Допускающему и производителю работ (наблюдающему) может быть выдано сразу несколько нарядов и распоряжений для поочередного допуска и работы по ним.2.2.3. Выдавать наряд разрешается на срок не более 15 календарных дней со дня начала работы. Наряд может быть продлен 1 раз на срок не более 15 календарных дней со дня продления. При перерывах в работе наряд остается действительным.2.2.4. Продлевать наряд может работник, выдавший наряд, или другой работник, имеющий право выдачи наряда на работы в электроустановке. Разрешение на продление наряда может быть передано по телефону, радио или с нарочным допускающему, ответственному руководителю или производителю работ, который в этом случае за своей подписью указывает в наряде фамилию и инициалы работника, продлившего наряд.2.2.5. Наряды, работы по которым полностью закончены, должны храниться в течение 30 суток, после чего они могут быть уничтожены. Если при выполнении работ по нарядам имели место аварии, инциденты или несчастные случаи, то эти наряды следует хранить в архиве организации вместе с материалами расследования.2.2.6. Учет работ по нарядам ведется в Журнале учета работ по нарядам и распоряжениям (приложение №5 к настоящим Правилам). 4. Техническое обслуживание ВЛ. Ремонт и техническое обслуживание ВЛ должны предусматриваться централизованно, специализированными бригадами с производственных баз предприятия (структурной единицы).Размещение производственных баз, состав необходимых помещений, оснащение средствами механизации работ, транспортом и складами аварийного резерва, оборудование средствами связи должны производиться на основании перспективных схем организации эксплуатации с учетом существующей материальной базы энергопредприятия.Обеспечение ВЛ аварийным запасом материалов и оборудования предусматривается в объеме действующих нормативов.Для эксплуатации ВЛ в труднодоступной местности, участков ВЛ, доступ к которым наземным транспортом невозможен, а также ВЛ, проходящих в безлюдной местности с суровыми климатическими условиями, следует предусматривать пункты временного пребывания персонала или использование вертолетов. Расположение пунктов временного пребывания персонала и вертолетных площадок, состав помещений для персонала и экипажа вертолетов, механизмов обосновывается в проекте. Вертолетные площадки должны удовлетворять действующим нормативным требованиям.2.5.20. Численность ремонтно-эксплуатационного персонала и площадь производственно-жилых помещений ремонтных баз, а также количество транспортных средств и механизмов, необходимых для эксплуатации ВЛ, определяются в соответствии с действующими нормативами.2.5.21. При проектировании ВЛ должна быть предусмотрена технологическая связь между ремонтными бригадами и диспетчерскими пунктами, базами, с которых осуществляется ремонт и техническое обслуживание ВЛ, а также между бригадами и отдельными монтерами. Если ВЛ обслуживается с нескольких баз, необходимо предусмотреть связь между последними. Технологической связью должны быть обеспечены и пункты временного пребывания на трассе ВЛ.2.5.22. К ВЛ должен быть обеспечен в любое время года подъезд на возможно близкое расстояние, но не далее чем на 0, 5 км от трассы ВЛ. Для проезда вдоль трассы ВЛ и для подъезда к ним должна быть расчищена от насаждений, пней, камней и т. п. полоса земли шириной не менее 2, 5 м.Исключения допускаются на участках ВЛ, проходящих: по топким болотам и сильно пересеченной местности, где проезд невозможен. В этих случаях необходимо выполнять вдоль трассы ВЛ пешеходные тропки с мостиками шириной 0, 8-1, 0 м, оборудованные перилами, или насыпные земляные дорожки шириной не менее 0, 8 м;

по территориям, занятым под садовые и ценные сельскохозяйственные культуры, а также под насаждения защитных полос вдоль железных дорог, автомобильных дорог и запретных полос по берегам рек, озер, водохранилищ, каналов и других водных объектов.

На трассах ВЛ, проходящих по местности, пересеченной мелиоративными каналами, должны предусматриваться пешеходные мостики шириной 0, 8-1, 0 м, оборудованные перилами.

2.5.23. На опорах ВЛ на высоте 2-3 м должны быть нанесены следующие постоянные знаки:

порядковый номер опоры, номер ВЛ или ее условное обозначение - на всех опорах; на двухцепных и многоцепных опорах ВЛ, кроме того, должна быть обозначена соответствующая цепь;

информационные знаки с указанием ширины охранной зоны ВЛ; расстояние между информационными знаками в населенной местности должно быть не более 250 м, при большей длине пролета знаки устанавливаются на каждой опоре; в ненаселенной и труднодоступной местности - 500 м, допускается более редкая установка знаков;

расцветка фаз - на ВЛ 35 кВ и выше на концевых опорах, опорах, смежных с транспозиционными, и на первых опорах ответвлений от ВЛ;

предупреждающие плакаты - на всех опорах ВЛ в населенной местности;

плакаты с указанием расстояния от опоры ВЛ до кабельной линии связи - на опорах, установленных на расстоянии менее половины высоты опоры до кабелей связи.

Допускается совмещать на одном знаке всю информацию, устанавливаемую требованиями настоящего параграфа.

Плакаты и знаки должны устанавливаться с боку опоры поочередно с правой и с левой стороны, а на переходах через дороги плакаты должны быть обращены в сторону дороги.

На ВЛ 110 кВ и выше, обслуживание которых будет осуществляться с использованием вертолетов, в верхней части каждой пятой опоры устанавливаются номерные знаки, видимые с вертолета. При этом для ВЛ 500-750 кВ знаки должны быть эмалированными размером 400´ 500 мм.

2.5.24. Линейные разъединители, переключательные пункты, высокочастотные заградители, установленные на ВЛ, должны иметь соответствующие порядковые номера и диспетчерские наименования. 5.Прикосновение человека к фазе А сети с изолированной нейтралью.

В такой сети (рис. 3.3) ток, проходящий через тело чело­века в земл1о возвращается к источнику тока через изоляцию проводов сети, которые (» исправном состоянии) обладают весь­ма большим сопротивлением (Rиз). В этом случае

 

Iч = Uф/Rч + Rоб + Rп + Rиз*1/3

 

В наиболее неблагоприятном случае, когда Rоб = 0 Rп = 0

 

Iч = Uф/ Rч + Rиз*1/3 = 220/1000+30000 = 7 mA

Такой ток не представляет смертельной опасности.

Рис. 3.3. Схема прикосновения к одной фазе трехфазной сети с изолированной нейтралью

 

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №15

Группа: Электромонтеры 3-го разряда по ремонту и обслуживанию электрооборудования

ВОПРОСЫ 1. Прокладка и перекладка кабелей, переноска кабельных муфт. При перекатке барабана с кабелем необходимо принять меры против захвата его выступами частей одежды. До начала работ по перекатке барабана следует закрепить концы кабеля и удалить торчащие из барабана гвозди.Барабан с кабелем допускается перекатывать только по горизонтальной поверхности по твердому грунту или настилу. При ручной прокладке кабеля число работников должно быть таким, чтобы на каждого приходился участок кабеля массой, не превышающей установленных норм. Работаь следует в брезентовых рукавицах. Не допускается при прокладке кабеля стоять внутри углов поворота, а также поддерживать кабель вручную на поворотах трассы.Перекладывать кабель и переносить муфты следует после отключения кабеля. 2. Назначение и требования к коврам резиновым диэлектрическим и подставкам изолирующим. Ковры диэлектрические резиновые и подставки изолирующие применяются как дополнительные электрозащитные средства в электроустановках до и выше 1000В. Ковры применяют в закрытых электроустановках, кроме сырых помещений, а также в открытых электроустановках в сухую погоду. Подставки применяют в сырых и подверженных загрязнению помещениях.Ковры изготовляют в соответствии с требованиями государственного стандарта в зависимости от назначения и условий эксплуатации следующих двух групп: 1-ая группа –объемного исполнения и 2-ая группа –маслобензостойкие.Ковры должны иметь рифленую лицевую поверхность ковры должны быть одноцветными.Изолирующая подставка представляет собой настил, укрепленный на опорных изоляторах высотой не менее 70мм. Настил размером не менее 500*500мм следует изготовлять из хорошо просушенных строганных деревянных планок без сучков и косослоя. Зазор между планками должен составлять 10-30мм. Планки должны соединяться без применения металлических крепежных деталей. Настил должен быть окрашен со всех сторон. Допускается изготавливать настил из синтетических материалов. Подставки должны быть прочными и устойчивыми. Для устранения возможности опрокидывания подставки края настила не должны выступать за опорную поверхность изоляторов. 3. Организация работ по распоряжению. Распоряжение имеет разовый характер, срок его действия определяется продолжительностью рабочего дня исполнителей. При необходимости продолжения работы, при изменении условий работы или состава бригады распоряжение должно отдаваться заново.При перерывах в работе в течение дня повторный допуск осуществляется производителем работ.2.3.2. Распоряжение на работу отдается производителю работ и допускающему. В электроустановках, не имеющих местного оперативного персонала, в тех случаях, когда допуск на рабочем месте не требуется, распоряжение может быть отдано непосредственно работнику, выполняющему работу.2.3.3. Работы, выполнение которых предусмотрено по распоряжению, могут по усмотрению работника, выдающего распоряжение, проводиться по наряду.2.3.4. Распоряжение допускается выдавать для работы поочередно на нескольких электроустановках (присоединениях).2.3.5. Допуск к работам по распоряжению должен быть оформлен в Журнале учета работ по нарядам и распоряжениям (приложение №5 к настоящим Правилам).2.3.6. По распоряжению оперативным и оперативно-ремонтным персоналом или под его наблюдением ремонтным персоналом в электроустановках напряжением выше 1000 В могут проводиться неотложные работы продолжительностью не более 1 часа без учета времени на подготовку рабочего места.Неотложные работы, для выполнения которых требуется более 1 часа или участия более трех работников, включая работника, осуществляющего наблюдения, должны проводиться по наряду.2.3.7. Старший работник из числа оперативного персонала, выполняющий работу или осуществляющий наблюдения за работающими в электроустановках напряжением выше 1000 В, должен иметь группу IV, а в электроустановках напряжением до 1000 В - группу III. Члены бригады, работающие в электроустановках напряжением до и выше 1000 В, должны иметь группу III.Перед работой должны быть выполнены все технические мероприятия по подготовке рабочего места, определяемые выдающим распоряжение.2.3.8. В электроустановках напряжением выше 1000 В допускается выполнять по распоряжению следующие работы: на электродвигателе, от которого кабель отсоединен и концы его замкнуты накоротко и заземлены; на генераторе, от выводов которого отсоединены шины и кабели; в РУ на выкаченных тележках КРУ, у которых шторки отсеков заперты на замок.2.3.9. Допускается выполнение работ по распоряжению в электроустановках напряжением до 1000 В, кроме работ на сборных шинах РУ и на присоединениях, по которым может быть подано напряжение на сборные шины, на ВЛ с использованием грузоподъемных механизмов, в том числе по обслуживанию сети наружного освещения на условиях, предусмотренных пп. 1.4.15, 4.15.20, 4.15.77, 4.15.88 настоящих Правил.2.3.10. В электроустановках напряжением до 1000 В, расположенных в помещениях, кроме особо опасных, в отношении поражения людей электрическим током, работник, имеющий группу III и право быть производителем работ, может работать единолично.2.3.11. При монтаже, ремонте и эксплуатации вторичных цепей, устройств релейной защиты, электроавтоматики, телемеханики, связи, включая работы в приводах и агрегатных шкафах коммутационных аппаратов, независимо от того находятся они под напряжением или нет, производителю работ допускается отключать и включать вышеуказанные устройства, а также опробовать устройства защиты и электроавтоматики на отключение и включение выключателей с разрешения оперативного персонала.2.3.12. В электроустановках напряжением выше 1000 В одному работнику, имеющему группу III, по распоряжению допускается проводить: благоустройство территории ОРУ, скашивание травы, расчистку от снега дорог и проходов; ремонт и обслуживание устройств проводной радио- и телефонной связи, осветительной электропроводки и арматуры, расположенных вне камер РУ на высоте не более 2, 5 м; возобновление надписей на кожухах оборудования и ограждениях вне камер РУ; наблюдение за сушкой трансформаторов, генераторов и другого оборудования, выведенного из работы; обслуживание маслоочистительной и прочей вспомогательной аппаратуры при очистке и сушке масла; работы на электродвигателях и механической части вентиляторов и маслонасосов трансформаторов, компрессоров; другие работы, предусмотренные настоящими Правилами.2.3.13. По распоряжению единолично уборку коридоров ЗРУ и электропомещений с электрооборудованием напряжением до и выше 1000 В, где токоведущие части ограждены, может выполнять работник, имеющий группу II. Уборку в ОРУ может выполнять один работник, имеющий группу III.В помещениях с отдельно установленными распределительными щитами (пунктами) напряжением до 1000 В уборку может выполнять один работник, имеющий группу I.2.3.14. На ВЛ по распоряжению могут выполняться работы на нетоковедущих частях, не требующих снятия напряжения, в том числе: с подъемом до 3 м, считая от уровня земли до ног работающего; без разборки конструктивных частей опоры; с откапыванием стоек опоры на глубину до 0, 5 м; по расчистке трассы ВЛ, когда не требуется принимать меры, предотвращающие падение на провода вырубаемых деревьев, либо когда обрубка веток и сучьев не связана с опасным приближением людей, приспособлений и механизмов к проводам и с возможностью падения веток и сучьев на провода.2.3.15. Допускается на ВЛ одному работнику, имеющему группу II, выполнять по распоряжению следующие работы: осмотр ВЛ в светлое время суток при благоприятных метеоусловиях, в том числе с оценкой состояния опор, проверкой загнивания деревянных оснований опор; восстановление постоянных обозначений на опоре; замер габаритов угломерными приборами; противопожарную очистку площадок вокруг опор; окраску бандажей на опорах. 4. Ремонт воздушных линий. Проведение плановых текущих и капитальных ремонтов воздушных линий электропередачи повышает надежность электроснабжения потребителей и продлевает срок службы ВЛ. К работам по текущему ремонту относятся такие как: выправка промежуточных опор в количестве до 20% их общего количества на линии, проверка состояния древесины и глубины загнивания, смена бандажей, замена проводов не более двух пролетов, проверка состояния и сопротивления заземления опор. Текущие ремонты воздушных линий производят по результатам обходов и осмотров. К работам по капитальному ремонту ВЛ относятся трудоемкие работы, связанные с подъемом и перемещением больших тяжестей на значительные расстояния. При производстве работ по ремонту ВЛ на деревянных опорах заменяют целые опоры или загнившие приставки. 5. Схема прохождения тока при прикосновении к фазе А в то время, когда фаза С оказалось замкнутой на землю. Особенно опасным является двойное замыкание, при которым человек, прикоснувшись к неповрежденной фазе, может оказаться под линейным напряжением. Например допустим, что на фазе С появилось замыкание на землю. Сопротивление изоляции этой фазы по отношению к земле стало равным нулю. В этом случае человек, прикоснувшись к неповрежденной фазе в электрической цепи: источник питания – фаза А- тело человека - земля- фаза С. Jчел =UАС/Rчел; при UЛ=380В и Rчел=1000 Ом. Jчел=380/1000 = 380мА Ток, проходящий чрез тело человека, смертельно опасен. Поэтому ПУЭ запрещена длительная работа при наличии замыкания на землю.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №16

Группа: Электромонтеры 3-го разряда по ремонту и обслуживанию электрооборудования ВОПРОСЫ 1. Организация работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации.

2.4.1. Небольшие по объему виды работ, выполняемые в течение рабочей смены и разрешенные к производству в порядке текущей эксплуатации, должны содержаться в заранее разработанном и подписанном техническим руководителем или ответственным за электрохозяйство, утвержденном руководителем организации перечне работ. При этом должны быть соблюдены следующие требования:

работа в порядке текущей эксплуатации (перечень работ) распространяется только на электроустановки напряжением до 1000 В;

работа выполняется силами оперативного или оперативно-ремонтного персонала на закрепленном за этим персоналом оборудовании, участке.

Подготовка рабочего места осуществляется теми же работниками, которые в дальнейшем выполняют необходимую работу.

2.4.2. Работа в порядке текущей эксплуатации, включенная в перечень, является постоянно разрешенной, на которую не требуется каких-либо дополнительных указаний, распоряжений, целевого инструктажа.

2.4.3. При оформлении перечня работ в порядке текущей эксплуатации следует учитывать условия обеспечения безопасности и возможности единоличного выполнения конкретных работ, квалификацию персонала, степень важности электроустановки в целом или ее отдельных элементов в технологическом процессе.

2.4.4. Перечень должен содержать указания, определяющие виды работ, разрешенные к выполнению бригадой.

2.4.5. В перечне должен быть указан порядок регистрации работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации (уведомление вышестоящего оперативного персонала о месте и характере работы, ее начале и окончании, оформлении работы записью в оперативном журнале и т.п.).

2.4.6. К работам, выполняемым в порядке текущей эксплуатации в электроустановках напряжением до 1000 В, могут быть отнесены:

работы в электроустановках с односторонним питанием;

отсоединение, присоединение кабеля, проводов электродвигателя, другого оборудования;

ремонт магнитных пускателей, рубильников, контакторов, пусковых кнопок, другой аналогичной пусковой и коммутационной аппаратуры при условии установки ее вне щитов и сборок;

ремонт отдельных электроприемников (электродвигателей, электрокалориферов и т.д.);

ремонт отдельно расположенных магнитных станций и блоков управления, уход за щеточным аппаратом электрических машин;

снятие и установка электросчетчиков, других приборов и средств измерений;

замена предохранителей, ремонт осветительной электропроводки и арматуры, замена ламп и чистка светильников, расположенных на высоте не более 2, 5 м;

другие работы, выполняемые на территории организации, в служебных и жилых помещениях, складах, мастерских и т.д.

Приведенный перечень работ не является исчерпывающим и может быть дополнен решением руководителя организации. В перечне должно быть указано, какие работы могут выполняться единолично.

Трансформаторы.

Трансформатором называется статическое электромагнитное устройство, имеющее две или большее число индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока. В цепях переменного тока использование трансформаторов позволяет изменять напряжения, ток, число фаз, частоту. Чаще всего трансформаторы применяются для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения без изменения частоты, а также для изменения числа фаз. Трансформаторы по назначению подразделяются на три основные группы: силовые, согласующие и импульсные. Силовые трансформаторы служат для передачи и распределения электрической энергии для различных технологических целей, например сварки (сварочные трансформаторы), а также для электропитания устройств радиоэлектронной аппаратуры, автоматики и вычислительной техники, электробытовых и осветительных приборов. Электрические станции обычно располагаются вблизи естественных источников энергии и вырабатывают электрическую энергию напряжением 6 - 20 кВ. Для снижения потерь мощности в линиях электропередачи и уменьшения сечения проводов при передаче электроэнергии на дальние расстояния необходимо, чтобы электроэнергия передавалась при больших напряжениях (110, 150, 220, 330, 500, 750, 1150 кВ). Поэтому на электростанциях устанавливают мощные трансформаторы, повышающие напряжение, причем мощность этих трансформаторов может достигать 1 млн. кВА. Распределение электроэнергии между городами и населенными пунктами, между промышленными предприятиями и учреждениями городов, а также между цехами предприятий чаще всего осуществляется по воздушным и кабельным линиям при напряжениях 220, 110, 35, 20, 10 и 6 кВ. Следовательно, во всех узлах распределительных сетей необходимо устанавливать трансформаторы, понижающие напряжение. Большинство приемников (потребителей) электроэнергии переменного тока работают при напряжениях 220, 380 и 660 В, поэтому в местах потребления электроэнергии также необходимо устанавливать понижающие трансформаторы. Таким образом, при передаче электроэнергии от электростанций к потребителям она подвергается в трансформаторах многократному преобразованию. Трансформаторы, предназначенные для согласования напряжений или сопротивлений между каскадами (звеньями) в радиопередающих и радиоприемных устройствах, усилителях и других устройствах, называются согласующими. Эти трансформаторы подразделяют на входные, промежуточные и выходные. Трансформаторы, используемые для передачи импульсов напряжения или тока из одной электрической цепи в другую, называются импульсными. Эти трансформаторы имеют широкое применение в импульсной технике. По исполнению (числу обмоток) трансформаторы подразделяются на одно-, двух- и многообмоточные. К однообмоточным трансформаторам относятся автотрансформаторы, у которых между первичной и вторичной обмотками существует не только магнитная, но и электрическая связь. Двухобмоточные трансформаторы имеют одну первичную и одну вторичную обмотки, которые электрически изолированы друг от друга. Многообмоточные трансформаторы имеют одну первичную обмотку и несколько вторичных электрически несвязанных обмоток. В зависимости от числа фаз трансформаторы бывают однофазными и многофазными (в основном трехфазными), причем число фаз первичной обмотки определяется числом фаз источника питания, а число фаз вторичной - назначением трансформатора. Трансформаторы, предназначенные для повышения напряжения в электрической цепи, называют повышающими, а служащие для понижения напряжения - понижающими. На рис. 11.1, а изображена электромагнитная схема однофазного двухобмоточного трансформатора, а на рис. 11.1, б - его условное графическое обозначение. Трансформатор состоит из двух обмоток, первичной 1 и вторичной 3, размещенных на замкнутом ферромагнитном магнитопроводе 2, который для уменьшения потерь от вихревых токов набран из листов электротехнической стали толщиной 0, 35-0, 5 мм, легированной кремнием. Магнитопровод служит для усиления магнитной связи между обмотками трансформатора, т. е. для уменьшения магнитного сопротивления контура, через который проходит магнитный поток трансформатора. В воздушных трансформаторах малой мощности, применяемых при частотах свыше ~20 кГц, ферромагнитный магнитопровод отсутствует, так как практически он не может проводить магнитный поток из-за вытеснения его к поверхности магнитопровода. Обмотка трансформатора 1 (рис. 11.1, а), к которой подводится электрическая энергия от источника питания, называется первичной. Обмотка 3, от которой отводится энергия к приемнику (нагрузке), называется вторичной. Величины (напряжение, э. д. с., ток, число витков и т. д.), относящиеся к первичной обмотке, называются первичными, и их буквенные обозначения снабжаются индексом 1 (например u1, e1, i1, w1), а величины, относящиеся к вторичной обмотке, называются вторичными и имеют индекс 2 (u2, e2, i2, w2 и т. д.). Рассмотрим принцип работы трансформатора на примере однофазного двухобмоточного трансформатора, так как рабочие процессы, протекающие в нем, характерны и для других типов трансформаторов. Если первичную обмотку трансформатора подключить к источнику переменного напряжения u1, то в ней возникнет ток i1, который возбуждает в ферромагнитном магнитопроводе переменный магнитный поток Ф1. Магнитный поток, замыкающийся по магнитопроводу, пересекает первичную и вторичную обмотки и индуцирует в них э. д. с. e1 и e2 соответственно. При подключении к зажимам вторичной обмотки нагрузки с сопротивлением ZH под воздействием э. д. с. e2 через нее будет протекать переменный ток I2 и энергия из цепи первичной обмотки будет передаваться в цепь вторичной обмотки за счет переменного магнитного потока Ф1. Вторичный ток i2 образует в сердечнике трансформатора свой собственный магнитный поток Ф2, который накладывается на поток первичной обмотки. В результате в магнитопроводе создается общий магнитный поток Ф, который сцепляется с витками обеих обмоток. Этот поток называют основным или рабочим потоком трансформатора. Наряду с основным магнитным потоком в трансформаторе существуют переменные магнитные потоки рассеяния Фσ 1 и Фσ 2, создаваемые токами его обмоток и замыкающиеся вокруг витков первичной и вторичной обмоток в основном через воздух. Значения этих потоков прямо пропорциональны токам обмоток. Переменные э. д. с. е1 и е2 пропорциональны количеству витков w1 и w2 первичной и вторичной обмоток, а также скорости изменения потока dФ/dt (закон Максвелла): (11.1) Так как э. д. с. е1 и е2 наводятся одним и тем же магнитным потоком, то, согласно (8.6), при синусоидальном напряжении u1 действующие значения этих э. д. с. (11.2) Из (11.1) и (11.2) можно получить выражение для коэффициента трансформации трансформатора: (11.3) Таким образом, коэффициент трансформации трансформатора есть отношение э. д. с. его обмоток или отношение чисел витков этих обмоток. В паспорте трансформатора обычно указывают отношение номинальных напряжений в режиме холостого хода U1н/U2н, которое практически равно отношению э. д. с., так как при разомкнутой вторичной обмотке напряжение, приложенное к первичной обмотке, почти целиком уравновешивается ее э. д. с. (U1 ≈ E1), а вторичное напряжение равно вторичной э. д. с. (U20 = Е2). Поэтому выражение для коэффициента трансформации можно переписать в виде (11.4) Следовательно, коэффициент трансформации равен отношению напряжений на обмотках при холостом ходе трансформатора. В процессе работы трансформатора в первичной обмотке электрическая энергия, потребляемая им из сети, преобразуется в энергию магнитного поля, а во вторичной обмотке, наоборот, энергия магнитного поля преобразуется в электрическую, отдаваемую затем (в основном) потребителю (нагрузке). Небольшая часть мощности теряется в самом трансформаторе. При номинальном режиме мощность потерь в обмотках и магнитопроводе трансформатора невелика, поэтому трансформаторы обычно имеют высокий к. п. д., достигающий 98-99%. Таким образом, в трансформаторе преобразуются только напряжения и токи. Мощность же (из-за малых потерь на нагревание обмоток и магнитопровода трансформатора) практически остается постоянной, т. е. можно считать, что U1I1 ≈ U2I2. Следовательно, U1 / U2 ≈ I2 / I1 ≈ E1 / E2 = w1 / w2 = k12. (11.5) Итак, токи в обмотках трансформатора обратно пропорциональны их напряжениям. В радиоэлектронике трансформаторы широко используют для согласования сопротивлений между звеньями различной аппаратуры. Если резистор с сопротивлением R подключить через трансформатор к источнику переменного тока, то для цепи источника значение этого сопротивления будет иным, равным (11.6) где P1 - мощность, потребляемая трансформатором от источника переменного тока; Р2 = I22R - мощность, потребляемая от трансформатора сопротивлением R. Из (11.6) следует, что трансформатор " изменяет" значение сопротивления в k212 раз.   3. Измерение переносными приборами и токоизмерительными клещами.

ИЗМЕРЕНИЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ Постоянный ток измеряется амперметром, который включается в электри­ческую цепь последовательно; напряжение измеряется вольтметром, который включают параллельно.

Амперметры и вольтметры, применяемые в сетях постоянного тока, в ос­новном магнитоэлектрической системы. Они имеют равномерную шкалу, обла­дают высокой точностью и чувствительностью, мало потребляют энергии

Схема включения ампер­метра и вольтметра в электриче­скую цепь с использованием шунта и добавочного сопротивления

При включении приборов магнитоэлектрической системы необходимо, что­бы ток входил в зажим « + », а выходил из зажима «—», иначе стрелка будет отклоняться в направлении, противоположном принятому. Для расширения пределов измерения амперметров магнитоэлектрической системы применяются манганиновые сопротивления — шунты. Шунт R_m вклю­чается последовательно в цепь, где необходимо измерить протекающий ток, амперметр присоединяется к шунту параллельно

 

Схема включения ам­перметра и вольтметра в цепь переменного тока с использова­нием трансформаторов тока и напряжения

Для расширения пределов измерения электромагнитных амперметров пере­менного тока служат измерительные трансформаторы тока ТТ

Амперметры, предназначенные для включения через измерительные транс­форматоры тока, имеют на шкале надпись:, например

Вторичная обмотка трансформаторов тока должна быть всегда замкнута на токовую обмотку измерительного прибора или накоротко проводником, так как при протекании тока по первичной обмотке во вторичной (если она разом­кнута) наводится значительная э. д. с., опасная для экспериментатора и цело­стности изоляции самой обмотки.

Мощность постоянного тока можно определить косвенным путем по резуль­татам измерений тока (в амперах) и напряжения (в вольтах) с помощью ам­перметра и вольтметра, включенных по схеме, изображенной на рис. 54. При расчете пользуются формулой: P=U*I

Прямым методом мощность измеряется ваттметрами электродинамической и ферродинамической систем.

Схема включения электроизмерительных при­боров в цепь постоянного тока

Ваттметр следует включать в сеть так, чтобы электрическая энергия посту­пала в него со стороны генераторных выводов обмоток, зажимы которых по ГОСТ 8476 — 60 отмечены на приборе звездочкой. В схемах электрических цепей зажимы генераторных выводов обозначают также звездочкой.

Расширение пределов измерения последовательной цепи ваттметра постоян­ного тока достигается шунтированием токовой катушки (как и амперметра), а цепи напряжения — включением добавочных сопротивлений (аналогично вольт­метру). Активная мощность цепи однофазного переменного тока измеряется ватт­метром электродинамической или ферродинамической системы (рис. 55).

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться: