1.2.1. Назначение ИК:
1. Постановка и снятие под напряжением трубчатых патронов предохранителей.
2. Выполнения простейших работ на токоведущих частях под напряжением. Конструктивно разделяются на три части:
- рабочая или губки: от центра осевого болта до конца губок
- изолирующая от губок до упора
- ручку-захват от упора до конца клещей
1.2.2.Губки изготавливаются как из изолирующего материала, так и металла. Форма губок должна надежно и плотно зажимать трубчатый патрон предохранителя и другие плоские и тонкие предметы. Изолирующая часть должна обладать устойчивыми электрическими характеристиками и механической прочностью. В качестве материала используют дерево с пропиткой высыхающими маслами, бакелит, текстолит, пластмассы и пр. Ручки- захват являются продолжением изолирующей части и отделяются упором из изоляционного материала, имеющим диаметр на 5…20 мм больше диаметра ручки. Для удобства удержания клещей они выполняются круглого или многогранного сечения диаметром (2.5…3.5) см и достаточной длины. Необходимая длина изолирующей части выбирается также, как и для ИШ. Обычно вес клещей колеблется в пределах 10…15 Н. Вся поверхность клещей тщательно обрабатывается и покрывается изоляционным лаком.
1.2.3. Правила пользования и содержания ИК.
1. Операции должен проводить только квалифицированный персонал. В большинстве случаев необходимо присутствие второго человека для контроля и необходимой помощи.
2. ИК должны применяться только для указанных напряжений.
3. ИК должны быть исправными, их поверхность чистой и сухой без повреждения лакового покрытия.
4. Работа допускается только в диэлектрических перчатках; при этом оператор должен держать клещи только за рукоятку-захват. В открытых сборках с вертикальным расположением разъединителей оператор, кроме того, должен стоять на изолирующем основании.
5. Запрещается заземление клещей.
6. Работая с клещами, оператор должен стоять на прочном основании, а при работе воздушных электрических линий (и аналогичных случаях) закрепляться с помощью предохранительных поясов, пользоваться когтями и т.п., исключающих случайное падение.
7. Переноска ИК должна исключать ее случайное соприкосновение с деталями, находящимися под напряжением.
8. В процессе эксплуатации ИК должны подвергаться тщательному осмотру и электрическим испытаниям.
9. При применении в электроустановках напряжения выше 1000В работающий должен пользоваться диэлектрическими перчатками, стоять на изолирующем основании и надевать защитные очки при снятии и постановке предохранителей.
10. При работе клещи необходимо держать на вытянутых руках.
11. Запрещается при работе касаться изолирующих клещей.
Лекция 3
1.3.Диэлектрические защитные средства и изолирующие подставки.
Наибольшее распространение получили диэлектрические перчатки, галоши, боты и коврики.
Требования к ним:
- высокая электрическая и механическая прочность
- эластичность
- небольшой вес
- стойкость к воздействию тепла, света, различных жидкостей
- удобство пользования
- не оказывать вредного воздействия на человека
Самый распространенный материал – резина специального состава. Однако, удовлетворяя перечисленным требованиям, резина имеет и недостатки:
- разрушается под воздействием тепла, света, минеральных масел, растворителей
- имеет малую механическую прочность
- некоторые изделия тяжеловаты
- длительная работа утомительна.
Поэтому ведутся работы по нахождению новых материалов.
1.3.1.Индивидуальные средства защиты.
1. Диэлектрические перчатки как основное ИСЗ применяются до 250 В (реже до 500 В), в остальных случаях как дополнительное изготавливаются двумя способами:
- склеивание двух частей с последующей вулканизацией по форме
- многократное макание специальной формы (гипсовой или металлической) в латекс (эмульсия каучука) до образования слоя сырой резины и последующая вулканизация.
В первом случае перчатки клесные, во втором – бесшовные. Последние лучше: реже повреждаются механически, форма лучше соответствует форме руки и рука меньше устает. Перчатки толщиной 0.7 мм используются при напряжении до 1000 В в виде основного ИСЗ, толщиной 1.2 мм в качестве дополнительного ИСЗ в остальных случаях.
Цвет: светло – коричневый или бледно желтый. Нормы физико-механических свойств перчаток должны соответствовать существующим стандартам. На каждой перчатке указываются данные, необходимые для их применения: толщина, испытательное напряжение (3.5 или 9 кВ), дата испытания и т.п. Часть перчаток изготавливается с кожаными(замшевыми) наладонниками для защиты от механических повреждений.
2. Диэлектрические боты являются дополнительным ИСЗ при любом напряжении и защитным средством от шагового напряжения в установках открытого типа. Они имеют следующие основные части: резиновые голенище и передок с утолщением на заднике и носке; резиновую рифленую подошву, резиновый отворот на голенище; текстильную подкладку и цветную текстильную стельку. Последние предохраняют резину от повреждения, поскольку боты одеваются на обычную обувь. Высота бот не меньше 15 см, не считая отворота, имеющего высоту 5 см; подошва в подметочной части имеет толщину не менее 5.7 мм, а в пятке – не менее 8.4 мм. Боты являются надежным и редко повреждающимся защитным средством при напряжении выше 1000 В.
3. Диэлектрические галоши являются дополнительным ИСЗ в электроустановках напряжением до 1000В и защитным средством от шагового напряжения в любых случаях. Галоши одеваются на обычную обувь. От обычных галош отличаются цветом (светло серый или беж) и отсутствием лакового покрытия. Толщина подошв в подметочной части не менее 3.6 мм, в пятке – не менее 6 мм.
4. Диэлектрические коврики (маты, дорожки) используются как дополнительное ИСЗ в любых электроустановках. Коврики расстилаются в местах, где производятся операции с электрическими аппаратами и приборами – коридоры управления распределительными устройствами, участки пола перед щитами управления, пусковыми и регулирующими аппаратами и т.п. местах. Толщина коврика 6±1 мм.
5. Изолирующие колпаки, накладки и шланги.
Первые являются временными ограждениями и служат для изолирования отключенных ножей рубильников и тем самым предупреждают о запрете включения и препятствуют включению. Надевание и снятие колпаков проводится с помощью изолирующих клещей или штанг с применением диэлектрических перчаток. Колпаки изготавливают из сырой резины толщиной 5…6 мм с последующей вулканизацией на металлической форме, а также из диэлектрических ковриков путем склеивания резиновым клеем; можно изготавливать их из пластмасс. Колпаки должны надежно удерживаться на разъединителях. Изолирующие накладки также являются временными ограждениями. Их назначение – ограждение токоведущих частей с целью защиты работающих от случайного прикосновения к ним, а также изоляции их друг от друга. Резиновые накладки представляют собой прямоугольную пластину толщиной 5…15 мм; остальные размеры зависят от их назначения. Резиновые накладки применяются при напряжениях до 1000В; при более высоком напряжении (до 15 кВ) используют накладки из прочного изоляционного материала – текстолита, гетинакса и т.п. При напряжении более 15 кВ применение накладок запрещено. Форма накладок определяется местом их установки. При напряжении до 1000 В установка накладок проводится с использованием перчаток, а при более высоком – дополнительно применяют ИК или штанги. Изолирующие шланги или «змеи» представляют собой эластичные резиновые трубки особой конструкции, разрезанные вдоль оси и предназначенные для временной изоляции провода, находящегося под напряжением. Применяются на воздушных линиях и закрытых распределительных устройствах напряжением до 15 кВ.
Вместо резиновых ковриков в электроустановках любого напряжения применяются изолирующие подставки – деревянные решетчатые настилы на фарфоровых или пластмассовых изоляторах.
Их преимущества:
1. из-за высокой электрической прочности надежность изоляции человека от основания выше
2. реже повреждаются механически
3. влияние влаги и загрязнения меньше и т.п.
Недостатки:
1. громоздкость
2. из-за большого веса не могут использоваться в виде переносных устройств
3. поломка настила может привести к несчастному случаю
4. из-за большой высоты при входе или сходе с них человек может споткнуться, что также станет причиной несчастного случая.
Поэтому основное их применение в качестве изолирующего основания перед пусковыми устройствами электрических машин, приводами управления коммутационными аппаратами. Особенно выгодны они в сырых помещениях, где резиновые коврики не могут обеспечить надежную изоляцию от пола.
Лекция 4. 1. Переносные защитные заземления.
2. Временные заземлители.
При производстве работ на отключенных токоведущих частях электрооборудования работающие подвергаются опасности поражения электрическим током из-за ошибочной подачи напряжения к месту работ. Для исключения такой опасности применяется ряд мер:
- отключение установки
- снимаются предохранители для исключения самопроизвольного включения
- снимаются предохранители в цепях трансформаторов напряжения для устранения обратной трансформации
- проверяется отсутствие напряжения на отключенных частях и т.п.
Однако, как показывает опыт, указанные меры не могут полностью исключить возможность подачи напряжения как по вине персонала, так и влияния соседних цепей, находящихся в работе, из-за разряда молнии непосредственно в установку или вблизи ее, падение провода под напряжением и т.п.
Мерой, предотвращающей указанные случаи, является соединение между собой и заземление всех фаз отключенного участка с помощью стационарных (ПЗ) или временных переносных защитных заземлений. Благодаря этому в случае включения такого участка напряжение токоведущих частей относительно друг друга и относительно земли окажется безопасным для человека. Вместе с тем короткое замыкание (КЗ) вызовет быстрое отключение установки релейной защитной.
ПЗ может выполнить свою роль, если в течение всего времени протекания по нему тока КЗ не будет нарушено соединение всех фаз установки между собой и с землей, т.е. если ПЗ будет обладать достаточной термической и динамической устойчивостью.
Термическая устойчивость определяется сечением проводов, конструкцией и размерами контактных зажимов и выполнением контактных соединений проводов между собой и зажимами.
Динамическая устойчивость обусловлена конструкцией зажимов, прочностью проводов и выполнением контактных соединений.
Каждый комплект ПЗ должен состоять из проводов для закорачивания фаз и для их заземления с зажимами. При этом зажимы для присоединения к токоведущим частям должны иметь приспособления, допускающие закрепление и снятие их как при помощи ИШ, так и рукой. Зажим для присоединения к заземляющему устройству выполняется в виде струбцины, закрепляемой рукой, или в виде наконечника, который одевается на заземляющуюся конструкцию, на которой имеется болт с барашковой гайкой.
Согласно Правил ПЗ выполняется из медного голого провода марки МГГ соответствующего сечения. Применение других материалов, кроме меди, не разрешается. Материал зажимов – медь, бронза, алюминиевые сплавы (для наложения на алюминиевые токоведущие части).
Обычно применяются трехфазные комплекты различной конструкции (рис.2), а в случае, если они оказываются тяжелыми – однофазные комплекты.
3-х фазные: однофазные
 |
|
| |||||
Из 3-х кусков проволоки из одного куска
Рис.2.
1 – провода для закорачивания фаз; 2 – провод заземления; 3 – зажимы к токоведущим частям; 4 – зажим заземляющий.
Слабыми местами ПЗ являются соединения его проводов между собой и с зажимами, которые могут быть нарушены при протекании токов КЗ. Поэтому эти соединения опрессовываются или свариваются. Поэтому предпочтительнее изготавливать ПЗ из одного куска провода.
Как было указано, проводники ПЗ должны иметь сечения, исключающие опасность перегорания или чрезмерного нагревания при протекании токов КЗ. Поэтому проводится расчет проводников по условиям термической устойчивости и применения данного комплекта только в тех электроустройствах, на которые он рассчитан.
Основными данными для расчета являются: значение тока КЗ в сети, время его протекания и допустимая температура нагрева проводника.
Согласно Правил расчетным током для всех проводников ПЗ в сетях с заземленной нейтралью является ток однофазного КЗ (ток замыкания на землю). В цепях с изолированной нейтралью сечения проводников, закорачивающих фазы, рассчитывают из условия двухфазного КЗ, а сечение заземляющего проводника принимается равным 25 мм² при напряжении выше 1 кВ и 16 мм² при напряжении до 1 кВ.
Длительность протекания тока КЗ определяется временем срабатывания реле защиты на том присоединении, на которое накладывается ПЗ.
Согласно Правил начальная и конечная температура медных проводников принимается равной соответственно +30°C и + 850°C
Расчет проводников ПЗ на термическую устойчивость проводится по формуле:
где I – ток КЗ;
tф – фиктивное время протекания установившегося тока КЗ (равно времени срабатывания реле защиты).
Независимо от расчета, сечение проводников при напряжении выше 1 кВ должно быть не меньше 25 мм², а при напряжении меньше 1 кВ – 16 мм².
Временные заземлители (ВПЗ)
В ряде случаев возникает необходимость временного заземления токоведущих частей при отсутствии в этом месте заземляющего устройства. В этом случае применяют ВПЗ. Наиболее распространенная конструкция представляет собой стержень диаметром 20…40 мм и длиной около 1,5 м.
|
Рис.3.
Стержень изготавливается из стали и покрывается толстым слоем меди, которая обеспечивает лучший контакт с землей и защищает сталь от коррозии. С помощью тяжелого молота стержень забивается в землю на 1…1,5 м. В ряде случаев к стержню приваривается стальная спираль и рукоятка для ввинчивания его в землю (обычно применяют при мягкой почве).
В ряде случаев ВПЗ требуется заглубить в землю на 2-3 м, чтобы достичь незамерзающих или влажных слоев земли. В таких случаях применяют стержневые электроды диаметром 15…20 мм необходимой длины. Они снабжаются специальными забивными устройствами в виде концентрического клинового зажима, который с помощью двух гаек закрепляется на расстоянии 50…60 мм от нижнего конца стержня. Ударами стального груза по зажиму производится забивка заземлителя на 40…50 см. После этого зажим перемещается вверх и вновь проводится забивка.
|
Рис.4
1 – стержень; 2 – зажимной конус; 3 – верхняя гайка; 4 – нижняя гайка; 5 – ударник – стальной груз; 6 – рукоятки.
При пользовании таким ВПЗ надо иметь в виду, что его сопротивление растекания обычно тем меньше, чем глубже он погружен в почву. Сопротивление уменьшается при увеличении диаметра электрода. Одиночные заземлители обладают достаточно высоким сопротивлением растекания тока. Например, при диаметре стержня 20 мм и заглублении его на 1 м в почву со средним удельным сопротивлением 10 Ом см сопротивление растекания составляет 85 Ом. Поэтому для создания малого сопротивления надо применять несколько ВПЗ.
При необходимости сопротивление стержня длиной от 1 до 2 м и диаметром 2…4 см определяется по формуле:
, Ом,
где ρ - удельное сопротивление грунта, Ом см (приводится в таблице)
- глубина погружения в почву, см.
Если применяется несколько ВПЗ с расстоянием между ними 1…2 м, то их общее сопротивление определяется как
где n – число ВПЗ.
Лекция 5. 1. Изоляция монтерского инструмента.
2. Токоизмерительные клещи.
При эксплуатации электроустановок до 1000 В действующими Правилами разрешено производство работ на токоведущих частях под напряжением с помощью монтерского инструмента – пассатижей, плоскогубцев, кусачек, отверток, гаечных ключей и т.п. В это случае металлические рукоятки инструмента должны иметь изоляционное покрытие или быть выполнены из изоляционного материала.
Требования к материалу изоляции:
1. Высокая электрическая прочность для надежной защиты работающего.
2. Высокая механическая прочность.
3. Влагостойкость.
4. Стойкость к действию пота, бензина, кислот, щелочей и масел.
5. Надежность крепления к рукояткам.
6. Обеспечивать полную изоляцию той части руки, которая находится в работе (длина не менее 10 см).
7. Удобство работы – наличие упоров, формы и размеров, соответствующих форме и размерам рукоятки.
У отверток рекомендуется изолировать не только рукоятку, но и весь металлический стержень вплоть до острия; у гаечных ключей неизолированной должна быть только головка.
В качестве материала для изоляции применяют резину, электроизоляционные смолы (хлорвинил, полиэтилен, капрон и др.), различные пластмассы.
Толщина изолирующего слоя должна быть в пределах 0,5…1,5 мм.
Способы изоляции.
1. Покрытие рукояток слоем эбонита.
Сырая эбонитовая масса накладывается на рукоятки и закладывается в прессформу. Для вулканизации форма нагревается до 140°С и выдерживается 3 часа. При небольшом количестве и нестандартных размерах инструмента наложенная на рукоятки сырая масса обматывается мокрой тканевой лентой и инструмент на 2,5…3 часа помещается в паровое пространство котла (температура 145°С, давление 4 атм.). После охлаждения рукоятки необходимо обработать.
2. Обработка рукояток полихлорвиниловым пластикатом.
Для получения изоляционной массы мелконарезанный пластикат растворяется в дихлорэтане (на 10 г пластиката – 100 мл дихлорэтана). Растворение производится в стеклянном сосуде при комнатной температуре в течение суток. После этого пластикат тщательно перемешивается, протирается через металлическую сетку и подогревается до кипения при постоянном перемешивании в водяной ванне. Для нанесения изоляционного слоя рукоятки инструмента погружаются в полученную однородную массу температурой 50…60°С несколько раз с интервалами 2…3 минуты. Сушка проводится при нормальной температуре в течение 2…3 суток. Пары дихлоэтана вредны для дыхания и все работы проводятся в вытяжном шкафу с принудительной изоляцией.
3. Использование хлорвиниловых трубок.
Трубка соответствующего диаметра подогревается до 70…80°С и натягивается на рукоятку. Лишний конец трубки обрезается, подогревается и сжимается для обеспечения надежной изоляции торцов рукояток.
Во всех случаях нанесения изоляции рукоятки инструмента предварительно обезжиривают, очищают до блеска и наносят царапины, углубления, заусенцы и т.п. для лучшего сцепления металла с изоляционным материалом. При необходимости в месте упоров накладывают проволочный бандаж либо напаивают слой металла.
Токоизмерительные клещи (ТК).
Назначение – быстрое измерение тока в проводнике без разрыва и вывода его из работы. Они являются основным изолирующим защитным средством в электроустановках напряжением до 10 кВ. В остальных случаях применение запрещено!
ТК применяются как для сетей переменного так и постоянного тока. Внешне отличаются мало, но используют различные принципы действия.
Разработаны ТК для измерения и тока, и напряжения. Для измерения напряжения они снабжаются двумя внешними выводами от измерительного прибора, который имеет шкалу тока и шкалу напряжения. Эти выводы соединяются изолированными проводами с частями электроустановки, между которыми измеряется напряжение. В целях электробезопасности максимальное измеряемое напряжение не должно превышать 650 В.
Некоторые конструкции клещей предназначены для определения цепи, имеющей замыкание на землю, т.е. не измеряют ток, а лишь выявляют наличие тока замыкания на землю.
Возможность измерения различных параметров электрического тока обусловила появление термина – «электроизмерительные клещи» вместо «токоизмерительные клещи».
Большинство ТК переменного тока выполнено в виде одновиткового трансформатора тока, у которого первичной обмоткой является участок измеряемой цепи, а вторичная многовитковая обмотка, к которой подключен амперметр, намотана на магнитопровод (рис.5).
|
Рис.5.
1- проводник; 2 – разъемный магнитопровод; 3 – вторичная обмотка; 4 – амперметр.
Разъемный магнитопровод выполнен из двух фигурных частей, стянутых сильной пружиной. В нормальном положении эти части притянуты друг к другу, образуя замкнутый контур. Для охвата проводника магнитопровод раскрывают, воздействуя на ручки, как в обычных клещах.
Измеряемый переменный ток создает в магнитопроводе переменный магнитный поток, индуктирующий э.д.с во вторичной обмотке. В замкнутой вторичной обмотке эта э.д.с создает ток, который и измеряется прибором.
Более распространенной является схема, сочетающая трансформатор с выпрямительным прибором. В этом случае выводы вторичной обмотки присоединяются к амперметру через набор шунтов (рис.6).
|
Рис.6.
1-проводник; 2 – магнитопровод; 3 – вторичная обмотка; 4 – выпрямительный мостик; 5 – амперметр; 6 – шунтирующие сопротивления; 7 – переключатель пределов измерения.
ТК переменного и постоянного тока строятся и на принципе электромагнитного прибора с замкнутой магнитной цепью: сердечник прибора состоит из мягкого ферромагнитного материала и взаимодействует с магнитным потоком в рабочем зазоре магнитопровода клещей, вызывая отклонение стрелки измерительного прибора. Такие ТК не имеют цепи с током (рис.7).
|
Рис.7.
1-проводник; 2 – разъемный магнитопровод; 3 – рабочий воздушный зазор магнитопровода; 4 – подвижный сердечник прибора; 5 – стрелка.
ТК переменного и постоянного тока также строятся с использованием датчика э.д.с Холла. Этот датчик, представляя собой прямоугольную пластину, помещается в зазоре магнитопровода и обеспечивает возможность измерения практически любых токов и при любых частотах (рис.8).
|
Рис.8.
1-провод; 2- разъемный магнитопровод; 3- датчик Холла; 4 – источник постоянного тока; 5 – измерительный прибор.
ТК для измерения постоянного тока также имеют разъемный магнитопровод, измерительный прибор и вторичную обмотку на магнитопроводе. Но в отличии от ТК переменного тока концы вторичной обмотки выведены на клеммы, через которые обмотка запитывается переменным током. Кроме того, клещи имеют блок-контакты, разрывающие цепь переменного тока при разрыве магнитной цепи, т.е. разведения клещей. Этот разрыв необходим для того, чтобы исключить резкое увеличение тока за счет резкого уменьшения индуктивного сопротивления обмотки (рис.9).
|
Рис.9.
1-провод постоянного тока; 2 – разъемный магнитопровод; 3 – нагрузочная обмотка, питаемая переменным током; 4 – блок-контакт разрыва; 5 – клеммы для подачи переменного тока.
Работа ТК основана на принципе магнитного усилителя (дросселя насыщения), где управляющей обмоткой является провод, в котором течет постоянный ток и который охвачен клещами. Нагрузочная обмотка, в которую включен амперметр, намотана на магнитопровод. Её параметры выбираются так, чтобы при отсутствии измеряемого тока сердечник клещей не был насыщен. При наличии постоянного тока, т.е. подмагничивании сердечника, магнитная проницаемость уменьшается. При этом во столько же раз уменьшается индуктивность и полное сопротивление нагрузочной обмотки. В результате возрастает величина переменного тока, которая пропорциональна величине измеряемого постоянного тока. В целях безопасности напряжения переменного тока не должно быть больше 36 В.
Конструктивно ТК имеют три части: рабочую, включающую в себя магнитопровод, обмотки и прибор; изолирующую – от рабочей части до упора; ручки-захваты.
Конструкция и требования к двум последним такие же, как и для ИК.
Размеры ТК определяются Правилами, а вес не нормируется. При этом необходимо, конечно учитывать, что оператор держит их на вытянутых руках.
Наряду с ТК имеются клещевые ваттметры и фазометры, работа которых основана на принципе ферродинамического ваттметра. Магнитный поток возникает в рабочем зазоре магнитопровода и пропорционален, как и в ТК, току. Подвижная рамка измерительного прибора подключается через добавочное сопротивление к напряжению измеряемой цепи с помощью гибких изолированных проводников при помощи зажимов типа «крокодил». По условиям ЭБ применяются в сетях с напряжением до 600 В.
Лекция 6. 1. Указатели высокого напряжения (УВН)
2. Токоискатели.
При производстве работ непосредственно на токоведущих отключенных частях электроустановок возникает необходимость проверки наличия или отсутствия напряжения. Кроме того, такая необходимость возникает при контроле исправности электроцепей, отыскании повреждений, сборке и монтаже электросхем и пр. Во всех случаях речь идет только об установлении факта наличия или отсутствия напряжения без измерения его величины.
Для этой цели служат переносные УВН. Первые УВН – «трубки Циппа» (Германия) основывались на свечении сильно разряженного газа неона в запаянной стеклянной трубке при протекании через него зарядного тока конденсатора, включенного последовательно с трубкой. Второй электрод трубки имел металлический щуп, которым оператор касался электрической цепи. Вторая обкладка конденсатора также имела внешний вывод в виде винта, с помощью которого к ней присоединялся заземляющий проводник. Для проверки наличия напряжения заземляющий проводник присоединялся к заземляющему устройству, а оператор, имея на руках диэлектрические перчатки, касался щупом токоведущей части.
Указанный принцип лег в основу УВН. Однако схема претерпела ряд изменений:
1) современные газоразрядные лампы для УВН требуют лишь долей миллиампера; поэтому отпала необходимость соединять вторую обкладку с землей, т.к. емкость конденсатора относительно земли или близко расположенных заземленных предметов оказывается достаточной для свечения лампы
2) при применении УВН на напряжениях 20, 35 КВ и более отпала необходимость в конденсаторе, т.к. необходимая для свечения емкость обеспечивается между цоколем лампы и землей
Недостатки УВН:
1) неисправность лампы может рассматриваться как отсутствие напряжения
2) относительно высокое напряжение отчетливо видимого свечения приводит к тому, что исправный УВН, рассчитанный на 10 кВ, может не обнаружить напряжение 1-2 кВ
3) при его использовании в солнечный день световой сигнал мало заметен
4) невозможность использования в сырую погоду
5) нельзя использовать при напряжении выше 110 кВ
Конструкция УВН аналогична конструкции ИШ: рабочая и изолирующие части и ручка захвата.
Рабочая часть включает в себя щуп, сигнальную лампу, конденсаторы, затенители и пр. В большинстве случаев изготавливается из изоляционного материала в виде трубки. Изолирующая часть изготавливается из тех же изолирующих материалов, что и ИШ. Ее размеры указываются в таблицах Правил.
Размеры ручки-захвата составляют: диаметр 35…40 мм, длина 110…120 мм; если УВН рассчитан на работу двумя руками, длина увеличивается в несколько раз.
Источником сигнала в УВН является свечение малогабаритных неоновых ламп тлеющего разряда. Конструкция проста: в стеклянной колбе, наполненной разряженным инертным газом, укрепляются два электрода, форма и размеры которых зависят от назначения лампы, ее мощности и тока.
Для свечения лампы необходимо напряжение - напряжение зажигания. После этого ток в цепи лампы постоянно увеличивается; поэтому для его стабилизации включается добавочное сопротивление. Тлеющие лампы работают при постоянном и переменном токе: при постоянном токе свечение наблюдается у отрицательного электрода, при переменном - у обоих. Электроды ламп для постоянного тока имеют разную форму, для переменного – одинаковы.
Типы ламп указываются в соответствующих нормалях.
Наряду с рассмотренными существуют и другие типы УВН, работающие на основе иных принципов: звуковые, искровые и пр.
Токоискатели
Токоискатель – указатель напряжения для напряжений до 1000 В.
Принцип действия – свечение неоновой лампочки при протекании через нее электрического тока, обусловленного разностью потенциалов между двумя частями электроустановки. Есть токоискатели со звуковым сигналом, но они имеют меньшее распространение.
Правила требуют, чтобы порог отчетливого свечения лампы был не выше 90В.
Каждый токоискатель с неоновой лампочкой имеет нижнюю и верхнюю границы напряжений, в пределах которых он применяется.
Нижняя граница несколько ниже порога зажигания лампочки; верхняя определяется при конструировании и определяет величину добавочного сопротивления.
Согласно Правил токоискатели применяются при напряжениях от 110 до 500В и лишь при переменном токе (50 Гц).
Конструктивно они подразделяются на двухполюсные и однополюсные.
Двухполюсные токоискатели требуют прикосновения к двум частям измеряемой цепи (даже при наличии «земли») и имеют два щупа с относительно большой длиной.
В качестве сигнальных применяются миниатюрные неоновые лампочки тлеющего разряда.
Добавочное сопротивление ограничивает ток протекания до допустимого рабочего тока через лампочку.
Для токоискателей длительного действия добавочное сопротивление определяется с учетом напряжения горения лампочки.
Для токоискателей кратковременного действия определяется по формуле:
где U - допустимое напряжение работы, В;
Uз - напряжение зажигания, В;
I - допустимый рабочий ток лампочки, мА.
Принципиальная схема дана на рис. 10.
а) без шунтирующего сопротивления:
|
б) с шунтирующим сопротивлением:
|
Рис. 10.
1- неоновая лампочка; 2 – добавочное сопротивление; 3 – соединительный провод; 4 – щупы; 5 – шунтирующее сопротивление.
Однополюсные токоискатели предназначены для определения напряжения между токоведущей частью и землей и требуют прикосновения только к испытуемой токоведущей части.
Связь с землей обеспечивается через тело человека, который пальцем руки создает контакт с цепью токоискателя.
|
Рис. 11.
Поэтому протекающий ток должен быть безопасным для человека как при переменном, так и при постоянном токе. Наибольшее его значение не должно превышать 0,3 мА.
Ток, протекающий через излучатель, встречает на своем пути следующие последовательно включенные сопротивления:
|
Первые два сопротивления определяются конструкцией токоискателя и являются неизменными.
Сопротивления 3 и 4 зависят от множества факторов и меняются в широких пределах: тело человека – от 1 до 100 кОм и даже более; переходное сопротивление зависит от материала обуви, основания, влаги и пр. Его значение колеблется от нескольких Ом до несколько сотен МОм.
Добавочное сопротивление однополюсного токоискателя равно частному от деления верхней границы напряжения на наибольший рабочий ток лампочки.
Такие токоискатели изготавливаются в виде авторучки: в корпусе, выполненном из изоляционного материала и имеющего смотровое окно размещается лампочка и добавочное сопротивление; на одном конце – металлический щуп, на другом – плоский металлический контакт для пальца. Иногда их изготавливают в виде отвертки.
Лекция 7.
Автоматические средства защиты (АСЗ).
Принципиальная возможность обеспечения электробезопасности при работе с различными электроустановками обусловлена тем, что авария, как правило, возникает не мгновенно. Сначала из-за отказа элементов агрегата, нарушения параметров электроснабжения, ошибочных действий персонала и т.п. Создается аварийная ситуация, которую можно своевременно обнаружить. Аварийная ситуация переходит в аварию, если не принять соответствующих мер. Задача АСЗ и состоит в контролировании процессов, протекающих в объекте, формирование сигналов в критических ситуациях и использовании этих сигналов для предотвращения аварий путем отключения оборудования или переключения режимов работы и вызова персонала. В последнем случае АСЗ выдает полную информацию о причинах и обстоятельствах возникновения отклонений от нормального функционирования.
Наряду с основным назначением АСЗ часто выполняют дополнительные и весьма ответственные функции: защиту от травматизма, прогнозирование и сигнализацию о состоянии оборудования, индикацию ранних стадий разрушений объектов и др.
Для многих производственных процессов непрерывный контроль удобно заменить включением с помощью АСЗ сигнализации только при достижении критических значений параметров.
1. Принципы построения АСЗ.
2. Характеристики устройств защиты, принцип построения.
Структура средств автоматической защиты для различных областей техники включает в себя следующие основные элементы: (рис.12).
|
1) Индикатор аварийных ситуаций (ИАС).
В этом устройстве текущее значение контролируем