Alma38.ru

Электро Свет
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Классификация осветительных электроустановок

Классификация осветительных электроустановок.

Искусственное освещение имеет большое значение для современного общества. Долгое время основным искусственным источником света было пламя. Костер, лучина, фитильные и масляные лампы, восковые и стеариновые лампы, керосиновые лампы и газовые рожки – вот это применяли для пламенных источников света, применявшиеся в разные эпохи.

В прошлом столетие электрических источников света – дуговых ламп и ламп накаливания –

Дало сильный толчок для развития искусственных источников света.

Выдающая роль в деле развития и совершенствования электрических источников света принадлежит русским электротехникам. В 1802г. выдающийся русский ученый академик В.В. Петров открыл впервые явление электрической дуги, образующий между двумя угольными стержнями при прохождении по ним электрического тока, отметил ее световые свойства, электрической энергии для целей освещения. В 1872г. выдающийся русский изобретатель А.Н.Лодыгин создал впервые в мире электрическую лампу накаливания, в которой в качестве тела накала служил угольный стержень заключенный в вакуумированный стеклянный баллон. В дальнейшем образцы ламп А.П.Лодыгина попали в Америку к Эдисону, который усовершенствовал их конструкцию, разработал технологию их производства.

Развитие газоразрядных ламп шло вначале значительно медленно. Лишь через 70 лет после открытия дуги Петрова знаменитым русским изобретателем П.Н.Яблочковым был создан первый практически пригодный источник света, представлявший собой открытую угольную дугу, Лишь в 30 х годах прошлого столетия на основе сочетания газового разряда с разработанными к тому времени эффективным люминофорами был создан газоразрядный источник света, конкурентоспособный с лампой накаливания – люминесцентная лампа

ОБЩАЯ ЧАСТЬ

2.1 Электрические источники света.

Световой поток большинства источников света распределяется, а в пространстве достаточно равномерно.

Для рационального освещения помещения или открытого пространства требуется обычно распределить световой поток источника света вполне определённым образом: направить его вниз, или вверх. Для такого перераспределения светового потока применяют осветительные приборы.

Светильники являются осветительными приборами ближнего действия, служащими для освещения объектов, находящихся на небольшом расстоянии.

Прожектор в отличие от светильников является осветительным прибором дальнего действия и используется для освещения удалённых объектов.

Светильник состоит из источника света и осветительной арматуры. Главным назначением осветительной арматуры является перераспределение светового потока источника света. Ещё она предохраняет зрение рабочих то чрезмерной яркости источников света, защищает лампу от механических повреждений, защищает полости расположения источника света и патрона то воздействия окружающей среды, служит для крепления источника света, проводов, пускорегулирующих аппаратов.

Оптические системы осветительных приборов предназначены для перераспределения световых потоков источников света. Элементами оптических систем являются: отражатели, преломлятели, Рассеиватели, защитные стёкла, экранирующие решётки и кольца.

Отражатели – перераспределяют световой поток лампы. В зависимости от отражения отражатели могут быть диффузными, матовыми или зеркальными.

Рассеиватели – перераспределяют световой поток лампы на основе рассеянного пропускания. Различают диффузные, матовые и матированные рассеивателя. Два последних обладают направленно-рассеянным пропусканием ; у матированных рассеивающая способность меньше, чем у матовых.

Преломлятель – перераспределяет световой поток источника света, отразившийся от отражателя, перераспределяется с помощью рассеивателя или преломлятеля. Отдельные типы светильников могут не иметь отражателя или рассеивателя.

Современными электрическими источниками света являются лампы накаливания, люминесцентные низкого давления и ртутные высокого давления.

Лампы накаливания (рис.1) наиболее распространённые в качестве электрического источника света, имеют вольфрамовую нить, чаще всего спиральную, находящуюся в вакууме или инертным газе.

Рис 1. Лампа накаливания.

Принцип действия ламп накаливания основан на преобразовании электрической энергии, подводимой к её нити, в энергию видимых излучений, воздействующих на органы зрения человека и создающих у него ощущение света, близкого к белому.

Лампы накаливания, из внутреннего объёма (колбы) которых выкачан воздух, называют вакуумными, а заполненные инертными газами — газонаполненными.

Газонаполненные лампы при прочих равных условиях имеют большую, чем вакуумные лампы, световую отдачу, поскольку находящийся в колбе под давлением газ препятствует испарению вольфрамовой нити, что позволяет повысить её рабочую температуру, а следовательно, и световую отдачу.

Недостатком их является некоторая дополнительная потеря тепла нити накала через конвекцию газа, заполняющего внутреннюю полость колбы. А основным недостатком ламп накаливания является низкая световая отдача: только 2-4% потребляемой ими электрической энергии превращается в энергию видимых излучений, воспринимаемых глазом человека, остальная часть энергии преобразуется в тепло, излучаемое лампой.

Для освещения предприятий, учреждений и учебных заведений в настоящее время применяют преимущественно люминесцентные лампы низкого давления (рис.2) представляющие собой стеклянную герметически закрытую трубку, внутренняя поверхность которой покрыта тонким слоем люминофора.

  1. цоколь
  2. стеклянная ножка
  1. электрод
  2. стеклянная трубка

Люминесцентные лампы низкого давления изготовляют на напряжение 127В мощностью 15 и 20Вт, на напряжение 220В – мощностью 30, 40, 65 и 80Вт. Срок службы ламп при нормальном режиме работы 10 000 часов. Светоотдача люминесцентных ламп примерно в 4-5 раз выше, чем у ламп накаливания.

Одной из разновидностей люминесцентных ламп являются дуговые ртутные лампы (ДРЛ) высокого давления, (рис.3) которые служат для освещения городских улиц, площадей, а так же территории и производственных помещений предприятий и выпускаются двухэлектродные и четырёхэлектродные.

Рис.3 Дуговая ртутная лампа высокого давления (ДРЛ).

Двухэлектродные лампы ДРЛ выпускают мощностью 80, 125,250,400,700 и 1000 Вт.

Осветительная арматура.

Светильник (рис. 4, а—ж) состоит из лампы и осветительной арматуры. Арматура служит для перераспределения светового потока лампы (или ламп), предохранения зрения от чрезмерной яркости, крепления и подключения лампы к системе питания, защиты ее от механических повреждений и изоляции от окружающей среды. Осве­тительная арматура газоразрядных ламп может иметь устройство для зажигания и стабилизации их работы.

Предохранение зрения от чрезмерной яркости лампы перераспре­делением потока в нужном направлении осуществляют отражателями и рассеивателями, которыми снабжены светильники.

Осветительная арматурасостоит из корпуса (металлического или пластмассового), отражателя, патрона (ламподержателя), рассеивателя или защитного стекла, пускорегулирующего аппарата ПРА (для газо­разрядных ламп), узлов подвески и подключения к системе питания.

Основными параметрами, характеризующими светильник, явля­ются: класс светораспределения, кривая силы света, кпд, защитный угол, конструкция. Отношение светового потока, выходящего из све­тильника, к световому потоку лампы называют кпд светильника. Он колеблется в пределах 60—90 %.

Степень защиты глаз от блесткости зависит от размера защитно­го угла.

По характеру светораспределения светильники подразделяют на сле­дующие группы:

Читайте так же:
Подключить двойной выключатель света легранд

прямого света — световой поток не менее 80 % излучается в ниж­нюю полусферу; преимущественно прямого света — излучается 60—80 %; рассеянного света — излучается 40—60 %; преимущественно отраженного света — излучается 20—40%; отраженного света — в нижнюю полусферу излучается менее 20 % светового потока.

По степени защиты от воздействия внешней среды светильники классифицируют на:

открытые пыленезащищенные — токоведущие части и лампа не защищены от попадания пыли;

перекрытые пыленезащищенные — попадание пыли ограничивается неуплотненными светопропускающими оболочками;

полностью пылезащищенные — токоведущие части и лампа защи­щены от попадания пыли в количествах, которые могли бы повли­ять на работу светильника;

частично пылезащищенные — токоведущие части защищены от по­падания пыли;

полностью пыленепроницаемые — токоведущие части и колба лам­пы полностью защищены от попадания пыли;

частично пыленепроницаемые — токоведущие части полностью за­щищены от попадания пыли.

В зависимости от степени защиты от проникновения воды све­тильники подразделяют на водонезащищенные, брызгозащищенные, струезащищенные, водонепроницаемые, герметичные.

В зависимости от способа установки и назначения светильники классифицируют следующим образом: для промышленных зданий при нормальной среде используют светильники общего примене­ния с лампами накаливания, ДРЛ и люминесцентные (ГС, УЗ, ЛД, ЛОУ и др.); при тяжелых условиях среды — специальные све­тильники УПН, УПД, ПВАМ, во взрывоопасных зонах промыш­ленных предприятий — светильники с лампами накаливания НОВ; НЧБ; РВЛ; ВЧА; ВЗГ и др.; для общественных зданий общего при­менения при нормальной среде широко используют светильники с лампами накаливания и люминесцентными типа УСП; ПКР; ЛПР и др.; для наружного освещения — светильники всех источников света типа СКЗЛ; СПО; СКЗПР и др.; для бытовых помещений при нормальной среде — светильники с люминесцентными лампа­ми УСП; БЛ; ШОД; ЛПР.

Рис. 4. Примеры светильников заводского изготовления:

а — альфа; б — плафон; в — люцетга; г — шар молочного стекла;

д — рудничный; е — кососвет; ж — люминесцентный Л201Б

Классификация осветительных электроустановок.

Установки электроосвещения различных видов выполняют во всех производственных и бытовых помещениях, в общественных, жилых и других зданиях, на улицах, площадях, дорогах, проездах. Кроме установок общего применения имеются специальные, например, для облучения растений в сельском хозяйстве, лечебных целей в медицинских учреждениях, регулирования и управления движением на транспорте и технологическими процессами на производстве и т.д.

Специальные устройства электроосвещения называют осветительными установками. В состав осветительной электроустановки входят источники света, осветительные арматуры, пускорегулирующие устройства, электропроводки, электроустановочные изделия и приборы, щиты, щитки и распределительные устройства. В соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ) различают освещение общее, местное, аварийное и охранное.

Общим — называют освещение всего или части помещения;

местным – освещение рабочих мест, предметов, поверхностей;

комбинированным – сочетание общего освещения с местным, создающим повышенную освещённость непосредственно на рабочих местах.

Общее освещение может быть равномерным и локализованным, когда светильники размещают так, чтобы на основных рабочих местах создавалось повышенная освещённость.

Основным видом освещения для обеспечения нормальной деятельности во всех помещениях и на открытых участках, где в тёмное время суток производятся работы или происходит движение транспорта и людей, является рабочее.

При его нарушении используется аварийное освещение, обеспечивающее временно продолжение работы или эвакуацию людей. Охранное освещение является составной частью рабочего и устанавливается вдоль границ охраняемой территории. К рабочему освещению относят ремонтное (переносное) и свето-ограждающее для дымовых труб и других особо высоких сооружений.

Схемы включения

Присоединение к сети двух ламп накаливания, управляемых одним однополюсным выключателем показано на рис.5а. Число ламп может быть больше двух.

Управление пятью лампами осуществляется двумя, расположенными радом однополюсными выключателями (рис5б).

Поворотом первого выключают первые 2 лампы, а поворотом второго – остальные 3. Такую схему включения ламп применяют в больших помещениях с режимом работы, требующим различной степени освещенности.

Для попеременного изменения числа включаемых ламп (например в люстре) их присоединяют к сети с помощью люстрового переключателя (рис5в).

При первом повороте переключателя выключается одна лампа из трех, при втором – остальные две, но выключается первая лампа, третьим поворотом переключателя включаются все лампы, а четвертым – все лампы люстры выключаются.

При необходимости независимого управления одной или несколькими лампами с двух мест применяют схему (рис5г) где используют 2 переключателя, соединенных двумя перемычками.

Перемычки и провод, идущий от переключателя к лампам, создают необходимые цепи независимого управления лампами с двух мест. Эту схему используют при освещении коридоров и лестничных клеток жилых домов и предприятий, а так же туннелей с двумя или несколькими входами.

Лампы осветительных электроустановок, питаемых от трехпроводной системы трехфазного тока, включают на междуфазное напряжение сети (рис 5д),

а питаемых от четырехпроходной сети – между фазным и нулевым проводами (рис.4е.)

Электрический ток в осветительной системе

Если изолированный проводник поместить в электрическое поле то на свободные заряды в проводнике будет действовать сила В результате в проводнике возникает кратковременное перемещение свободных зарядов. Этот процесс закончится тогда, когда собственное электрическое поле зарядов, возникших на поверхности проводника, скомпенсирует полностью внешнее поле. Результирующее электростатическое поле внутри проводника будет равно нулю (см. § 1.5).

Однако, в проводниках при определенных условиях может возникнуть непрерывное упорядоченное движение свободных носителей электрического заряда. Такое движение называется электрическим током . За направление электрического тока принято направление движения положительных свободных зарядов. Для существования электрического тока в проводнике необходимо создать в нем электрическое поле.

Количественной мерой электрического тока служит сила тока – скалярная физическая величина, равная отношению заряда Δ, переносимого через поперечное сечение проводника (рис. 1.8.1) за интервал времени Δ, к этому интервалу времени:

Если сила тока и его направление не изменяются со временем, то такой ток называется постоянным .

В Международной системе единиц СИ сила тока измеряется в амперах (А). Единица измерения тока устанавливается по магнитному взаимодействию двух параллельных проводников с током (см. § 1.16).

Постоянный электрический ток может быть создан только в замкнутой цепи , в которой свободные носители заряда циркулируют по замкнутым траекториям. Электрическое поле в разных точках такой цепи неизменно во времени. Следовательно, электрическое поле в цепи постоянного тока имеет характер замороженного электростатического поля. Но при перемещении электрического заряда в электростатическом поле по замкнутой траектории, работа электрических сил равна нулю (см. § 1.4). Поэтому для существования постоянного тока необходимо наличие в электрической цепи устройства, способного создавать и поддерживать разности потенциалов на участках цепи за счет работы сил неэлектростатического происхождения . Такие устройства называются источниками постоянного тока . Силы неэлектростатического происхождения, действующие на свободные носители заряда со стороны источников тока, называются сторонними силами .

Читайте так же:
Трансформаторы тока для кабеля 4х120

Природа сторонних сил может быть различной. В гальванических элементах или аккумуляторах они возникают в результате электрохимических процессов, в генераторах постоянного тока сторонние силы возникают при движении проводников в магнитном поле. Источник тока в электрической цепи играет ту же роль, что и насос, который необходим для перекачивания жидкости в замкнутой гидравлической системе. Под действием сторонних сил электрические заряды движутся внутри источника тока против сил электростатического поля, благодаря чему в замкнутой цепи может поддерживаться постоянный электрический ток.

При перемещении электрических зарядов по цепи постоянного тока сторонние силы, действующие внутри источников тока, совершают работу.

Физическая величина, равная отношению работы сторонних сил при перемещении заряда от отрицательного полюса источника тока к положительному к величине этого заряда, называется электродвижущей силой источника (ЭДС):

Таким образом, ЭДС определяется работой, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда. Электродвижущая сила, как и разность потенциалов, измеряется в вольтах (В).

При перемещении единичного положительного заряда по замкнутой цепи постоянного тока работа сторонних сил равна сумме ЭДС, действующих в этой цепи, а работа электростатического поля равна нулю.

Цепь постоянного тока можно разбить на отдельные участки. Те участки, на которых не действуют сторонние силы (т. е. участки, не содержащие источников тока), называются однородными . Участки, включающие источники тока, называются неоднородными .

Немецкий физик Г. Ом в 1826 году экспериментально установил, что сила тока , текущего по однородному металлическому проводнику (т. е. проводнику, в котором не действуют сторонние силы), пропорциональна напряжению на концах проводника:
где = const.

Величину принято называть электрическим сопротивлением . Проводник, обладающий электрическим сопротивлением, называется резистором . Данное соотношение выражает закон Ома для однородного участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

В СИ единицей электрического сопротивления проводников служит ом (Ом). Сопротивлением в 1 Ом обладает такой участок цепи, в котором при напряжении 1 В возникает ток силой 1 А.

Проводники, подчиняющиеся закону Ома, называются линейными . Графическая зависимость силы тока от напряжения (такие графики называются вольт-амперными характеристиками , сокращенно ВАХ) изображается прямой линией, проходящей через начало координат. Следует отметить, что существует много материалов и устройств, не подчиняющихся закону Ома, например, полупроводниковый диод или газоразрядная лампа. Даже у металлических проводников при токах достаточно большой силы наблюдается отклонение от линейного закона Ома, так как электрическое сопротивление металлических проводников растет с ростом температуры.

Это соотношение принято называть обобщенным законом Ома или законом Ома для неоднородного участка цепи .

На рис. 1.8.2 изображена замкнутая цепь постоянного тока. Участок цепи () является однородным.

По закону Ома

.

Участок () содержит источник тока с ЭДС, равной .

По закону Ома для неоднородного участка,

.

Сложив оба равенства, получим:

.

Эта формула выражет закон Ома для полной цепи : сила тока в полной цепи равна электродвижущей силе источника, деленной на сумму сопротивлений однородного и неоднородного участков цепи.

Сопротивление неоднородного участка на рис. 1.8.2 можно рассматривать как внутреннее сопротивление источника тока . В этом случае участок () на рис. 1.8.2 является внутренним участком источника. Если точки и замкнуть проводником, сопротивление которого мало по сравнению с внутренним сопротивлением источника ( << ), тогда в цепи потечет ток короткого замыкания

Сила тока короткого замыкания – максимальная сила тока, которую можно получить от данного источника с электродвижущей силой и внутренним сопротивлением . У источников с малым внутренним сопротивлением ток короткого замыкания может быть очень велик и вызывать разрушение электрической цепи или источника. Например, у свинцовых аккумуляторов, используемых в автомобилях, сила тока короткого замыкания может составлять несколько сотен ампер. Особенно опасны короткие замыкания в осветительных сетях, питаемых от подстанций (тысячи ампер). Чтобы избежать разрушительного действия таких больших токов, в цепь включаются предохранители или специальные автоматы защиты сетей.

В ряде случаев для предотвращения опасных значений силы тока короткого замыкания к источнику последовательно подсоединяется некоторое внешнее сопротивление. Тогда сопротивление равно сумме внутреннего сопротивления источника и внешнего сопротивления, и при коротком замыкании сила тока не окажется чрезмерно большой.

Если внешняя цепь разомкнута, то , т. е. разность потенциалов на полюсах разомкнутой батареи равна ее ЭДС.

Если внешнее нагрузочное сопротивление включено и через батарею протекает ток , разность потенциалов на ее полюсах становится равной

На рис. 1.8.3 дано схематическое изображение источника постоянного тока с ЭДС равной и внутренним сопротивлением в трех режимах: «холостой ход», работа на нагрузку и режим короткого замыкания (к. з.). Указаны напряженность электрического поля внутри батареи и силы, действующие на положительные заряды: – электрическая сила и – сторонняя сила. В режиме короткого замыкания электрическое поле внутри батареи исчезает.

Для измерения напряжений и токов в электрических цепях постоянного тока используются специальные приборы – вольтметры и амперметры .

Вольтметр предназначен для измерения разности потенциалов, приложенной к его клеммам. Он подключается параллельно участку цепи, на котором производится измерение разности потенциалов. Любой вольтметр обладает некоторым внутренним сопротивлением . Для того, чтобы вольтметр не вносил заметного перераспределения токов при подключении к измеряемой цепи, его внутреннее сопротивление должно быть велико по сравнению с сопротивлением того участка цепи, к которому он подключен. Для цепи, изображенной на рис. 1.8.4, это условие записывается в виде:

>> 1.

Это условие означает, что ток , протекающий через вольтметр, много меньше тока , который протекает по тестируемому участку цепи.

Поскольку внутри вольтметра не действуют сторонние силы, разность потенциалов на его клеммах совпадает по определению с напряжением. Поэтому можно говорить, что вольтметр измеряет напряжение.

Читайте так же:
Ppw le32rg уменьшить ток подсветки

Амперметр предназначен для измерения силы тока в цепи. Амперметр включается последовательно в разрыв электрической цепи, чтобы через него проходил весь измеряемый ток. Амперметр также обладает некоторым внутренним сопротивлением A. В отличие от вольтметра, внутреннее сопротивление амперметра должно быть достаточно малым по сравнению с полным сопротивлением всей цепи. Для цепи на рис. 1.8.4 сопротивление амперметра должно удовлетворять условию

A,

чтобы при включении амперметра ток в цепи не изменялся.

Измерительные приборы – вольтметры и амперметры – бывают двух видов: стрелочные (аналоговые) и цифровые. Цифровые электроизмерительные приборы представляют собой сложные электронные устройства. Обычно цифровые приборы обеспечивают более высокую точность измерений.

Что относится к электроустановкам до 1000в

Классификация электрических сетей и установок производится по целому ряду признаков. Но если исходить из такого важного пункта монтажа и последующей эксплуатации, как электробезопасность, то условно все установки можно разделить на имеющие напряжение:

  • менее 1000В.
  • превышающее 1000В.

Значение это является разграничительным и указывается в нормативных документах по электрической безопасности.

Что представляет собой электроустановка

Электроустановка – это группа электрического оборудования, которое взаимосвязано между собой и расположено на одной территории или площади. Электроустановкой по праву можно считать разного рода оборудование и инструменты, линии и машины при помощи которых выполняются такие виды операций:

  • Преобразование;
  • Трансформация;
  • Распределение;
  • Преобразование и пр.

С участием разного рода электрического оборудования и инструментов происходит преобразование одного вида электрической энергии в другую. Их функционирование невозможно без участия электрической энергии, которая подается в результате действия коммутационной аппаратуры.


Определение

В целом понятие электроустановки включает в себя всевозможные элементы, в которых может происходить передача, преобразование, распределение и последующее потребление электроэнергии. А под действующей электроустановкой следует понимать не только те устройства, линии или конструкции, через которые протекает электрический ток или в которые подано напряжение, но и все, которые в данный момент являются отключенными, но на них может возникнуть напряжение. При этом способ появления напряжения на электроустановке не имеет значения, это могут быть:

  • переключение коммутационных аппаратов;
  • нахождение вблизи оборудования, создающего наведенное напряжение;
  • пересечение линий электропередач в вертикальной плоскости с другими линиями.


Пересечение линий электропередач
Поэтому для перевода действующей электроустановки в категорию недействующей недостаточно просто отключить рубильник или силовой выключатель. Для этого требуется сделать невозможным возникновение потенциала хоть с наличием, хоть без электрического соединения.

Классификация электроустановок

На расположение в помещении электрического оборудования и электрических установок в целом определяющее значение имеют несколько факторов:

  • Узел ввода. Через него электрическая энергия поступает в помещение. В качестве узла ввода может использоваться электрический кабель высокого напряжения или проводка;

Электрические установки между собой подразделяются по мощности:

  • До 1000 В. Используются для обеспечения функционирования оборудования, мощностью до 1000 В;
  • От 1000 до 1500 В. Применяются для подачи постоянного тока от источника питания до его потребителей не больше 1500 В.

По типу использования эклектические установки подразделяются на такие виды:

  • Электрические станции. Используются для обеспечения работы электрического промышленного оборудования и функционирования линий теплоснабжения;
  • Высокомощные нагреватели воды. Предназначены для нагревания большого количества воды;
  • Осветительные системы. Обеспечивают электрическое снабжение частных и загородных домов.

Назначение

Действующие электроустановки предназначены для передачи и перераспределения электрической энергии. Так как современные потребители электроэнергии характеризуются большим количеством чувствительных приборов с самым разнообразным принципом работы, электрические установки также должны обеспечивать и высокое качество поставляемой энергии. Если детально рассмотреть понятие электроустановки, то оно включает в себя не только устройства для передачи, и распределения, но также коммутационные и защитные аппараты. Поэтому еще одним назначением является своевременное отключение различных категорий потребителей и подача резервного или второго питания.

В зависимости от важности запитки электрической цепи выделяют три категории потребителей:

  • для первой категории может допускаться перерыв не более времени, требуемого для автоматического переключения на второе или резервное питание;
  • вторая допускает перерыв в питании не дольше чем на время выезда бригады или ввода второго источника вручную;
  • третья допускает перерыв в питании не более суток, а для единичных квартир и домов двое суток, но не чаще трех раз в год.

В зависимости от категорийности, действующие электроустановки должны обеспечивать соответствующую надежность работы для каждой из категорий.

Меры предосторожности при использовании электрических установок

Дабы избежать удара электрического тока необходимо соблюдать определенные меры безопасности при работе с электроустановками:

  • Запрещается проводить ремонт или техническое обслуживание электрических установок, находящихся во включенном состоянии;
  • При непосредственном контакте с электрическим оборудованием или проводами необходимо использовать специальные приспособления (резиновые перчатки, специальный инструмент с прорезиненными рукоятками, резиновые коврики и калоши);
  • Для проведения работ с электрическими установками необходимо пройти специальный инструктаж и иметь допуск работ с ними.

Лучше всего не проводить работы самостоятельно, а обратиться за помощью специалиста.

Примеры

В качестве примера действующих электроустановок можно рассматривать как конкретное оборудование, так и их группы. На практике, качестве действующих электроустановок следует выделить такие устройства:

  • Электрические машины (двигатели, трансформаторы, генераторы);
  • Линии, включающие в себя провода, опоры, кронштейны, изоляторы, кабели и прочее оборудование;
  • Выключатели (воздушные, масляные вакуумные и другие), разъединители и короткозамыкатели;
  • Выпрямительные и инверторные установки для преобразования;
  • Устройства защиты и борьбы с перенапряжениями, нормализации параметров электроэнергии.

Бытовых потребителей, в частности, проводку, распредщитки, приборы освещения и прочие аппараты также можно рассматривать в качестве примера действующей электроустановки.

Классификация ↑

На расположение в помещении электрического оборудования и электрических установок в целом определяющее значение имеют несколько факторов:

  • Узел ввода. Через него электрическая энергия поступает в помещение. В качестве узла ввода может использоваться электрический кабель высокого напряжения или проводка;
  • Место расположения электрической установки. Нередко бывают случаи, когда электроустановка расположена не внутри помещения, а снаружи. В данном случае в качестве электроустановки выступает электрический распределительный щит, насос для функционирования водяных фонтанов или скважин, систем для поливки или бассейнов.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ: Ремонт насоса ручеек своими руками — популярные поломки

Электрические установки между собой подразделяются по мощности:

  • До 1000 В. Используются для обеспечения функционирования оборудования, мощностью до 1000 В;
  • От 1000 до 1500 В. Применяются для подачи постоянного тока от источника питания до его потребителей не больше 1500 В.
Читайте так же:
Thomson t40ed06hu 01b снизить ток подсветки

По типу использования эклектические установки подразделяются на такие виды:

  • Электрические станции. Используются для обеспечения работы электрического промышленного оборудования и функционирования линий теплоснабжения;
  • Высокомощные нагреватели воды. Предназначены для нагревания большого количества воды;
  • Осветительные системы. Обеспечивают электрическое снабжение частных и загородных домов.

Стоит отдельно рассмотреть каждую электрическую систему, ведь установки достаточно разнообразны и каждая имеет свои конкретные характеристики, положительные и отрицательные стороны. В зависимости от определенных качеств меняется и назначение, и сам принцип работы.

  1. По уровню напряжения

Все машины отличаются уровнем мощности. Основная классификация подразумевает четкое разделение на напряжение до 1000в и после 1000в. Также встречаются совсем маломощные установки (в них обычно нет даже ватта).

Каждый из вариантов выполняет определенные функции: наиболее мощные отлично подходят для производства, а менее мощные прекрасно решают небольшие задачи и отлично экономят энергию (что в конечном итоге положительно сказывается на безопасности).

  1. По назначению

Классификация по назначению является самой простой и понятной. Можно выделить пять достаточно крупных групп.

  • Силовые. Это максимально мощные и надежные установки, которые используются в основном на производстве. Они нужны, чтобы обеспечивать вентиляцию, регулировать насосную систему и т.п. Отличаются постоянством, работают стабильно практически в любых условиях.
  • Преобразовательные. Основная функция их в том, чтобы преобразовывать переменный ток в постоянный. Характеристики таких машин меняются, если это необходимо для работ каких-либо приборов.
  • Электрооперационные. Подобные электрические установки необходимы для того, чтобы совершать любые действия с электрическим током. Это может быть нагрев с помощью дуги, луча или индукции.
  • Электросварочные. Они необходимы для соединения металлов.
  • Осветительные. Они нужны для подачи электрического света, встречаются повсеместно как в частных домах, так и на производстве.

Для каждого конкретного случая подбирается свой определенный тип электроустановки, который обеспечивает идеальную работу в определенной сфере и отличный результат с минимальными затратами.

  1. По безопасности

По критерию безопасности расположения электроустановок выделяют следующие виды:

  • открытые. Это те, которые могут располагаться не в помещении, при этом полностью защищены от осадков и перепадов температур;
  • под навесом. Они имеют дополнительную защиту, но нет необходимости располагать их внутри здания;
  • закрытые. Они тщательно монтируются внутри помещения.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ: Приточная вентиляция в частном доме — назначение принципы устройства обзор необходимого обоудования

Ни в коем случае нельзя путать эти типы установок, иначе это может привести трагичным последствиям.

Инженерный имеет все необходимые инструменты для качественного проведения обслуживания электроустановок, слаженный коллектив профессионалов и лицензии, которые дают право осуществлять все необходимые испытания и замеры. Оставив выбор на электролаборатории «ПрофЭнергия» вы выбираете надежную и качествунную работу своего оборудования!

Если хотите заказать обслуживание электроустановок или задать вопрос, звоните по телефону.

Обслуживание

Следует отметить, что эксплуатация электроустановок должна осуществляться в соответствии с требованиями правил. Поэтому к обслуживанию электроустановок могут привлекаться только специально обученные работники, которые прошли проверку знаний по электробезопасности. Они обязаны производить периодический осмотр оборудования, техническое обслуживание, плановые и внеочередные ремонты, испытания электрооборудования и прочие манипуляции. При этом электротехнический персонал, обслуживающий электроустановки обязан заполнять соответствующие документы о проведении тех или иных видов работ.

Для постоянного контроля за рабочими режимами на практике применяется оперативное обслуживание действующих электроустановок. При этом осуществляется работа по выполнению коммутационных операций, осмотру устройств, допуску ремонтного и оперативного персонала. Фиксируются различные режимы работы, контролируется соответствие схем электроснабжения.

Свободные носители электрического заряда в металлах, жидкостях и газах — Постоянный ток — ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

Как известно, химически чистая (дистиллированная) вода является плохим проводником. Однако при растворении в воде различных веществ (кислот, щелочей, солей и др.) раствор становится проводником, из-за распада молекул вещества на ионы. Это явление называется электролитической диссоциацией

, а сам раствор
электролитом
, способным проводить ток.

В отличие от металлов и газов прохождение тока через электролит сопровождается химическими реакциями на электродах, что приводит к выделению на них химических элементов, входящих в состав электролита.

Первый закон Фарадея: масса вещества, выделяющегося на каком-либо из электродов, прямо пропорциональна заряду, прошедшему через электролит

Электрохимический эквивалент вещества — табличная величина.

Второй закон Фарадея:

Протекание тока в жидкостях сопровождается выделением теплоты. При этом выполняется закон Джоуля-Ленца.

Основные типы проводников

В отличие от диэлектриков в проводниках имеются свободные носители нескомпенсированных зарядов, которые под действием силы, как правило разности электрических потенциалов, приходят в движение и создают электрический ток. Вольтамперная характеристика (зависимость силы тока от напряжения) является важнейшей характеристикой проводника. Для металлических проводников и электролитов она имеет простейший вид: сила тока прямо пропорциональна напряжению (закон Ома).


Таблица электрический ток в различных средах.

  • Металлы — здесь носителями тока являются электроны проводимости, которые принято рассматривать как электронный газ, отчётливо проявляющий квантовые свойства вырожденного газа.
  • Плазма — ионизированный газ. Электрический заряд переносится ионами (положительными и отрицательными) и свободными электронами, которые образуются под действием излучения (ультрафиолетового, рентгеновского и других) и (или) нагревания.
  • Электролиты — «жидкие или твёрдые вещества и системы, в которых присутствуют в сколько-нибудь заметной концентрации ионы, обусловливающие прохождение электрического тока». Ионы образуются в процессе электролитической диссоциации. При нагревании сопротивление электролитов падает из-за увеличения числа молекул, разложившихся на ионы. В результате прохождения тока через электролит ионы подходят к электродам и нейтрализуются, оседая на них. Законы электролиза Фарадея определяют массу вещества, выделившегося на электродах.

Будет интересно➡ Что такое термопара: об устройстве простыми словами

Существует также электрический ток электронов в вакууме, который используется в электронно-лучевых приборах.


Передача тока по проводам

Электрический ток в металлах

При прохождении тока металлы нагреваются. В результате чего ионы кристаллической решетки начинают колебаться с большей амплитудой вблизи положений равновесия. В результате этого поток электронов чаще соударяется с кристаллической решеткой, а следовательно возрастает сопротивление их движению. При увеличении температуры растет сопротивление проводника.

Каждое вещество характеризуется собственным температурным коэффициентом сопротивления — табличная величина. Существуют специальные сплавы, сопротивление которых практически не изменяется при нагревании, например манганин и константан.

Читайте так же:
Ток аварийного режима для кабеля

Явление сверхпроводимости.

При температурах близких к абсолютному нулю (-2730C) удельное сопротивление проводника скачком падает до нуля. Сверхпроводимость — микроскопический квантовый эффект.

Электрический ток в газах

Газы в естественном состоянии не проводят электричества (являются диэлектриками), так как состоят из электрически нейтральных атомов и молекул. Проводником может стать ионизированный газ, содержащий электроны, положительные и отрицательные ионы.

Ионизация может возникать под действием высоких температур, различных излучений (ультрафиолетового, рентгеновского, радиоактивного), космических лучей, столкновения частиц между собой.

Ионизированное состояние газа получило название плазмы

. В масштабах Вселенной плазма — наиболее распространенное агрегатное состояние вещества. Из нее состоят Солнце, звезды, верхние слои атмосферы.

Прохождение электрического тока через газ называется газовым разрядом

В «рекламной» неоновой трубке протекает тлеющий разряд

. Светящийся газ представляет собой «живую плазму».


Между электродами сварочного аппарата возникает
дуговой разряд
.


Дуговой разряд горит в ртутных лампах — очень ярких источниках света.
Искровой разряд
наблюдаем в молниях. Здесь напряженность электрического поля достигает пробивного значения. Сила тока около 10 МА!


Для
коронного разряда
характерно свечение газа, образуя «корону», окружающую электрод. Коронный разряд — основной источник потерь энергии высоковольтных линий электропередачи.

Электрический ток в вакууме

А возможно ли распространение электрического тока в вакууме (от лат. vacuum — пустота)? Поскольку в вакууме нет свободных носителей зарядов, то он является идеальным диэлектриком. Появление ионов привело бы к исчезновению вакуума и получению ионизированного газа. Но вот появление свободных электронов обеспечит протекание тока через вакуум. Как получить в вакууме свободные электроны? С помощью явления термоэлектронной эмиссии

— испускания веществом электронов при нагревании.

Вакуумный диод, триод, электронно-лучевая трубка (в старых телевизорах) — приборы, работа которых основана на явлении термоэлектронной эмиссии. Основной принцип действия: наличие тугоплавкого материала, через который протекает ток — катод

, холодный электрод, собирающий термоэлектроны —
анод
.

Что такое ток, напряжение и сопротивление

Электрический ток ( I ) – это упорядоченное движение заряженных частиц. Первая мысль, которая приходит в голову из школьного курса физики – движение электронов. Безусловно. Однако электрический заряд могут переносить не только они, а, например, еще ионы, определяющие возникновение электрического тока в жидкостях и газах. Хочу предостеречь также от сравнения тока с протеканием воды по шлангу. (Хотя при рассмотрении Закона Кирхгофа такая аналогия будет уместна). Если каждая конкретная частица воды проделывает путь от начала до конца, то носитель электрического тока так не поступает.

Материал по теме: Что такое реле контроля.

Если уж нужна наглядность, то я бы привел пример переполненного автобуса, когда на остановке некто, втискиваясь в заднюю дверь, становится причиной выпадения из передней менее удачливого пассажира. Условиями возникновения и существования электрического тока являются:

  • Наличие свободных носителей заряда
  • Наличие электрического поля, создающего и поддерживающего ток.

Будем считать, что теперь про электрический ток Вы знаете все. Это, конечно, шутка. Тем более что еще ничего не сказано про электрическое поле, которое у многих ассоциируется с напряжением, что не верно. Электрическое поле – это вид материи, существующей вокруг электрически заряженных тел и оказывающее на них силовое воздействие. Опять же, обращаясь к знакомому со школы “одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются” можно представить электрическое поле как нечто это воздействие передающее.

Это поле, равно как любое другое непосредственно ощутить нельзя, но существует его количественная характеристика – напряженность электрического поля.

Существует множество формул, описывающих взаимосвязь электрического поля с другими электрическими величинами и параметрами. Я ограничусь одной, сведенной к примитиву: E=Δφ. Здесь:

  • E – напряженность электрического поля. Вообще это величина векторная, но я упростил все до скаляра.
  • Δφ=φ1-φ2 – разность потенциалов (рисунок 1).

Поскольку условием существования тока является наличие электрического поля, то его (поле) надо каким либо образом создать. Хорошо знакомые опыты электризации расчески, натирания тканью эбонитовой палочки, верчения ручки электростатической машины по вполне очевидным причинам на практике неприемлимы.


Электролиз в домашних условиях

Поэтому были изобретены устройства, способные обеспечивать разность потенциалов за счет сил неэлектростатического происхождения (одно из них – хорошо всем известная батарейка), получившие название источник электродвижущей силы (ЭДС), которая обозначается так: ε. Физический смысл ЭДС определяется работой, которую совершают сторонние силы, перемещая единичный заряд, но для того, чтобы получить первоначальное понятие что такое электрический ток, напряжение и сопротивление нам не нужно подробное рассмотрение этих процессов в интегральной и иных не менее сложных формах.

Напряжение ( U )

Наотрез отказываюсь продолжать заморачивать Вам голову сугубо теоретическими выкладками и даю определение напряжения как разности потенциалов на участке цепи: U=Δφ=φ1-φ2, а для замкнутой цепи будем считать напряжение равным ЭДС источника тока: U=ε. Это не совсем корректно, но на практике вполне достаточно. Сопротивление ( R ) – название говорит само за себя – физическая величина, характеризующая противодействие проводника электрическому току. Формула, определяющая зависимость напряжения, тока и сопротивления называется закон Ома. Этот закон рассматривается на отдельной странице этого раздела.

Будет интересно➡ Закон Джоуля Ленца — самая полная теория

Кроме того, сопротивление зависит от ряда факторов, например, материала проводника. Данные эти справочные, приводятся в виде значения удельного сопротивления ρ, определяемого как сопротивление 1 метра проводника/сечение. Чем меньше удельное сопротивление, тем меньше потери тока в проводнике.


Источники электрической энергии

Соответственно сопротивление проводника длиной L и площадью сечения S, будет составлять R=ρ*L/S. Непосредственно из приведенной формулы видно, что сопротивление проводника также зависит от его длины и сечения. Температура тоже оказывает влияние на сопротивление. Несколько слов про единицы измерения тока, напряжения, сопротивления. Основные единицы измерения этих величин следующие:

  • Ток – Ампер (А)
  • Напряжение – Вольт (В)
  • Сопротивление – Ом (Ом).

Это единицы измерения интернациональной системы (СИ) не всегда удобны. На практике применяются из производные (милиампер, килоом и пр.). При расчетах следует учитывать размерность всех величин, содержащихся в формуле. Так, если Вы, в законе Ома умножите ампер на килоом, то напряжение получите совсем не вольтах.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector