48503

УЧЕБНАЯ РАДИО- ЭЛЕКТРОМОНТАЖНАЯ ПРАКТИКА

Конспект

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

В процессе подготовки будущие специалисты должны получить определённую квалификацию, практические навыки. Особенно важно иметь хорошую практическую подготовку для специалиста, который, овладев теоретическими знаниями, должен уметь выполнить ту или иную конкретную работу.

Русский

2014-12-18

13.68 MB

59 чел.

 Министерство обучения и науки Украины

Запорожский электротехнический колледж

Запорожского национального технического университета

УЧЕБНАЯ РАДИО- ЭЛЕКТРОМОНТАЖНАЯ ПРАКТИКА

Конспект лекций

для специальностей

Производство электрических машин и аппаратов, Монтаж и эксплуатация электроустановок предприятий и гражданских сооружений, Конструирование, производство и техническое обслуживание изделий электронной техники

2014

                                     Содержание                                            стр.

1. Тема 1:  Вводное занятие. Инструктаж по технике безопасности  3

2. Тема 2: Пайка и лужение. Сварка                                                             9

3. Тема 3: Соединение и оконцевание проводов                                        16

4. Тема 4: Заземление и защитные меры безопасности                             22

5. Тема 5: Монтаж осветительной аппаратуры, установок и

электроцепей                                                                                                  27

6. Тема 6: Распределительные устройства (РУ). Защита электроустановок промышленных предприятий (до 1 кВ)                                                      36

7. Тема 7: Электропроводки, кабельные линии                                         43

8. Тема 8: Цеховые шинопроводы                                                               47

9. Тема 9: Монтаж и регулировка пускорегулировочной аппаратуры. Их назначение и применение в установках до 1 кВ                                        50

10. Тема 10: Заготовка жгутов. Маркировка проводов и кабелей           52

11. Тема 11: Общие сведения о конденсаторах                                         55

12. Тема 12:Полупроводниковые диоды                                                    66

13. Тема 13: Катушки индуктивности                                                        78

14. Тема 14: Дросселя и трансформаторы. Технология

производства                                                                                                 84

15. Тема 15: Асинхронный 3хфазный электродвигатель с коротко

замкнутым ротором                                                                                      95

16. Тема 16: Резисторы                                                                                 99

17. Литература                                                                                               115

Тема 1:  Вводное занятие. Инструктаж по технике безопасности.

  План:

1. Беседа с учащимися о назначении и содержании электромонтажной мастерской, электромонтажной практики.                                                                                                                                                 2. Порядок проведения занятий и правила внутреннего распорядка мастерских.

3. Основные правила техники безопасности (ТБ), знакомство с инструментом и мастерской.            

4. Производство выпускаемой продукции электромонтажной мастерской.                                

5. Производство, организация электроснабжения                                                                                            6. Номинальное напряжение

                  Ход урока

В процессе подготовки будущие специалисты должны получить определённую квалификацию, практические навыки. Особенно важно иметь хорошую практическую подготовку для специалиста, который, овладев теоретическими знаниями, должен уметь выполнить ту или иную конкретную работу.

          Знание электромонтажа на практике необходимо для монтажа электроустановок для электриков любой специальности. Умение выполнить отдельные операции с использованием современного электроинструмента и механизмов даёт возможность студентам быстро освоить тот или иной комплекс электромонтажных работ в мастерских и на производстве.

          Для электроперсонала важнейшим вопросом охраны труда является электробезопасность,  представляющая собой систему организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статистического электричества. 

Повышенное напряжение в электрической цепи замкнутой через тело человека, повышенный уровень статистического электричества, электромагнитных излучений, повышенную напряжённость электрического и

магнитных полей  относятся к ряду опасных и вредных производственных факторов.

Электрический ток и электрическая дуга могут вызвать электротравму. Различают 2 типа электротравм:

     1.Прохождение электрического тока через тело человек. Последствие – нарушение работы организма в целом или частично (остановка сердца, дыхания, спазмы, конвульсии т.д.).

         2.Ожоги, ослепление лучами электрической дуги, падение с высоты (в следствии непроизвольное сокращение мышц или судорожного движения сопровождаемого ушибами, переломами).

Воздействие электрической цепи через тело возможно в случаях:

          однофазного (однополюсного) прикосновения: земля-человек-фаза (полюс);

          –двухфазного (двухполюсного): фаза – человек – вторая фаза;

           искровой разряд через человека вследствие близкого приближения к токоведущим частям;

           прикосновение к токоведущим частям под напряжением, или к металлическим частям электрооборудования, оказавшегося под напряжением;

          напряжение шага – нахождение человека в зоне растекания тока замыкания на землю;

          атмосферного электричества (воздействие при грозовых разрядах);

          прикосновение к накопителям электроэнергии (отключённых от сети батареи конденсаторов, кабельные или воздушные линии, дугоносящие катушки и т.д.)

Электрический ток в организме преобразуется в другие виды энергии, провоцируя термическое, механическое, электролитическое и биологическое действие. Переменный ток под U=220 В может вызвать очень тяжёлое поражение организма, которое усиливается при мокрых обуви и руках.

 Ожоги:

         – до 1000В чаще при соприкосновении тела с токоведущей частью;

         – выше 1000В – воздействие электрической дуги (t=3000°С).

При контакте образуется «электрический знак» серо – жёлтой окраски, при дуговом ожоге – металлизация кожи.

 Помощь пострадавшему: немедленно отключить пострадавшего от проводника или источника электрического тока, соблюдая меры (сухие части тела или материала (дерево, материя, которой извлекают пострадавшего)). При отсутствии сознания, дыхания, пульса – начать оживление (искусственное  дыхание, массаж сердца) до полного восстановления функций. Напоить большим количеством воды, чая, затем создать тепло.

Основные правила ТБ. Знакомство с инструментом и мастерской.

 

Корпус электрифицированного  инструмента должен быть надёжно заземлён. Заземление производится через специально заземляющий проводник, крепящийся с одной стороны к корпусу инструмента, с другой стороны к заземляющему штырю штепсельной вилки, который длиннее двух других и поэтому включается раньше штырей рабочих проводов, а отключается позже.

Наименьшее сечение заземляющего проводника – 4мм².

Для понижения напряжения применяются трансформаторы, вторичные обмотки которых соединяются с корпусом и землёй.

Провод, питающий электроинструмент необходимо беречь от касания к горячим источникам, вращающихся частям, от ударов, от попадания химических веществ. Повреждение электроустановки может служить источником возникновения пожара, сопровождаемых искрениями, электрической дугой, местных перегревов проводов и кабелей, оборудования.

Средства пожаротушения: песок, огнетушители.

 ЗАПРЕЩЕНО тушить электроустановки водой.

         Средства защиты выдаются:

         – перчатки (одни в 6 месяцев);

         – галоши (одни в 12 месяцев);

         – боты (одни в 36 месяцев);

         – изолирующие накладки (1 раз в 24 месяца); 

         – рабочий инструмент (1 раз в 12 месяцев);

         – электроизмерительные и изолирующие клещи (1 раз в 24 месяца) и т.д.

К дополнительным средствам защиты относятся оградительные щиты – высота не менее 1,7м от нижней кромки до пола (не более 10см).

Устанавливают плакаты или делают надписи.

 

            Плакаты – предупреждения

         «Осторожно! Электрическое напряжение»,

         «Стой! Напряжение» – чёрные буквы на белом фоне, красная кайма.

         «Испытание. Опасно для жизни – чёрные буквы на белом фоне, красная кайма.

                                                  Запрещающие

         «Не включать. Работают люди» – красные буквы на белом фоне.

         «Не включать. Работа на линии» – красные буквы на белом фоне.

         «Не открывать. Работают люди» – красные буквы на белом фоне.

                                             Предписывающие

         «Работать здесь», «Влезать здесь» – белый круг на зеленом фоне, буквы внутри круга чёрные, кайма белая.

                                            

                                           Указательный

         «Заземлено» – чёрные буквы на синем фоне, кайма белая.

         

Классификация помещений по характеру окружающей среды

      

         1.сухие – влажность не превышает 60%;

         2.влажные – влажность более 60%, но не выше 75%;

         3.сырые – выше 75%;

         4.особо сырые – около 100% (всё покрыто влагой);

         5.жаркие –  температура более +35°С (сушилки, котельные);

         6.пыльные – в процессе производства образуется пыль, оседает внутри машин;

         7.с химически активной или органической средой.

        Классификация по опасности поражения током

      

         1. без повышенной опасности;

         2. с повышенной опасностью:

         – сырость и токопроводящая пыль;

         – токопроводящие полы;

         – высокая температура;

         – возможность человека одновременно касаться металлических конструкций, и с другой стороны – корпусом электрооборудования;

         3. особо опасные:

         – особая сырость;

         – химически активная или органическая среда;

         – одновременно двух или более условий повышенной опасности.

        4. Территории размещения наружных электроустановок. В отношении опасности поражения людей электрическим током относятся к особо опасным помещениям.

            Электрозащитные средства до 1000В (основные):

Изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, указатели напряжения, перчатки, инструмент с изолирующими ручками.

                              

                                                                                                                               

Указатель напряжения; токоизмерительные клещи (измерение: тока до 400А; переменное и постоянное напряжение, сопротивление, ёмкость, температуры, целостность цепей)

                                  

         Дополнительные (до 1000В): галоши, ковры, переносные заземления, изолирующие подставки и накладки, оградительные устройства, плакаты и знаки безопасности.

 

    

Производство электроэнергии:

 

         Мощность турбины с целью повышения экономичности принимается возможной: 150, 200, 300, 500, 800, 1200 МВт и более. При передаче электроэнергии (электростанция – потребитель) используют напряжение: 35, 110, 220, 330, 500, 750 кВ и выше. Для этого используют повышающие трансформаторы. Напряжение на зажимах применяется возможно равное 10÷25 кВ. Городские сети получают питание от электростанций через ЛЭП 35÷220кВ. Трансформаторные подстанции понижают напряжение с 35÷220кВ до 6÷20кВ и далее 0,4кВ. Линейное напряжение на зажимах потребителя 380В (фазовое напряжение ровно 220В).

         Электрический приёмник – электроустановка, в которой потребляется электроэнергия.

         По надёжности 3 категории:

         1. сбой электроснабжения (вероятность угрозы для жизни людей) ущерб народному хозяйству;

         2. перерыв в электроснабжении (простой техники, людей; недоработка продукции);

         3. всё остальное (электрические приемники вспомогательных цехов, небольшие посёлки и т.д.).

Кабель – одна или более изолированных жил, заключенных в металлическую или не металлическую оболочку, поверх которой может находиться защитный покров.

Провод – одна неизолированная или одна и более изолированных жил, поверх которых может находиться неметаллическая оболочка, обмотка, оплётка и т.д.

 Шнур – две и более изолированных жилы (гибких или особо гибких) сечением до 1,5мм, скрученных или параллельно уложенных, поверх которых может быть неметаллическая оболочка и защитные покровы.

 Шинопровод – сплошной короб с вмонтированными нишами.

Напряжение до 1000В.

Провода воздушные неизолированные электрической цепи и линии электротранспорта. Для увеличения расстояния между опорами провода изготавливают сталеалюминевыми и сталебронзовыми.

 Изолированные – распределение энергии в силовых и осветительных сетях (провода с резиновой, пластмассовой изоляциями) – помещение, на открытом воздухе или скрытой прокладке. Бывают: одно, двух, трёх, четырех, и многожильные на переменное напряжение 380В, 660В, 3кВ.

                  Изоляция проводов и кабелей:

         1. пропитанная бумажная;

         2. полиэтиленовая;

         3. политетрафторэтилена;

         4. поливинилхлоридный пластик;

         5. резиновая.

                       

         Провода обмоточные:

         – эмалевые ПЭВ, ПЭВ2, ПЭТВ;

         – шёлковая изоляция ПЭЛШ;

         – с бумажной изоляцией;

         – с термостойкой;

         – со стеклонитевой.

 

         

         1 – покровная оболочка (джутовый покров);

         2 – броня;

         3 – подушка;

         4 – бумажная прослойка;

         5 – герметизирующая оболочка;

         6 – поясная бумажная изоляция;

         7 – жильная изоляция;

         8 – токоведущие жилы;

         9 – пулевая жила.

          Кабель СБ:

         1я буква – материал оболочки (С – свинец, А – алюминий, Н или НР – негорящая резина, ВР – поливинилхлорид).

         2я буква – защитное покрытие (А–алюминиевый, Б – бронированный, Г– голый, К– круглыми бронированными проволоками, П– плоскими).

         Обозначение марки кабеля с Al жилами начинается с «А», каждая жила в свинцовой оболочке с «О».

                              

                                 Тема 2: Пайка и лужение. Сварка

         

         План:

      

         1. Пайка и лужение проводов и наконечников.

         2. Припои, флюсы их разновидности и составы.

         3. Основной инструмент – паяльник.

         4. Заделка концов проводов  кабелей.

         5. ТБ при выполнении работ.

         6. Сварка, ТБ при сварочных работах.

1. Пайка и лужение проводов и наконечников

 

         Паяние – процесс получения неразъемного соединения различных металлов при помощи расплавленного промежуточного металла, плавящегося при более низкой температуре, чем соединяемые металлы.

Паяние широко применяется в различных отраслях промышленности. В электропромышленности и приборостроении паяние является в ряде случаев единственно возможным методом соединения деталей.

К преимуществам пайки относятся:

         – незначительный нагрев соединяемых частей (сохранность структуры и механических свойств металлов);

         – чистота соединения, не требующая в большинстве случаев последующей обработки;

         – сохранение размеров и форм деталей;

         – достаточно высокая точность соединения;

Современные способы позволяют паять углеродистые, легированные и нержавеющие стали, цветные металлы и их сплавы.

 Припой – промежуточный сплав или металл, применяемый при пайке.

                  

         Припои должны обладать свойствами:

         – иметь температуру плавления ниже температуры плавления спаиваемых металлов;

         – в расплавленном состоянии, взаимодействуя с защитной средой, флюсом или в вакууме хорошо смачивает паяемый материал и легко растекатся по его поверхности;

         – обеспечивать достаточно высокие характеристики (прочность, пластичность и герметичность) паяемого соединения;

         – с паяемыми материалами не образовывать коррозийно-нестойкой пары;

         – иметь коэффициент температурного расширения, близкий к коэффициенту паяемого материала;

 Лужение – покрытие поверхности припоем. Применяется для защиты подготовленных болтовых соединений или пайки поверхности.

               2. Припои и флюсы, их разновидности и состав.

         Припои бывают:

         – легкоплавкие (мягкие), температура плавления до 500°С;

         – тугоплавкие (твердые), температура плавления выше 500°С.

         Лёгкоплавкие припои применяются во всех отраслях промышленности и в быту.

         Состав: сплав олова со свинцом (марка ПОС), содержанием олова от 18% –ПОС18 до 90% –ПОС90.

Удельная проводимость этих припоев – 9÷13% удельной проводимости меди. Существуют также мягкие припои с добавками алюминия, серебра. Еще более мягкие припои, в состав которых входят висмут и кадмий.

          Для пайки медных жил применяют припой ПОС18, а для тонких медных проводников – более мягкие припои (ПОС40; ПОС50; ПОС61). Лёгкоплавкие припои выпускают в виде «чушек», проволоки, литых прутков, дерён, фольги, трубок с внутренней набивкой канифолью, диаметром от 2 до 5мм, а также в виде порошков и паст из порошка с флюсом.

         Твёрдые припои – медноцинковые (ПМЦ) и серебряные (ПСр).

Медно-цинковые припои (ПМЦ36; ПМЦ48 и др.) и медно–фосфорные припои (ПФОЦ 7;3;2 и др.) обладают хрупкостью и не стойки к вибрациям, ударным нагрузкам, электрическое сопротивление швов очень мало.

Серебряно – медные припои (медь 40; серебро 25; цинк 35) отличаются малым удельным электрическое сопротивлением. Широко применяются для пайки токоведущих частей, для чёрных и цветных металлов. При этом образуется механически прочные и коррозийно–стойкие швы.

         Припой на алюминиевой основе с добавлениями меди, кадмия, олова отличаются повышенной механической прочностью и стойкостью к атмосферной коррозии.

         Для пайки алюминиевых жил проводов применяют цинково–оловянистый припой марки А (40% олова), цинково–оловянистый ЦО12 (12% олова и 88% цинка) припой.

 Флюс – второе важное вещество при пайке. Очищает поверхности спаиваемых металлов от окислов, загрязнений. Предохраняет спаиваемые металлы от окислений в процессе пайки, снижает поверхностное натяжение припоя, улучшает растекание припоя и смачиваемость им спаиваемых поверхностей.

  

 Флюсы бывают:

         – твёрдые порошкообразные вещества (бура, борная кислота, канифоль);  

         – жидкости (водный раствор хлористого цинка, спиртовой раствор канифоли);

         – пасты (применяются редко).

По действию, оказывающему на металл, подвергаемый пайке, флюсы делят на группы:

         Активные (кислотные) флюсы – соляные кислоты, хлористые и фтористые соединения металлов и т.д.

После пайки этим флюсом  место обработки тщательно промывается. При монтаже электрорадио-приборов применение активных флюсов недопустимо.

         Безкислотные флюсы – канифоль и флюсы, приготовленные на её основе с добавлением спирта, глицерина и др. неактивных веществ.

         Активированные флюсы – канифоль с добавкой активаторов (небольших количеств солянокислого или фосфорно-кислотного аммиака).  

        Антикоррозийные флюсы – на основе фосфорной кислоты с добавлением органических соединений и растворителей. Остатки этих флюсов не вызывают коррозий.

   

3. Основной инструмент при паянии – паяльник.

         Жало периодически зачищать напильником.  [1л., стр.178]

 Конструкции паяльников бывают:

         – с внутренним нагревом;

         – микропаяльники (пайка микросхем, плёночных схем и т.д.) мощность 4 и 6 Вт;

       

          – с автоматической стабилизацией температуры жала. Состоит из двух электрически связанных между собой узлов: блок стабилизации температуры и собственно паяльника.

                    

4. Заделка концов проводов и кабелей под пайку.

 

         Медные жилы паяют мягкими припоями. Одно и многопроволочные жилы сечением 1,5÷10мм² спаивают пропаянной скруткой.

Изоляцию с конца жилы удаляют на длине 15мм, зачищают жилу наждачной бумагой, скручивают жилы и пропаивают паяльником или в ванночке с расплавленным припоем. Оконцевание проводов сечением 1÷2,5мм² выполняют в виде кольца с последующей полудой. Для этого снимают изоляцию с конца жилы на длине 30÷35мм.

Вычитают (зачищают), выгибают круглогубцами жилу в виде кольца, пропаивают и после остывания изолируют поливинилхлоридной трубкой или изолентой до кольца.

Алюминиевые провода паяют припоями марок А или ЦО12 (либо ЦА15). Паяют пропанобутановой или бензиновой паяльной лампой. Однопроволочные жилы сечением 2,5÷10мм² паяют паяльником с помощью двойной скрутки [1л., стр.179]:

        

         После остывания места пайки изолируют изолентой путём обматывания спаянных жил с заходом на изоляцию провода.

Медь с алюминием паяется аналогично.

Алюминиевые многопроволочные жилы сечением 16÷150мм² снимают изоляцию на длине 50÷70мм. Перед снятием бумажной изоляции у места её обреза накладывают нитяной бандаж. Затем пассатижами ослабляют, повив проволок жилы, и бензином удаляют пропиточный состав. Жилы с резиновой изоляцией этой операции не требуется. Жилы секторной формы округляют с помощью универсальных плоскогубцев. Очищенный от изоляции конец жилы разделывают ступенями. На край изоляции навивают несколько витков шнурового асбеста во избежание плавления изоляции во время пайки. [1л., стр.182, рис. 4,6].

Оконцевание алюминиевых жил выполняют наконечниками. Размер наконечника будет по сечению на одну ступень выше. Если жила 50мм², берут наконечник, 70мм² для проникновения припоя в зазор между наконечником и жилой.

Соединение жил одно– и многопроволочных сечением 16÷40мм² выполняют методом полива предварительно расплавленного припоя. [1л., стр.183].

Однопроволочные жилы сечением 16÷50мм² паяют в медных гильзах. Применяют припои ЦО12 или ЦА15. Припой разогревают до температуры 600°С. Перед пайкой производят ступенчатую разделку жил (многопроволочные) или обрезают концы ножовкой под углом 55° к горизонтали.

                                    5. ТБ при пайке и лужении.

         Работа с расплавленными припоями связана с опасностью получить ожоги. Поэтому следует остерегаться:

         – попадания расплавленного припоя на незащищенные руки;

         – попадания на одежду;

         – попадания, на наклонную поверхность, по которой припой может скатиться в неопределённые места;

         – падение капель припоя с высоты во избежание разбрызгивания.

Условия для применения различных марок флюса:

         – хорошо проветриваемое помещение;

         – отсос вредных испарений от каждого рабочего места при массовых работах.

Для уменьшения опасности паяльников необходимо:

         – не допускать перегрева паяльника;

         – применять паяльник с регулировкой температуры (меньший ток во время того, как паяльник лежит на подставке, больший непосредственно во время паяния);

         – предотвращать возможность передавливания, перетирания или касания нагретого тела (жала) токоведущего шнура паяльника.

6.Электросварка

          Электросварка – процесс получения неразъёмного соединения твёрдых металлов осуществляемый за счёт плавления металла и последующего остывания.

 

         Применяется для сварки практически любых металлов и сплавов, при любой форме свариваемых деталей.

 Разновидности:

         1. бездуговая, методом контактного разогрева;

         2. дуговая, угольным электродом на отрицательном токе и дуговая      ручная;

         3. автоматическая, плавящимися и не плавящимися электродами.

         Пример: ТСК–500 вторичное напряжение равно 60÷65В, напряжение дуги примерно 20÷30В, пределы регулирования сварочного тока 165÷650А. Для применения установки сварочного тока на верхней крышке кожуха расположена шкала с делениями. Более точно сила тока определяется по амперметру.

         Осциллятор преобразует ток промышленной частоты и низкого напряжения в ток высокой частоты (250÷300кГц) и высокое напряжение (2,5÷6кВ), подключается к трансформатору для обеспечения возбуждения сварочной дуги.

 Пайка:

1.площадь электрического контакта соединяемых деталей, образуемая припоем, должна быть возможной;

2.возможные механические нагрузки на паяном соединении должны нести элементы конструкции соединяемых деталей, а не припой.

Тема 3: Соединение и оконцевание проводов.

         План:

         1. Требование, предъявляемое к контактным соединениям.

         2. Материалы, инструменты и применяемые приспособления.

         3. Способы оконцевания проводов опрессовкой и пайкой.

         4. Разъемные соединения.

         5. Брак и меры предупреждения

         6. ТБ.

1. Требования, предъявляемые к контактным соединениям. Разъёмные и неразъёмные соединения. Применение.

 

         Электрический контакт, образуемый при соединении проводов к зажимам или между собой должен отвечать следующим требованиям:

         – надёжность при всех условиях эксплуатации, для которых предназначено устройство;

         – быть стабильным и не вызывать дополнительного нагрева контактного соединения из-за потерь в контакте;

         – тип габариты, простое устройство и требовать тип.

         Контактные соединения в зависимости от назначения могут быть разъёмные и неразъёмные.

 Разъёмные контакты применяют:

         – при частных разборках контактного соединения (зажимы электромашин, зажимы РУ и т.д.);

         – при выполнении контактного соединения на месте установки устройства и отсутствия удобств, для осуществления неразъёмного соединения (настенные выключатели, розетки и т.д.);

         Неразъёмные соединения применяют:

         – при отсутствии необходимости во время эксплуатации разборки контакта (соединения проводов, кабелей, постоянного ответвления проводов, соединения нескольких катушек, радиосхем и т.д.);

         – при отсутствии доступа для осмотра состояния контактного соединения и т.д.

2. Материалы, инструменты и приспособления, применяемые при соединении, ответвлении и окольцевании проводов.

 

         Для производительности работ используют различные инструменты и приспособления.

Для развязки отдельных медных и алюминиевых жил, а также бронированных и небронированных кабелей (пример: секторные ножницы).

 Клетнёвка – для накладывания проволочных бандажей для закрепления брони кабеля (имеет вид деревянного бруска с рукояткой и полуобоймой).

При вращении клетнёвки вокруг кабеля бандажная проволока, проходя по её кривому каналу, натягивается.

 

         Бронерезка – для надрезания стальной брони кабеля.

Спецножи с регулируемой глубиной резания – для кольцевых и спиральных, продольных надрезов свинцовых и алюминиевых оболочек кабеля.

Надрезы любого направления на пластмассовых оболочках производят с помощью монтёрского ножа с внутренней режущей кромкой.

 Термоклещи – для удаления с токоведущих жил проводов пластмассовой изоляции. Губки клещей оборудованы набором кольцевых и продольных ножей для проводов с жилами сечением 1,5÷6мм². На губках установлены закрытые нагреватели, питаемые от источника 36 В.

 Универсальные клещи – для снятия резиновой, пластмассовой и хлопчатобумажной изоляции проводов и кабелей сечением 0,75÷1,5мм². Они снабжены ножами для перекусывания жил.

При ступенчатой разделке каждую ступень разделывают и закрепляют бандажом. Ширина бандажа зависит от диаметра ступеней и обычно составляет 8÷12мм. В зависимости от требуемой прочности бандажи выполняют из вязальной оцинкованной проволоки диаметром до 1 мм,

крученым шпагатом диаметром 1 мм или суровой ниткой. По необходимости бандажи укрепляют клеем БФ.

Для оконцевания изоляции жил разделанных проводов и нанесения маркировки применяют маркировочные муфты, отрезки ПВХ трубок, изоляционные маркировочные оконцеватели целые и наборные, а так же наборные оконцеватели из липкой маркировочной ленты.

 

         Так же используется сварка.

 

 3.Способы оконцевания проводов опрессовкой, пайкой и электросваркой [1л., стр.192, рис 4,9; 4,10].

 

         Опрессовку выполняют ручными клещами, механическим или гидравлическим прессом с помощью сменных пуансонов и матриц (в зависимости от сечения).

Пуансоны и матрицы подбирают по диаметру трубчатой части наконечника или соединительной гильзы.

Различают 2 способа опрессовки:

         – местного вдавливания;

         – сплошного обжатия.

Наиболее распространён первый способ. При опрессовке следят, чтобы лунки были соосны центру жилы и друг другу. Лунки делают на лицевой стороне наконечника.

         Однопроволочные алюминиевые жилы сечением 2,5÷10мм² опрессовывают в гильзах типа ГАО.

 Процесс: очищают до блеска жилы и гильзу, и сразу же смазывают кварцевой пастой. Опрессовывают и изолируют место опрессовки.

Жилы сечением 25÷120мм² и многопроволочных сечением 16÷240мм² опрессовывают в алюминиевых и медно-алюминиевых наконечниках ТА и ТАМ, опрессовку соединений – в алюминиевых гильзах  [1л., стр.190, рис. 4,8].

         Прессовку многопроволочных медных сечением 1,5÷2,5мм² выполняют  пресс – клещами. Перед опрессовкой в кольцевом наконечнике снимают с конца жилы изоляцию на длине 25÷30мм². Зачищают жилу, скручивают плоскогубцами, выбирают соответственный пуансон, матрицу, наконечник, надевают наконечник с уложенной в него жилой на стержень пуансона так, чтобы жила выходила через желобок пуансона, производят отжим наконечника пресс – клещами до упора шайбы пуансона в торец матрицы.

При опрессовке гребенчатым пуансоном и матрицей, изоляцию снимают на длине 20÷25мм. Жилы не скручивают, а оборачивают двумя слоями медной или латунной фольги толщиной 0,2мм и шириной 18÷20мм. Отжимают места соединений один раз.

Опрессовку одно и многопроволочных проводов сечением 4÷240мм² выполняют в наконечниках 2М. Опрессовку медных наконечников и гильз

делают одним зубом на наконечнике (одно вдавливание), на гильзе – два вдавливания, по одному на каждый конец соединяемых жил.

                                               

                                         4.Разьёмные соединения

 

         Болтовые и винтовые соединения дороже опрессовкой, пайкой и т.д.  требуя контроля и периодического подтягивания. В тоже время их выполнение не требует специального инструмента и аппаратуры.

При подготовке концы зачищают, а алюминий смазывают кварцевой пастой. Используют люстровые зажимы для соединения осветительной аппаратуры. Придают жиле кольцевую форму, надевают на винт гровер(разрезанная, пружинная шайба), прямоугольную шайбу с отбортовой, присоединяют провода к соединительной планке, зажимают их винтом. Дополнительная изоляция не требуется. Эти соединения используют для проводов до 2,5мм². Ответвления проводов от магистрали выполняют с помощью сжимов в карболитовом корпусе. Сжимы изготовляют для ответвления проводов 1,5÷95мм² от магистралей 4÷150мм².

          Последовательность ответвления:

         – зачищают концы с магистрали и ответвления;

         – зажим протирают бензином;

         – надевают пластины на зачищенный магистральный провод;

         – вводят ответвительный провод перпендикулярно магистрали;

         – закрывают корпус зажима и стягивают его пружинно – резьбовыми кольцами.

       

5.Брак и меры предупреждения (самостоятельно), [1л., стр.198, табл. 4.1]

 

                             

6.Техника безопасности

          

         При работах, связанных с разделкой, оконцеванием и соединением с помощью опрессовки применяют меры по ТБ, связанные с предупреждением травматизма рук, как и при работе со слесарным инструментом.

            

Тема 4: Заземление и защитные меры безопасности.

 

         План

         1. Защитное заземление.

         2. Заземление, как средство электробезопасности.

         3. Схемы заземления и занулений.

         4. Монтаж наружного и внутреннего контуров заземлений.

         5. Общие требования, нормы.

         6. Контроль заземляющих устройств.

         7. Схемы измерения сопротивления заземляющих устройств.

         8. Техника безопасности при выполнении работ.

         

         1.Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землёй (или её эквивалентом) металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

 Заземляющее устройство – совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

         Сопротивление заземляющих устройств – сопротивление, слагающееся из сопротивления растекания заземлителя и сопротивления заземляющих проводников.

 Выносное – расположение заземлителей находится на некотором удалении от оборудования (не более 1–2км).

 Контурное – заземлители располагаются по контуру вокруг оборудования и в непосредственной близости (оборудование находится в зоне растекания тока).

 Выравнивание потенциала – метод снижения напряжения прикосновения и шага между точками электрической цепи, к которым возможно одновременное прикосновение или на которых может одновременно стоять человек.

 Заземлитель – проводник (электрод) или совокупность металлически соединённых между собой проводников (электродов), находящихся в соприкосновении с землёй. Следует различать естественные и искусственные заземлители.

 Естественные заземлители – электропроводящие части коммуникаций и сооружений используемые для целей заземления, находящиеся в соприкосновении с землёй (трубопроводы, кроме жидкости и газов; арматура железобетонных конструкций; свинцовые оболочки кабелей).

 Искусственные – установленные в земле электроды специально для этих целей (бывают: вбитые, ввёрнутые, закопанные и т.д.).

Кроме заземлителя устройство содержит заземляющий проводник, соединяющий нетоковедущие части электроустановок с заземлителем.

 Зануление – специальное соединение частей электроустановки (корпусов) с глухозаземлённой нейтралью генератора или трансформатора в сетях трёх фазного тока, глухозаземлённым выводом источника однофазного тока, глухозаземлённой средней точкой источника в трёх проводных сетях постоянного тока.

При замыкании на корпус зануление создает цепь однофазного короткого замыкания. Что приводит к срабатыванию mах токовой защиты и аварийных участков к отключению от сети.

 Зануление не эффективно при росте мощности электропотребителей с протяжённой сетью.

 Нулевой защитный проводник соединяет зануляемые части с глухозаземлённой нейтральной точкой (нейтралью) генератора или трансформатора.

 Защитное отключение – быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током, т.е. защитное отключение, обеспечивает безопасность путём ограничения времени протекания через тело человека опасного тока.

 Изолированная нейтраль – нейтраль, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединённая через аппараты, компенсирующая емкостной ток в сети трансформатора, напряжение и др. аппараты, имеющие большое сопротивление.

 Шаговое напряжение – напряжение, образующееся при протекании тока замыкания на землю между двумя точками почвы, отстоющими друг от друга на расстоянии шага (0,8м).

            

                    2.Заземление как средство электробезопасности

 

         Заземляющее устройство в электроустановках обеспечивает надёжное заземление корпусов электрооборудования и др. металлических частей электроустановок, нормально не находящихся под напряжением, но могущих оказаться под ним вследствие нарушения изоляции токоведущих частей.

 Части подлежащие заземлению: металлические корпуса электромашин, трансформаторов, светильников, передвижных и не передвижных аппаратов, приводы электромашин – разъединители, выключатели, щиты, пульты, шкафы, металлические двери, ворота, конструкции, связанные с установкой электрооборудования, металлические кабельные конструкции, корпуса кабельных муфт, металлические оболочки брони кабелей, проводов, стальные трубы электропроводок, железобетонных и металлические опоры воздушных линий электропередачи до 1кВ, а также 35кВ с малыми токами замыкания на землю во всех случаях, а при напряжении 3÷20кВ – только в населённых пунктах.

 Заземлению не подлежат:

         – арматура изоляторов, оттяжки опор, кронштейны и осветительная аппаратура на деревянных опорах, кроме случаев, если заземление требуется для защиты от атмосферных перенапряжений;

        – оборудование, установленное на заземлённых конструкциях;

        – электроприёмники до 1000В с двойной изоляцией;

         – рельсы (кроме крановых), выходящие за территорию электростанции, подстанции, РУ промышленных предприятий. Это положение продиктовано опасностью выноса рельсами потенциала за приделы электроустановки;

         – съёмные или открывающиеся части на металлических заземлённых каркасах, камерах РУ (распределительных устройств), на которых не установлено оборудование.

                             Устройство защиты от перенапряжения

         Переносные электроприёмники заземляются проводом, находящимся в шнуре вместе с рабочими проводниками. Одни конец подключён к корпусу приёмника, второй к штепсельной вилке, в которой заземлённый штырь

длиннее рабочих, для того, чтобы он раньше других включается в цепь. И соответственно позже выключался. Применяется защитное отключение специальными устройствами, чтобы при коротком замыкании на корпус 0.1÷0.2сек, аппарат отключился.

3. Схемы заземления и зануления [л.1, стр.204, рис 4.12а]

       

       Ro– сопротивление заземления нейтрали источника тока;

       Rn– сопротивление заземления нулевого защитного проводника;

       Iк– ток короткого замыкания;

       Ін– часть тока к.з. протекающая через нулевой проводник;

       Iз– часть тока к.з. протекающая через землю.

          4. Монтаж наружного и внутреннего контуров заземления.

 

         В состав защитного заземлення входят два контура: внутренний и наружный.

 Внутренный контур монтируют путём прокладки шин заземления, закрепляемых встреливанием либо сваркой, или на опорах, заделываемых в основание вмазкой. А также применяется способ приклёпывания деталей, на которых крепятся шины. Расстояние между точками крепления полос заземления 650÷1000мм. Каждый заземляемый элемент установки подсоединяют самостоятельно – параллельно.

 Запрещено последовательное заземление электроприёмников.

Внутренний заземляющий контур окрашивают в чёрный цвет.

 Наружный контур выполняется в земле, в траншее глубиной 0,5м и на расстояния 2÷2,5м от фундамента здания. Вдоль траншеи (стальные стержни диаметром 10÷16мм или уголки с толщиной стенки не менее 4 мм), длина стержней 4÷4,5м, а уголков 0,6÷0,7м от поверхности земли.

 Горизонтальные заземлители (круглая сталь диаметром 10мм, или полосы шириной 4мм). Применяются для связи между собой вертикальных заземлителей и как самостоятельные заземлители.

        Углублённые заземлители (материал тот же). Укладываются на дно котлована по периметру фундамента.

        При сварке заземлителей следят за тем, чтобы длина нахлёстки была в 2 больше ширины проводника, а при круглом сечении – не менее 6 диаметров.

        После монтажа заземлителей составляют акт освидетельствования скрытых работ, после чего траншеи засыпают однофазным грунтом.

        Открыто проложенные заземляющие проводники окрашивают в зелёный с жёлтыми полосами шириной 15мм на расстоянии 150мм одна от другой.

        У силовых трансформаторов с глухозаземлённой нейтралью вторичной обмотки трансформатора соединяется с заземлителем отдельным проводником. При этом заземлитель располагают ближе к трансформатору.

        В установках с изолированной нейтралью заземление обмотки трансформатора напряжение до 1 кВ осуществляется через пробивной предохранитель, что обеспечивает снижения напряжения фаз относительно земли при межвитковых замыканиях.

                   

                                    5.Общие требования, нормы

 

          Сопротивление заземляющего устройства (Ом) предназначенного для электроустановок до и выше 1 кВ должна удовлетворять условию R≤125/I, где І – наибольший ток однофазного замыкания на землю (А). В соответствии с правилами оно не должно превышать 4 Ом. Только при суммарной мощности источников питания – генераторов и трансформаторов, равной 100кВ*А и меньше, допуск 10Ом.

 В электроустановках напряжение выше 1кВ с большими токами замыкания на землю (более 500А), к которым относятся электростанции и сети с высшим напряжением 100кВ и более, сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 0,5 Ом. Если на территории электроустановки удельное сопротивление земли больше 200 Ом*м, то согласно ПУЭ сооружают углублённые заземлители, отводящие ток в нижние, более проводящие слои земли, обрабатывают землю солью с целью повышения проводимости земли; устраивают выносные заземлители (до 1–2км).

                             6.Контроль заземляющих устройств

 

          Каждое заземляющее устройство имеет паспорт, где указаны: схема, расчётные данные, сведения о ремонте и замерах сопротивления. Согласно ПТЭ (правила технической эксплуатации) сопротивление измеряется после монтажа в первый год после включения в работу, затем не реже 1 раза в 6 лет в энергосистемах, 1 раз в 3 года на подстанциях потребителя и ежегодно в цеховых электроустановках. Также осматривают целостность, выборочно вскрывают грунт и осматривается повреждения коррозией и блуждающими токами.

7.Схемы  измерения сопротивления заземляющего устройства.

 

          Метод амперметра-вольтметра основан на измерении значения тока в цепи зеземлителя и напряжения на нём с последующим вычислением сопротивления заземлителя [1л., стр. 214, рис.4.15а].

         Т – понижающий трансформатор;

         В – вспомогательный заземлитель;

         Х – измеряемый заземлитель;

         З – зонд, установленный вне поля растекания заземлителей.

Перед измерением должны отсутствовать посторонние токи. Подают питание и по показаниям приборов определяют сопротивление  Rx=Ux/I,

 где:   I – ток в контуре заземления.

         Сопротивление зонда: Rз=Uз/ Iз

         Uз– показания вольтметра при определении сопротивления зонда Rз

         Схема измерения сопротивления цепи фаза – ноль с помощью амперметра и вольтметра

 

         Отключают сеть от источника питания, измерительную схему подключают через понижающий трансформатор. При измерении, производят искусственное замыкание одного из фазных проводов на корпус потребителя М. После подачи напряжения выключателей S, измеряют значение тока и напряжения. Измеряемый ток должен быть не менее 10÷20А.

Результат измерения суммируют с сопротивлением одной из фаз питания трансформатора.

Измерение сопротивления металлической связи корпусов электрооборудования с заземлителем производят для определения участка заземляющего проводника, а главное для проверки его контактов и сварных соединений. Измерение производится прибором типа М–372 [1, с. 214, рис.4.15в]. Для удобства использования на один конец  прибора крепится струбцина, которая прикрепляется к заземлителю, а ко второму концу крепится трёхгранный напильник, для удобства зачистки места контакта с корпусом проверяемого приёмника.

8.Техника безопасности

            

         При осуществлении работ по прокладке заземляющих элементов используют различные приспособления: электродрели, лопаты, дюбеля, пистолеты, сварочные аппараты, лестницы и т.д. Применение ТБ к каждому инструменту, индивидуальное соблюдение правил ТБ.

Тема 5: Монтаж осветительной аппаратуры, установок и электроцепей

      

         План:

         1. Виды освещения;

         2. Источники света, арматура осветительных установок;

         3. Виды патронов и держателей, элементы штепсельных соединений и выключателей;

         4. Крепёжные детали и материалы;

         5. Инструменты и приспособления;

         6. Требования к электросетям в зависимости от категории помещений;

         7. Тросовые проводки;

         8. Токовые нагрузки на провода;

         9. Приёмы разметочных и заготовительных работ;

         10. Проводка в трубах;

         11. Разделка кабелей;

         12. ТБ

                                             1. Виды освещения

 Виды освещения: 

         общие, применяются для освещения какого-либо помещения в целом или его части;

         местное, предусматривается на определённых рабочих местах (например, освещение у станка);

         рабочее, обеспечивает требуемую нормами величину освещённости и нормальные условия работы;

         аварийное, применяется для освещения рабочей зоны во время аварии;

         переносное, ремонтное – во время осмотра и ремонта оборудования, осуществляемое при помощи переносных светильников (в этом случае напряжение от 12 до 36В);

         комбинированное – совокупность общего и местного освещения.

   2.Источники света, приборы и арматура осветительных установок

         Осветительные установки – специальные светотехнические устройства для освещения помещений, зданий, сооружений и территорий. Включает в себя комплекс, состоящий из осветительной арматуры с источником света, магистральных и распределительных сетей, пускорегулирующей аппаратуры, распределительных щитов для распределения электроэнергии между осветительными приборами.

Электрические источники света по способу преобразования электроэнергии в световое излучение делятся на 2 основные группы: тепловые (лампы накаливания) и газоразрядные (люминесцентные, ртутные и т.д.).

 Светильник – прибор для освещения, состоящий из лампы и осветительной арматуры. В состав арматуры входит:

         – корпус с отражателем;

         – рассеиватель или защитное стекло;

         – патрон, ламподержатель;

         – пускорегулирующий аппарат;

         – система подвески.

         По степени концентрации потока световые приборы делятся:

         Прожекторы – световой поток концентрируется вдоль оптической оси.

         Светильники – поток распределяется в большом угле.

[Стр. 237, рис. 4,18; 4,19]

         Светильники для ламп накаливания и ДРЛ конструктивно схожи. Люминесцентные лампы состоят из металлического корпуса, в котором смонтированы ламподержатели, стартодержатели, пускорегулирующее устройство, рассеяватель и соединительные провода.

 Светильники для защиты от воздействия внешней среды делятся:

         – открытые;

         – перекрытые (с экранизированной решеткой);

         – брызгозащищенные;

         – водозащищенные и уплотнённые;

         – взрывозащищенные;

         – взрывонепроницаемые.

         По характеру светораспределения делятся на 5 видов: прямого, преимущественно прямого, рассеянного, преимущественно отраженного и отраженного света.

Лампы накаливания  преобразуют электроэнергию в световую посредством нагрева нити накала. Излучение создается нитью накала из вольфрамовой проволоки (2500÷3000ºС).

Чтобы нить не окислялась, создается вакуум или колба лампы наполняется инертным газом (техническим аргоном, криптоном).

Лампы накаливания общего назначения включаются на стандартные напряжения: 12; 36; 127; 220В.

Мощность от 15 до 1500Вт лампы снабжены резьбовыми цоколями Е27; Е40; Е14.

         Лампы 15÷25Вт изготавливают вакуумными, мощностью 40Вт и выше – газонаполненными.

 Газоразрядные являются более экономичными, в них используют явление свечение газов или паров металлов, при  прохождении через них электрического разряда (люминесцентные, дуговые ртутные).

       

        Люминесцентная состоит из стеклянной колбы (прямая , U образная, кольцевая и т.д.) покрыта люминофором. С двух сторон находятся катоды в двух цоколях с ножками. Наполнена чистым аргоном и небольшим количеством ртути (40–90 мг).

 

                                                                                              

                                                                                             

                                                                                              1–лампа

                                                                                              2–стартер

                                                                                              3–дроссель

                                                                                              4–конденсатор

                                                                                              5–разрядный резистор

        Стартерная двухламповая схема включения люминесцентных ламп

           Лампы выпускают различных типоразмеров, наиболее распространены: 20, 40, 80Вт.

         Средняя продолжительность горения 12000 часов, время зажигания до 10 сек. В зависимости от мощности и цветности лампы делятся на ЛБ; ЛД; ЛТБ; ЛХБ; ЛДЦ:

         Л– люминесцентные        Д– дневного               Б – белого

         ХБ – холодно-белого       ТБ – тёпло-белого    

         ЛЕ – для жилых и общих помещений

        ЛХЕ – лечебных учреждений                Ц – улучшенная цветопередача

        ЛТБЦ – для жилых помещений, баров, кафе

        ЛДЦУФ – с повышенной долей ультрафиолетового излучения

         Лампы ДРЛ состоит из трубчатой кварцевой горелки с аргоном и ртутью (40–60 мг). Кварцевая трубка состоит из двух активированных электродов и двух поджигающих. Горелку устанавливают в колбу, покрытую люминофором и накачанную техничным аргоном.

 

       Схема включения лампы ДРЛ

 

            

         В зависимости от назначений светильники имеют условное обозначение:

         П – для промышленных предприятий;  

         Р – для рудников и шахт;                                 

         О – общего назначения;   

         Б – для жилых и бытовых помещений;     

         У –  для  улиц и площадей.

         Например: ЛКУ 06 – 4х40/с 53-01

         Л – светильник с люминесцентной лампой; К – консольной установки

         У – уличный; 06–серия; 4х40 с четырьмя лампами по 40 Вт;

         с – синусоидальная кривая силы света; 5 – пылезащитный;

         3 – брызгозащитный; 01 – модификация.

3. Виды патронов и держателей. Элементы штепсельных соединений и выключателей для открытой и сырой установки.

 

         Для крепления ламп накаливания и люминесцентных используют различные конструкции патронов. Для ЛН до 300Вт используют цоколь Е–27 (диаметр 27мм).

Мощность 300Вт и выше – Е–40. Лампы малых мощностей могут оснащаться цоколем Е–14. Кроме винтовых цоколей, ЛН выпускаются с цоколями В–22 и ЛФ–С51–1.

Штепсельные соединения включают следующие основные части: розетку, которая шнуром крепится к деревянному подрезетнику и штепсельная вилка, которая крепиться к шнуру.

При скрытой проводке розетку крепят в стальной или пластмассовой коробке, которая устанавливается в углублении стены. Выключатели также имеют конструкцию для открытой и скрытой проводки – крепление как у розеток.

                            

                                 4. Крепежные материалы и детали.

         Анкерные детали – прочно соединяемые со строительными основаниями и предназначены для закрепления на них оборудования.

Устанавливаются в зависимости от монтажа:

         – на вмазке с помощью армированных составов;

         – на закладных распорных дюбелях;

         – на забивание в основании гвоздевых дюбелей;

         – приклеиванием.

 Технология вмазки анкеров[л. 1, стр. 240, рис. 4.20]:

         1. разметка и пробивка отверстия;

         2. продувка отверстия сжатым воздухом;

         3. промывка водой;

         4. установка анкера, временное укрепление;

         5. приготовление раствора; [стр. 241, табл. 4.2]

         6. заполнение пустот между анкером и стенками отверстия (для мелких анкеров сначала замазывают отверстие, а потом путём вдавливания устанавливают анкерную деталь).

 Закладные дюбеля: ДГ – с распорной гайкой; ДК – капроновые.

Крепятся винтами, шурупами или болтами. Дюбель вставляется в заранее подготовленное отверстие, по мере ввинчивания шурупа создается распор, который и удерживает дюбель в отверстии.

Стальные гвоздёвые дюбеля: разъемное соединение (для металлического основания – ДВПМ – дюбель – винты), неразъемное (в бетонных стенах – ДГП и ДГПМ – дюбель – гвозди). [л. 1, стр. 242, рис. 4.21]

 

                      5. Инструменты и приспособления

 

          Для разметки расположения оборудования: уровни, линейки, рулетки, отвертки и т.д.

Линии наносятся мелом, углём или карандашом, при больших длинах их отбивают разметочным шнуром.

Для пробивных работ используют сверлилки, коронки и шлямбуры, электромагнитобур типа СЦ–2, электромолотки, электроперфораторы  и т.д.

Для пробивки отверстий диаметром более 40мм используют пороховую ударную колонку УК–2М. Для забивки гвоздевых дюбелей, в основном, поршневой строительно-монтажный пистолет ударного действия типа ПЦ–52.

         Для монтажа электропроводок – различный инструмент (отвёртки, молотки, плоскогубцы).

 

  6.Требования к электросетям в зависимости от категории помещений

 

         Осветительная сеть – совокупность проводов и кабелей с относящимися к ним креплениями, защитными конструкциями, трубами, изоляторами.

 Внутренние проводки – проводки, прокладываемые внутри здания и сооружений, неподверженные атмосферным воздействиям.

 Наружные проводки  прокладываются по наружным стенам сооружений или между ними под навесами.

 По методу выполнения:

         Открытые – прокладываются по поверхности стен, ферм и по другим конструкциям.

         Скрытые – в конструктивные элементах зданий (стенах, полах, земле).

Устройство осветительных установок выполняется в соответствии с требованиями ПУЭ и СНиПа.

В зависимости от категории помещений применяются различные марки проводов и кабелей, различные способы крепления [л. 1, стр. 244, рис. 4.22]:

         1. скобой с усами;

         2. полоской с пряжкой;                           

         3. скобой и шурупом со спиралью.

               7.Тросовые проводки плоскими проводами

     ППВ, АППВ, АНП, ТПРФ, кабеля СРГ, АСРГ, ВРГ

        1я буква: А– алюминиевый (отсутствие А, в начале – провод Cu);

        2я буква: П– провод;

        3я буква: материал изоляции (Р – резина; В – ПВХ; П – полиэтилен).

 В обозначении проводов и шнуров есть буквы, обозначающие другие элементы конструктивного выполнения:

         О – оплётка;

         Т – для прокладки в трубах;

         Ф – металлическая фальцованная оболочка;

         Г – гибкий.

 Маркировка оболочки кабелей:

         С – свинцовая;

         А – алюминиевая;

         Н – негорючая резина;

         В – ПВХ;

 Защитное покрытие:

         Б – бронированное стальными лентами;

         А – асфальтированное;

         П – бронированное плоскими проволоками;

Отсутствие наружного покрова – Г – голый.

В промышленных зданиях, для удобства прокладки кабелей (чтобы не обходить балки, колонны), используют тросовую проводку. В качестве троса используют стальной канатик диаметром 4÷6,5мм или катанку диаметром 6÷8мм с креплением к основанию в промежуточных точках через 1,5÷2м по всей длине трассы, за исключением углов поворота. Провода с напряжением 36В устанавливаются на высоте не менее двух метров, с напряжением 127В и выше – 2,5 метра.

                       

8.Токовые нагрузки на провода.

         Расчётную нагрузку питающей осветительной сети определяют умножением установленной мощности ламп на коэффициент спроса.

При отсутствии данных обследований Кс применяем:

    1– для мелких производственных зданий, наружного освещения;

    0,95– для производственных зданий  состоящих из отдельных крупных пролётов;

    0,9– для библиотек, администраций, общего питания;

    0,8– для производственных зданий, состоящих из большого числа отдельных помещений;

    0,6– для складов, подстанций состоящих из большого числа помещений.

При расчёте групповых сетей и всех звеньев сетей аварийного освещения Кс принимают = 1.

 9.Приёмы заготовительных и разметочных работ и техника их выполнения.

 

         Разметку производят от уровня чистого пола. Используют уровни. На стенах наносятся линии осевой симметрии оборудования и отмечают места крепёжных отверстий. Трассы открытых проводок располагают относительно архитектурных линий интерьера так, чтобы они были меньше видны. Начало проводки определяется по месту установки электроаппаратов, РУ и др. оборудования. Намечают уровень проводки над чистым полом и все проходы сквозь конструкцию и обходы препятствий. Радиус учитывают в соответствии с нормами изгибов кабелей. При прокладке потоков кабелей вертикальные размечают симметрично оси трассы, а горизонтальные на нормативном расстоянии от пола до нижнего провода потока. Верхний провод горизонтального потока должен быть на расстоянии не менее 50мм от линии карниза или не менее 100мм от уровня потолка. Радиус изгиба потока – по наиболее допустимому радиусу проводов.

Незащищенные открытые проводки с напряжение выше 42В располагают на высоте не менее двух метров – в помещениях без повышенной опасности, и не менее   2,5м – в опасных. При напряжении до 42В – в любых помещениях до 2 метров.

Высота в трубах, металлорукавах и т.д. не нормируется. Одиночные светильники устанавливают по 1 в центре потолка. Несколько – на пересечении диагоналей. 

прямоугольников. Можно разместить на полу, потом перенести разметку на потолок с помощью отвесов.

При разметке скрытых сменяемых проводок линии наносят по кратчайшему расстоянию между точками установок (выключатели розеток, ответвителей  протяжных коробок и т.д.).

Трассы несменяемых скрытых проводок – строго горизонтально и вертикально.

Для создания борозд используют механизм МВБ–2 или электробороздоделатель ИЭ–6401 (фреза прорезает борозду глубиной 20мм и шириной 7÷8мм). Можно установить сверло диаметром до 75мм.

                                 10. Проводка в трубах

 

         Прокладывают так, чтобы в них не собиралась влага. В помещения без агрессивной среды запускаются соединения монтажными манжетами без уплотнений. Стальные трубы и соединения заземляются. Трубы покрываются антикоррозийными веществами. Тонкостенные трубы с коробами соединяют патрубками из газовых труб 60÷100мм. Протяжка кабеля внутрь трубы производится с помощью стального троса и проволоки. Концы труб оконцовывают небьющимися втулками – пластмассовыми, деревянными или

стальными, для предотвращения повреждения изоляции провода во время протяжки.

11. Разделка концов силовых и контрольных кабелей [стр.256]

 

         Резиновую изоляцию при смене брони зачищают от атмосферных воздействий чехлом из ПВХ или покрывают защитной смесью МКФ 130; ИКФ 141; ИКФ 147.

На расстоянии от конца 180÷100мм ложат проволочный бандаж. Джутовый покров не удаляют, наматывают на неразделанный участок кабеля для последующего использования. Через 50мм от первого бандажа накладывают второй на броню. По кромке второго обрезают броню, разматывают ленту подушки. Смывают горячим (40÷50°С) трансформаторным маслом битумный слой. Снимают пластмассовые ленты, надрезают по кромке бандажа и снимают шланг. На очищенном месте, на расстоянии друг от друга 20мм – 2 кольцевых надреза и удаляют продольную полоску. После этого удаляют поясную изоляцию. Для удаления гладкой алюминиевой оболочки её надрезают винтообразно и снимают пассатижами.

Прорезиненную ткань с жил снимают до конца разделки, а поверхность резиновой изоляции защищают изолентой ПВХ. Корешок разделки заполняют перхлорвиниловым составом толщиной до 15мм. Поверх корешка накладывают подмотку с заходом на оболочку. Затем – нитяной бандаж из шпагата диаметром 1мм, пропитывают ПВХ составом.

                                                       

                                     12.Техника безопасности

 

         Полы должны быть сухими, оборудование размещается в последовательности его монтажа, одежда хорошо пригнана и застёгнута.

 При работе на лестнице – один держит, другой работает на лестнице.

При монтаже воздушных линий запрещается: работать во время грозы или сильного ветра, подниматься на опору и снимать оттяжки до закрепления опоры в грунте, при подъеме опоры стоять в зоне возможного падения её, стоять под проводами во время натяжения их.

Тема 6: Распределительные устройства (РУ). Защита электроустановок промышленных предприятий (до 1 кВ)

 

         План:

         1. Назначение и применение РУ осветительных и силовых установок.

         2. Ошиновка.

         3. Коммутирующие и защитные аппараты.

         4. Типы электрических схем.

         5. Монтаж оборудования щитов.

         6. Испытание РУ.                                                     

         7. ТБ.

1.Назначение и применение РУ осветительных и силовых установок.

         РУ – сооружение, предназначенное для приёма и распределения электроэнергии и содержащее необходимое количество аппаратов, соединительных и вспомогательных шин.

РУ бывают трёх типов:

         1. Закрытые (внутренние) – электрооборудование, размещенное внутри здания.

        2. Открытые (наружные) – электрооборудование находящиеся на открытом воздухе.

         3. Комплексное (КРУ) – закрытые металлические шкафы, со встроенными в них аппаратами, измерительными и защитными приборами и вспомогательными устройствами. Изготовляются на заводе и поставляются в собранном виде.

КРУ с напряжением до 1кВ бывают объёмного, обычного и контейнерного вида.

КРУ обычного размещают в отапливаемом помещении облегченного вида.

         КРУ контейнерного – в спецконтейнерах и состоит из спецоборудования, допускающего особо плотную компоновку.

 КРУ обычные состоят из: панелей, шкафов, блоков, которые при монтаже объединяют в щиты.

В зависимости от назначения щиты бывают: управления, распределения, защитные и сигнализации.

РУ должны обеспечивать надёжность работы, удобство и безопасность обслуживания, пожарную безопасность и экономичность эксплуатации в соответствии с ПТЭ и ПТБ.

 Простейшее РУ – распределительный щит сварного каркаса, обшитого листовой сталью. В верхней части устанавливают рукоятки рубильников и измерительные приборы. Рубильники, предохранители устанавливают внутри щита. Свободно стоящие щиты располагают вдоль стены на расстоянии 0,8м, что необходимо для обслуживания щита.

Щиты, прислонного типа устанавливают непосредственно у стены (обслуживание только с одной стороны), ширина прохода 1м.

Выпускают щиты различных модификаций: спец. комбинированные, блочные, линейные, вводные, секционные, торцевые и т.д.

Щиты прислонного типа

                                          

                Встроенные распределительные щиты

                                2.Ошиновка

                   Шинное устройство закрытых РУ – система голых жёстких проводников закреплённых на изоляторах и предназначенных для распределения электрической энергии.

         Проводники, называемые шинами, в большинстве случаев бывают прямоугольного сечения, а при больших токах – профильного.

         Профильные шины применяют коробчатого или двутаврового сечения, а иногда в виде латунных или алюминиевых труб, что экономично выгодно при высоких частотах и напряжениях. Шины применяют в основном из алюминия, а при малых нагрузках из стали.

         Шинные устройства должны быть симметричны, с однообразным расположением шин – облегчает эксплуатацию.

         Сборные главные шины располагают горизонтально, вертикально или ступенчато. На изоляторы шины устанавливаются как на ребро, так и плашмя – при одной или нескольких полосах в каждой фазе.

         Ответвительные шины, идущие от сборных шин к аппаратам, соединительные (между аппаратами и системами шин) – обычно прокладывают на плоскость.

                3.Коммутирующие и защитные аппараты.

         Набор аппаратуры в панелях и шкафах бывает различным и указывается в стандартных сетках схем заполнения, по которым аппаратура выбирается.

 Рубильники – аппарат для замыкания и размыкания электрических цепей, устанавливаются вертикально.

Основные детали: контактные стойки, контактный нож и изоляционная ручка.

Аппарат с центральной ручкой служит только в качестве разъединителя. Рубильники для больших токов управляются механически приводом на расстоянии. Для безопасности рубильники закрывают кожухами.

Рубильники и рубящие переключатели изготавливают 1; 2; 3х полосные, могут иметь дугогасительные камеры.

 Предохранитель – защитный аппарат, обеспечивающий разрыв электрической цепи в аварийном режиме расплавлением плавкой вставки. В цепях до 1 кВ применяют предохранители: ПР–1; ПР–2; ПН–2; ПНБ; ПРС.

 Автоматы – аппараты для коммутации цепей электроустановок при токах норм. Режимов нагрузки и защиты от токов короткого замыкания, перегрузки и снижения напряжения. Не все виды автоматов выполняют эти функции.

 Состоят: контактная система, дугогасительные устройства, расцепители, привод и механизмы свободного расцепления.

 Используются: ПЗ100, универсальный. АВМ, АП50 и т.д.

 

     

Автоматический            Дифференцированное         Ограничитель

       выключатель                 реле                                       перенапряжения    

 

4.Типы электрических схем [стр. 275]

         Бывают, в зависимости от основного назначения:

         1.Структурные – первая стадия проекта, служащие для ознакомления с устройством, установкой. Функциональные части обозначают

прямоугольником, а стрелками обозначают (на линиях связи) направления потока энергии.

         2.Принципиальные (полные) – определяет полный состав элементов и связей между ними, служат основанием для разработки конструктивной документации, для изучения работы установки, наладки, контроля, ремонта. Схемы многофазные выполняются однолинейными и многолинейными. Каждый элемент на схеме имеет буквенно–цифровое обозначение.

         3.Схема расположения определяет взаиморасположение составных частей устройства (рубильники, автоматы, предохранители, жгуты, клеммы,

       

пускатели и т.д.) Чертится в масштабе упрощенного вида (прямоугольники, окружности). Указывают обозначение и тип элементов.

         4.Схемы соединений (монтажная) – для разработки конструктивной документации (проводов жгутов, мест соединений и т.д.)

На схеме наносят примерное очертание устройств и элементов схемы с соблюдением взаиморасположения. Схемы выполняют только для внутренних соединений с полным указанием всех внутренних связей отдельных элементов.

                                5.Монтаж оборудования и щитов.

         Производится в соответствии с электромонтажным чертежом, на котором в упрощенном виде изображены изделия, провода, жгуты, или при отсутствии чертежа для простых схем в соответствии со схемой соединений.

 Последовательность разработки схем:

         1– структурная;

         2– принципиальная;

         3– схема расположения;

         4– схема соединений (монтажная);

         5– электромонтажный чертёж.

Размещение начинают с автомата и предохранителей – располагают вверху панели. Аппараты и шкафы устанавливают по уровню и отвесу. Отклонения по вертикали не более 5°. Клемники, зажимы крепят внизу панели, иногда справа или слева. К одной клемме рекомендуется присоединять не более двух одноимённых проводов.

         Количество клем  определяется числом отходящих проводов по окончании вычерчивания схемы соединений.

         При размещении аппаратуры следует учитывать необходимые расстояния между токоведущими частям, которые при напряжении 250В составляют:

         – при поверхности изоляции 36мм;

         – по поверхности изоляции в осветительных щитках 10 мм;

         – по воздуху – 15мм;

         – по воздуху в осветительных щитках 10мм;

         – до защитных сеток 100мм;

         – до сплошных съёмных ограждений – 50мм.

Подготовительные работы включают проверку комплектации необходимыми аппаратами, приборами, проводами, инструментами, а также проверку состояния комплектующих.

Последовательность выполнения разметочных работ:

         1. установка аппаратов;

         2. разметка проводки;

         3. установка мест крепления проводки.

При монтаже рубильников следят за плотностью и одновременностью входа контактных ножей в стойки. Проверяется плотность щупом 0,05мм. В случае прохода щупа более чем на 1/3 контактной поверхности устанавливают перекос.

При монтаже автоматов с передним присоединением проводов, для крепления используют отверстия, расположенные между выводами, а при монтаже с задним присоединением проводов автоматы крепятся на изоляционных панелях. Верхние шины, присоединяемые к автомату, изолируют со стороны дугогасительных камер на длине 200мм.

                       При монтаже предохранителей.

         После закрепления стоек и установки патрона проверяют плотность соприкосновения ножа (колпачка) со стойкой щупом 0,05мм. В случае прохода на 2/3 – устраняют перекос.

         Патроны должны крепко держаться в стойках, не болтаться и не выпадать.

                        При монтаже вторичных цепей

Изолированные провода укладывают в жгуты и прокладывают кратчайшим путём, располагая горизонтально и вертикально. Допустимые отклонения от горизонтали и вертикали = 6мм на 1м длины.

При формировании потоков избегают перекрещений, ответвлений выполняют под прямым углом, не более 10 проводов в потоке. Длинные провода в нижних, а короткие в верхних рядах. Потоки крепят на панелях скобами на винтах, или бандажными приварными полосками. При металлических панелях под провода клеят полосу электро– картона. Крепить провода можно и другими способами: на ответвлениях к аппаратуре, в пластмассовом или стальном коробе с выводом проводов через отверстие в щели. При прокладке коробов на задней стенке панели провода прокладываются кратчайшим путём – на прямую. Выход на лицевую сторону производиться в проходных изоляционных втулках. В местах перекрещивания проводов накладывают бандаж из липкой ленты.

Для монтажа используют как медные, так и алюминиевые провода при соблюдении условий: изгиб в одном месте выполняется единственный раз, радиус – не менее трёх диаметров провода, гибка производятся руками, расстояние от зажима до крепления не менее 200мм (при проводе диаметр до 2мм) срез изоляции и затяжку зажимов выполняют особенно осторожно – для исключения надрезов, надрывов.

                                  6. Испытание РУ

       

         1. измеряют сопротивление изоляции первичных цепей;

         2. измеряют сопротивление изоляции вторичных цепей;

         3. проверяют вторичные цепи повышенным напряжением;

         4. испытывают повышением напряжения изоляцию первичных цепей;

         5. проверяют выкатные части и блокировки (4–5 выкатываний и вкатываний тележек РУ);

         6. измеряют сопротивление постоянному току контактов сборных шин и разъединяющих контактов первичных и вторичных цепей.

                           7.Техника безопасности

         Размещают аппаратуру РУ так, чтобы было безопасное обслуживание их; возникающее при эксплуатации искра и электрическая дуга не причиняли вреда рабочему персоналу, воспламенить или повредить окружающие предметы, вызывать короткое замыкание или замыкание на землю. На время монтажа необходимо снять предохранительные цепи управления. При установке предохранителей и запуске, необходимо удаление людей от аппарата. При монтаже РУ следят за отсутствием соприкосновения токоведущих частей аппарата и шин монтируемой РУ с проводами электропроводов и сварочных кабелей. Запрещено крепление (временно) электропроводов и сварочных проводов к токоведущим частям.

Вывешиваются предупредительные плакаты.

             Тема 7: Электропроводки, кабельные линии

         План

         1. Проводки в металлических трубах;

         2. В резиновых и полутвёрдых эбонитовых трубах;

         3. В полиэтиленовых и винипластовых трубах;

         4. В резинобитумных трубах;

         5. В коробках и лотках;

         6. Тросовая проводка, разделка концов кабелей;

         7. Прокладка кабелей внутри здания по кабельным конструкциям;

         8. Соединения в муфтах, сухая концевая заделка.

 

                    Проводки в металлических трубах, коробах, лотках.

 

         Применяются для защиты проводов от механических повреждений, для защиты от агрессивной окружающей среды.  Преимущество скрытых проводок – большой срок службы провода, простота монтажа. Недостаток – затруднения при ремонте и выполнении дополнительных ответвлений.

1. В металлических трубах: (рассмотрено в теме 5, п.10) во влажных и неблагоприятных помещениях трубопровод изготавливают пыле– и влагонепроницаемым.

         2. В резиновых и полутвёрдых эбонитовых трубах: сухие отапливаемые помещения при напряжении не больше 380В. Трубки выпускают с внутренним диаметром 9; 11; 13; 16; 23; 29; 36мм. Не разрешается прокладка под осветительными или протяжными коробами. Для облегчения затяжки проводов, на расстоянии 4–6м на прямых участках и после 2–3 поворотов ставят протяжные короба. На трубку надевается металорукав или спираль из мягкой проволоки диаметром 0,5–1мм – нет сплющивания при повороте под прямым углом. Концы труб оконцовывают втулками или воронками.

 3. Проводка в полиэтиленовых и винипластовых трубках. Применяется в помещениях с химически активной средой, в грунтах, бетонных фундаментах, при условии защиты их от механических повреждений. Соединения выполняют специальной сваркой, обсадкой или тугой насадкой. Винипластовые трубы соединяют с помощью муфт с раструбами на концах. Можно приклеить.

4. Проводка в резинобитумных трубах используется в несгораемых стенах. Участки труб соединяют отрезками таких же труб большего диаметра длинной 100мм металлической муфтой или отрезком тонкостенной трубы длиной 100÷120мм, расстояние между коробами должно быть не более 12м на прямом участке и 8,6,4 при 2х –3х сгибах. Конец трубы входит внутрь короба на 10мм.

         5. Проводка в коробах и лотках применяют для силовых, осветительных и оперативных сетей промышленных предприятий.

Лотки и короба предназначены для вертикальной и горизонтальной прокладки проводов и кабелей.

Соединения и ответвления выполняют в коробах устанавливаемых и закрепляемых в лотках. С целью защиты от механических повреждений применяются проводки в коробах.

 Короба – П – образные стальные профиля с крышками, выполненные прямыми секциями длинной равной 3 метра, для поворотов и ответвлений используют тройники, крестовины. Укрепляются на подвесках, кронштейнах, стойках. Секции соединяют манжет винтами, заземляется конструкция в винтовых соединениях.

6. Тросовые проводки (рассмотрено в теме 5, п.7) [стр. 255]

Разделка концов силовых и контрольных кабелей (тема 5, п.11) [стр. 256]

         7. Прокладка силовых и контрольных кабелей внутри здания по кабельным конструкциям.

 Трасса кабельной линии – место, находящееся в земле, подземных сооружениях или помещениях.

Трассу кабелей внутри здания размещают с учётом обеспечения наименьшего количества проходов через стены, междуэтажных перекрытий, обходов трубопроводов и конструкций, для обеспечения доступа на случай ремонта.

При открытой прокладке кабели закрепляют на стенах и потолках. Применяют бронированные и небронированные в свинцовой или пластмассовой оболочке, а также внутри сооружений прокладывают на опорных кабельных конструкциях, в стальных трубах т.д.

Используют также сборные кабельные конструкции, состоящие из стоек со штампованными фигурными отверстиями и полок, закрепляемых в отверстие стойки.

         Стойки крепятся к строй элементам здания (сварка, винтовое соединение, дюбеля т.д.).

         Расстояние между проложенными кабелями должно быть не менее 35мм или не менее диаметра кабеля. К полкам кабеля крепятся металлическими скобами.

Применяется так же прокладка кабелей по проволочным подсветкам, в кабельных каналах (в полу).

         8. Соединения в муфтах, сухая, концевая заделка.

          Для соединения и концевой заделки используется кабельная аппаратура и арматура, которая делится на 4 группы:

          – для оконцевания кабелей (концевые муфты, воронки);

         – для соединения между собой отдельных строительных длин кабелей (соединительные муфты);

         – для секционирования кабельных линий и предотвращения перетекания из секции в секцию пропиточной массы (стопорные, полустопорные муфты);

         – для поддерживания в заданных пределах давления масла или газа в кабельных линиях, работающих под повышенным давлением.

Для концевой заделки используются заводские концевые муфты, которые закрепляют на разделанном конце кабеля при помощи металлического бандажа. Также используют самодельные воронки из плотного картона. После установки воронки заливается эпоксидным компаундом. После застывания картон снимают. Краской маркируют провода и марку кабеля. Бронированные оболочки заземляются. Сухая заделка значительно проще, разделанные жилы кабеля обматывают лентой из лакоткани. Место выхода жил обильно покрывают лаком и обматывают крученым шпагатом. Всю заделку вновь лакируют. Заделку производят в резиновых, ПВХ и свинцовых перчатках.

Разделанный кабель продевают в перчатку так, чтобы каждая жила отдельно прошла сквозь отверстия в перчатке, далее закрепляются проволочным бандажом или металлическим хомутом.

         Соединительные муфты служат герметиком участков соединения жил кабелей и защиты их от механических повреждений.

Кабели до 1кВ соединяют в чугунных муфтах, 6 и 10кВ в свинцовых. Оболочки с бронёй заземляются гибким медным проводником сечением не

менее 6мм², который крепится пайкой и проволочным бандажом к оболочке и бронепокрытию, на свободный конец опрессовывают наконечник, который крепится к болту, имеющемуся в чугунной муфте. При соединении кабелей до 10кВ в свинцовой муфте – сначала заземляющий проводник закрепляют на обоих кабелях, а далее дополнительно присоединяют к муфте.

Чугунную муфту очищают от грязи, устанавливают нижнюю половину под участком соединения.

На участки расположения горловин на кабель наматывают смоляную ленту, чтобы диаметр намотки был на 4÷5см больше диаметром горловины. Затем накрывают верхней крышкой и стягивают болтами. Муфту нагревают до температуры 50÷60°С и заливают через отверстие нагретую до температуры 120÷130°С битумную массу. Заполняют на ¾ полости, затем остальное.

Эпоксидные муфты для соединения кабелей до 1кВ используют муфты типа СЭС, изготавливаемые на заводах в виде двух полных скорлуп.

При соединении образуется готовая муфта, которая впоследствии заливается эпоксидным компаундом.

 Свинцовые муфты – свинцовая труба соответствующего диаметра, одеваемая на один из соединяемых кабелей. Соединив жилы и заизолировав участок, натягивается на него свинцовая труба. Деревянным валиком концы трубы обкатывают, придавая сферическую форму, чтобы они вплотную касались оболочек кабелей. Затем места соединения пропаиваются.

В муфте, ближе к концам вырубают 2 отверстия, которые после заливки битумом запаиваются. (Так соединяют кабеля 6÷10кВ).

Кабели соединяют общим проводником (заземляют). Для защиты от механических повреждений муфту помещают в чугунную покрышку. 

                                  Тема 8: Цеховые шинопроводы

          План

          1. Цеховые шинопроводы

          2. Монтаж магистральных шинопроводов

          3. Испытание изоляции и заземления

          4. Контроль качества проводимых робот

          5. Техника безопасности

                

                                   1.Цеховые шинопроводы

          Шинопровод – устройство, состоящее из голых проводников со всеми поддерживающими изоляторами и конструкциями. Используется для канализации электроэнергии в туннелях, галереях, эстакадах, опорных конструкциях и т.д.

          Токопровод  выполняется из шин различного профиля, материала, лент много– и однопроволочных  проводов.

          По способу защиты от прикосновения к токоведущим частям и воздействия окружающей среды различают токопроводы закрытые, открытые, защитные, пыленепроницаемые и брызгонепроницаемые.

          Открытые – незащищены ничем.

          Защищённые – закрыты в короб из перфорированного листа.

          Закрытые – вмонтированы в сплошной  короб.

          Открытые прокладывают вдоль участков в качестве питающих  линейных магистралей, прокладывают на высоте не менее 3,5м над уровнем пола и не менее 2,5м от настила моста крана. Переходы через стены делают  в проемах с применением изоляционной плитки. Провода, ответвленные от магистралей,  делают сваркой.

          Защищённые и закрытые шинопроводы – основной вид сетей, применяется для внутрицехового  распределения электроэнергии. Магистральные  шинопроводы типа ШМА переменного тока (I~) на 1600, 2500 и 4000А в защищенном исполнении имеют 3 шины. Нулевой шиной  служат 2 алюминиевых(Al) уголка, расположенных вне корпуса и используемых для крепления шинопровода.

         Для магистралей постоянного тока(I-) и ошиновки главных приводов прокатных станов применяют магистраль шинопровода постоянного тока  ШМАД на 1600; 2500; 4000; 6300А.

Распределительные шинопроводы на 380/220В типа ШРА изготавливают на 250, 400, 600А.

Шинопровод комплектуют из прямых секций по 3 метра и угловых секций. Прямые секции имеют с каждой стороны по 4 штепсельных окна для подсоединения ответвительных коробов. Внутри короба расположены  4 Al– шины прямоугольного сечения – 3 фазы и 0. Шины  закреплены изоляторами, а шины сменных секций и короба соединяют болтами (л.2, спр.51, рис. 2.26)

         Для освещения применяются осветительные 4х проводные шинопроводы ШОС на 25А ,380/220В, с 6ю штепсельными местами присоединения троллейные 4х проводные  шинопроводы  ИТМ–70,от которых питаются электротали, однобалочные крана на Iном=200А.

          Шинопровод состоит: прямые, угловые, гибкие заводные секций. Секция имеет с одной стороны гнёзда, с другой – штыри разъема. Короб каждой секции  заземлён с помощью нулевого провода. Короба на стыке крепят муфтами с винтами. Крепится шинопровод на стенах, колоннах, фермах, стойках. Светильники  подвешивают  к несущим конструкциям или непосредственно к осветительным шинопроводами.

          Распределительные  шинопровода используются для распределения энергии между потребителями. Монтаж: установка секций, соединение между собой, подключение питания от сети и ответвлений к электроприёмникам. Крепление для распределительных  шинопроводов используются тоже, что и для магистральных.

Ответвления (спуски) выполняют в коробах, которые присоединяют к шинам через штепсельные окна. Спуски защищают трубами, металлорукавами и т.д.

         Троллейный шинопровод для питания подвижных электроприёмников.

        

2.Монтаж  магистральных шинопроводов  (л.1, стр.260, 261 рис. 4.23)

Производится по схеме:

  1.  укрупнительная сборка монтажных блоков l = 12м из стандартных секций;
  2.  испытание, комплектование и маркировка блоков;
  3.  упаковка, доставка блоков на объект;
  4.  осмотр, проверка комплектности и раскладка блоков по участку трассы;
  5.  монтаж комплектных опорных конструкций на анкерные устройства, установленные на 1й стадии монтажа;
  6.  подъем и крепление монтажных блоков;
  7.  выполнение электрических и механических соединений монтажных блоков;
  8.  испытание, опробование и сдача в эксплуатацию.

         В процессе сборки используются тельферы, краны, лебёдки.

         Шины стыкают сваркой или болтами; кожухи соединяют муфтами, боковинами и крышками. Питание подается на шинопровод бронированными кабелями или проводами в трубах через специальные выводные секции.

                             3.Испытание изоляции и заземления

    После окончания монтажа с помощью мегаомметра c U=1кВ кабели испытывают на целостность жил, отсутствие короткого замыкания, правильность соединения одноименных фаз с обоих концов кабельной линии. Испытывают повышенным напряжением постоянного тока, кабели с U до 1кВ испытывают мегаомметром на U=2500В, продолжительность испытания 1 минута.

    Нормативное сопротивление(R) изоляции не менее 0,5Мом для электропроводок до 1кВ. А для кабелей между трансформатором и распределительным щитом – не менее 1МОм.

     Кабельные линии с металлическими оболочками или броней, кабельные конструкции должны быть заземлены или занулены согласно требованиям. При заземлении металлических оболочек силовых кабелей оболочка и броня соединяются гибким медным (Сu) проводом между собой и корпусами  муфт (концевых, соединительных). Применять заземляющие или защитные нулевые проводники с проводимостью большей, чем  проводимость оболочек кабелей, не требуется, однако сечения во всех случаях  должно быть не менее 6мм2.

                

                     4.Контроль качества производимых работ.

          После окончания монтажных работ по прокладке электропроводок проверяют соответствие их проектной схеме и качество исполнения. Требования: правильность и надежность соединений, соединение проводов, надежность изоляции: при проходе через отверстия, при перекрещивании нескольких проводов, при поворотах, в местах касания углов конструктивных элементов, проверяют качество исполнения разделки концов кабелей, соединения муфт, надежность крепления проводов и несущих проволоку конструктивных элементов.

                                    5.Техника безопасности.

         При выполнении монтажных работ используются различные инструменты и приспособления, в том числе электроинструмент. Непосредственно с элементами конструкций приходится работать на высоте (работать выше 1м от поверхности), используются лестницы, стремянки. Лестницы не выше 5м, работать на них на высоте 4м.

         При испытании повышенным напряжением кабель сохраняет заряд длительное время, поэтому после испытаний каждую жилу разряжают на землю.

   Тема 9: Монтаж и регулировка пускорегулировочной аппаратуры. Их назначение и применение в установках до 1 кВ

    План:

         1. Виды и назначения аппаратуры управления и защиты.

    2. Основные элементы аппаратов.

    3. Коммутационная и пусковая аппаратура.

    4. Особенности монтажа  ПРА и техника безопасности (стр. 289)

    5. Ремонт. Регулировка и настройка аппаратуры.  

              1.Виды и назначения аппаратуры управления и защиты.

         Аппараты управления: рубильники, пускатели, контакторы, автоматы, контролеры, кнопочные станции, реостаты, пакетные переключатели и т.д. С их помощью осуществляется включение, отключение, реверсирование, регулирование режима работ, изменение электросхемы и т.д.

         Аппараты защиты: предохранители с плавкими вставками, реле, автоматы и т.д., ограничивающие нагрузки электроприёмников или отключающие их при перегрузках.

2.Основные элементы аппаратов

          Все аппараты в конструктивном отношении отличаются друг от друга, но основные элементы и принципы действия остаются неизменными. Все контактные устройства имеют участок соединения цепи – контакт, который может быть неразмыкаемый и размыкаемый. Широкое применение нашли размыкаемые контакты.

          Работа размыкаемого контакта сопровождается разрушающим воздействием на него электрической дуги, вибрации, механического износа. Размыкаемые контакты характеризуются Uном и Iном, Iотклонения. Для контактов применяются Cu (медь) и Ag (серебро) покрытие; для исключения окисляемости, для повышения износоустойчивости контакты выполняют металлокерамическими.

         Главное требование к контактам – малое и стабильное сопротивление и неокисляемость.

         Для замыкания и размыкания контактов подвижная часть аппарата приводятся в движение электромагнитом.

         Требования к электромагниту: достаточное и мало измеряемое тяговое усиление, отсутствие примыкания подвижной части к неподвижной, что обеспечивается короткозамкнутым витком, плотное прилегание подвижной к неподвижной части для исключения гудения и вибрации при I~ .

         Дугогасительная камера – устройства, применяемые для уменьшения степени разрушения контактов, путем сокращения времени горения дуги. Распространены щелевые устройства, куда отбрасываются магнитным “дутьём”, там она удлиняется, изгибается, охлаждается и гаснет (л.1, стр. 285, рис. 4.31, е).

         Деионные решётки – пакет стальных и медных пластин, разбивающие дугу на несколько коротких дуг, требующих больше напряжения для подержания горения (рис. 4.31,ж).

         Механизм свободного расцепления обеспечивает быстрое размыкание главных контактов и невозможность их удержания во время ненормального режима работы (принцип действия на стр.286, рис. 4.32).

                            

                        3. Коммутационная и пусковая аппаратура.

 

          Предохранители с плавкими вставками используются для отключения защищаемого участка цепи при коротком замыкании, но не перегрузках (таблица, стр. 288).

 Контакторы используются для частых включений и отключений электроцепи (до 1500 раз в час). Привод – электромагнит. Контакторы бывают одно–, 2х– и 3х полюсными. При постоянном токе КВП–600 имеют исполнение на 100, 160, 250 и 600А на 1и 2 полюса, с замыкающими и размыкающими контактами.

 Конденсаторы переменного тока бывают на токи 20÷600А, собственное время срабатывания 0,05÷0,1сек.

          Кнопки управления – кнопки для замыканий цепей дистанционного и местного управления двигателями и другими электропотребителями. Комплект из нескольких кнопок в одном корпусе – кнопочная станция.

 Кнопочная станция предназначена для защиты потребителей от нагрузок, а также командой для аппаратов управления, подача напряжения к потребителю.

          Магнитные пускатели – аппарат для местного или дистанционного включения и выключения двигателей и аппаратов. Представляет собой 3х фазный контактор переменного тока со встроенными в 2 фазы тепловым реле.

 Тепловое реле для защиты двигателя от токов перегрузки – корпус, в который встроенный 2 биметаллические пластины (биметалл– 2 сваренные пластины с разным коэффициентом  температурного расширения), и механизм расцепления нормального закрытого контакта, включенного в цепь питания катушки пускателя.

 Рубильники предназначены для коммутации электроцепей, используются для тока до 600А.

            4. Особенности монтажа ПРА и ТБ (самостоятельно, стр. 289).

                    5. Ремонт, регулировка и настройка аппаратуры.

 

          Общая проверка аппарата – чистка, протирка, продувка, проверка одновременности касания многоголосных контакторов, плотность прилегания контактных поверхностей, значение начального и конечного контактного нажатия. Результаты сравнивают с паспортными данными. Осмотр изоляции, проверка мегаометром, сушат электромагнитные проводы, (при влажности изоляции) путем пятикратного включения при Uном=0,9 и десятикратного отключения при 0,8= Uном.

Плотность прилегания якоря к сердечнику проверяют путем нанесения на поверхность краски (либо копиркой), отпечаток не должен занимать не менее 2/3 поверхности касания. Зачистка производится вдоль слоёв магнитопровода.

 Плотность соприкосновения контактов – щуп 0,05мм, не более чем на 1/3 длины точечного контакта. При контакте врубного типа плотность проверяется щупом 0,05мм и шириной 10мм, который не должен входить в контакт более чем на 6мм.

 Точность совпадения контактных поверхностей подвижных и неподвижных контактов – не менее 70% поверхностей.

 Одновременность замыкания многоголосных контактов проверяют измерением зазора в момент 1го касания 1го из контактов. Допуск – не одновременность замыкания до 0,5мм.

        

     Тема 10: Заготовка жгутов. Маркировка проводов и кабелей.

     

         План:

         1. Назначение

    2. Технология изготовления жгутов

    3. Маркировка

         4. Техника безопасности

                                          

                                              1.Назначение

 

          При изготовлении электронных устройств значительная доля работ приходится на коммутацию приборов внутри этих устройств.

 Жгуты – провода, идущие в одном потоке параллельно по одной трассе, увязанные или скрепленные между собой, оконцованные подсоединения к элементам схем.

Для однотипных устройств, для ускорения процесса монтажа жгуты проводов изготовляют отдельно.

В жгут объединяют прямые и обратные проводники с токами промышленной частоты согласно его схеме.

Провода, используемые в высокочастотной аппаратуре, в жгуты не увязываются (так как при этом увеличивается ёмкость между проводниками).

Жгуты изготовляют с оболочкой для их крепления и экранирования, а также без оболочек. Провода жгутов скрепляют беспрерывным бандажом из х/б ниток. Для установок, работающих в условиях высокой температуры– стеклянными нитками с последующей пропиткой бандажа воском или парафином, иногда лаком или клеем.

Оболочки бывают трубчатыми, ленточными, полосовые и плетённые. Трубчатые оболочки бывают мягкими и жесткие.

Для мягких используются ПВХ трубки, для жёстких – Al, которые кроме защиты от механических повреждений выполняют функцию электрического экранирования.

Плетёную оболочку изготавливают из Cu или Al плетёнки, которая легко одевается, обеспечивает хорошее скрепление, гибкость и экранирование. При монтаже металлическую плетёнку присоединяют к корпусу.

Ленточные оболочки выполняют из синтетической ленты или капроновой ткани с нитроцилюлозным покрытием. Эта оболочка практична тем, что можно заменить любой поврежденный участок.

 Полосовые оболочки – чехол, сшитый вдоль жгута.

                         2. Технология изготовления жгутов.

       

         1) Подготовка по типу. Расцветке и сечению проводов;

         2) срезе их;

         3) укладка их в требуемом сочетании по шаблону;

         4) скрепление их видной или одеванием оболочки;

         5) прозвонка и маркировки;

         6) оконцевание и внешний контроль.

 Укладку производят на шаблонах. Шаблон – деревянная панель, на которой нанесена конфигурация жгута в натуральную величину. Концы жгута фиксируют концевыми и поворотными фиксаторами. Направление прокладки каждого проводника указывается линией, намеченной краской по шаблону, при небольшом количестве проводников. При большом количестве проводников прокладку ведут по чертежу или по таблице проводников, входящей в монтажную схему.

 На шаблоне жгут, состоящий из отдельных проводников, связывают бандажом. Концы проводников оконцовывают.

                                       

                                      3. Маркировка.

 Облегчает монтаж и эксплуатацию электроустановок, её наносят на всё: аппараты, приборы, зажимы, провода, панели, щиты, шкафы, пульты и кабели.

 Маркировку на оборудовании наносят трафаретом или штампом. На кабель – на подвесных бирках или оконцевателях; на жилы – на оконцевателях, ПВХ трубках или маркировочной липкой лентой.

 Провода вторичной цепей используют цветные провода или провода с буквенной, либо цифровой маркировкой по всей длине изоляции.

 Для обозначения фазы и полярности используют различные краски: A–жёлтый, B–зеленый, C–красный, синий –”─”, красный –”+”.

 Для маркировки проводов применяют также карболитовые маркировочные оконцеватели черного цвета или оконцеватели из ПВХ. Маркировку на карболите наносятся белилами, на ПВХ или капроне– обозначение чернилами. Во время монтажа провода маркируются временными навесными бирками из картона, надпись пишется карандашом. После присоединения проводов к зажимам на концы проводов надевают постоянные бирки, на которые переносятся надписи с временных.

        Для маркировки кабелей и жгутов применяются навесные пластмассовые или металлические бирки. Бирки закрепляют на кабелях и жгутах пластмассовой или металлической вязкой. Надписи наносят вручную, трафаретом или выбитым клеймом.

                                           

                                          4.Техника безопасности.

         При сборке соблюдается слесарная техника безопасности (работа с ножом и т.д.). А при монтаже жгутов планируется и проверяется его функциональность-подключение к электросети, т.е. соблюдать электробезопасность.

                                    Тема 11: Общие сведения о конденсаторах

            План:

            1. Определение и основные параметры

         2. Обозначение на схеме

         3. Классификация

         4. Маркировка

         5. Виды конденсаторов         

         6. Применение

                               1. Определение и основные параметры

          Конденсатор – это элемент электрической цепи, состоящий из проводящих электродов (обкладок) разделённых диэлектриком и предназначенный для использования его ёмкости.

          Ёмкость конденсатора – отношение накаливаемого в нем электрического заряда к приложенному напряжению (измеряется в фарадах).

          Удельная ёмкость – отношение ёмкости к объему.

          Номинальная ёмкость – ёмкость, которую должен иметь конденсатор в соответствии с ГОСТом.

          Фактическая ёмкость отличается от номинальной на величину допуска.

          Электропрочность конденсатора характеризуется показателями Uном (т.е. max допустимое для роботы в длительном режиме).

          Испытательное напряжение Umax, при котором испытывается электропрочность конденсатора.

          Пробивное напряжение – Umin, при котором происходит электрический пробой при быстром испытании (напряжение повышается до пробоя в течении нескольких секунд).

                                                 Саморазряд

          Предварительно заряженый конденсатор с течением времени теряет запасённую энергию за счёт тока утечки, протекающего через слой диэлектрика между обкладками. Часто в справочниках на конденсаторы приводится параметр – постоянная времени саморозряда конденсатора, численно равная произведению ёмкости на сопротивление утечки. Это есть время, за которое начальное напряжение на отключённом конденсаторе уменьшится в е раз.

                                                 Пьезоэффект

          Многие керамические материалы обладают пьезоэффектом – способностью генерировать разность потенциалов при механических деформациях.

          Диэлектрики некоторых керамических конденсаторов также могут обладать таким свойством. Обычно это проявляется в возникновении помех в электрических цепях вследствие шума или вибрации.

                                          

Самовосстановление

          

         В некоторых типах конденсаторов в месте пробоя изоляции прогорают обкладки – и конденсатор продолжает работать с незначительно уменьшенной ёмкостью.

          По характеру защиты от внешних воздействий конденсаторы выполняются: незащищёнными, защищёнными, неизолированными, изолированными, уплотнёнными и герметизированными.

          К низкочастотным (НЧ) плёночным относятся конденсаторы на основе полярных и слабополярных плёнок (бумажные, металлобумажные, полиэтилентерефталатные, комбинированные, лакоплёночные, поликарбонатные и полипропиленовые). Они способны работать на частотах до 105Гц при существенном снижении амплитуды переменной составляющей напряжения с увеличением частоты.

          Конденсатор в цепи постоянного тока может проводить ток в момент включения его в цепь (происходит заряд или перезаряд конденсатора), по окончании переходного процесса ток  через конденсатор не течёт, так как его обкладки  разделены диэлектриком. В цепи же переменного тока он проводит колебания переменного тока посредством циклической перезарядки конденсатора, замыкаясь так называемые током смещения.

                                       2. Обозначение на схеме

           

         Для получения больших ёмкостей конденсаторов соединяют параллельно. При этом напряжение между обкладками всех конденсаторов одинаково. Общая ёмкость батареи параллельно соединённых конденсаторов равна сумме ёмкостей всех конденсаторов, входящих в батарею.

                       

          3. Классификация производится по роду диэлектрика, 3 элемента маркировки:

         Первая буква:

         К– конденсатор постоянной ёмкости;

         КТ– конденсатор подстроечный;

         КД – конденсаторы дисковые;

         КМ – керамические монолитные;

         КП – конденсатор переменной ёмкости.

         Вторая буква – группа конденсаторов:

         – керамические, на номинальное напряжение ниже 1600 В– 10÷15;

         – керамические на номинальное напряжение выше 1600 В – 21÷22;

         – стеклянные – 26;

         – стеклокерамические –31;

                                          Конденсаторы постоянные:

         – тонкоплёночные с неорганическим диэлектриком –31÷40;

         – слюдяные малой мощности – 41;

         – слюдяные большой мощности – 42;

         – бумажные на номинальное напряжение ниже кВ, фольговые – 50÷51;

         – бумажные на номинальное напряжение выше кВ, фольговые – 52÷53;

         – бумажные металлизированные – 60;

         – оксидно – электролитические алюминиевые –61;

         – оксидно – электролитические танталовые, необиевые и др. –70÷71;

         – объёмно – пористые –72;

         – оксидно – полупроводниковые –73÷74;

         – с воздушным диэлектриком –75;

         – вакуумные –76;

         – полистирольные –77;

         – фторопластовые –78;

                                     Подстрочные конденсаторы:

         – вакуумные – 1;

         – с воздушным диэлектриком – 2;

         – с газообразным диэлектриком – 3;

         – с твёрдым диэлектриком – 4;

                                 Конденсаторы переменной ёмкости:

         – вакуумные –1;

         – с воздушным диэлектриком – 2;

         – с газообразным диэлектриком –3;

         – с твёрдым диэлектриком –4.

         Третий элемент – пишется через дефис и обозначает регистрационный номер.

                                                  4. Маркировка

         Цифры – номинальная ёмкость, буквы – ёдиница емкости, и буквы –допустимое отклонение.

         Расшифровка обозначений (примеры, остальные по аналогии):

                                     9,1пф – 9П1

                                     22пф – 22П

                                     150пф – Н15

                                     1800пф – 1Н8

                                     0.01мкФ – 10Н

                                     0.15мкФ – М15

                                     50мкФ – 50М

                                     6.8мкФ – 6М8

         Зарубежные керамические дисковые конденсаторы (тёмно– жёлтые, последняя цифра обозначает кол-во нулей на конце):

                                    391 – 390пф132 – 1300пф

                                    473 – 47000пф

                                    1623 – 162000пф – 162нф

                                    154 – 150000пф – 0.15мкф

                                    105 – 1000000пф – 1мкф

                                    .001 – 0.001мкф

                                    .02 – 0.02мкф

                                     Типы конденсаторов

         БМ – бумажный малогабаритный;

         БМТ – бумажный малогабаритный теплостойкий;

         КД – керамический дисковый;

         КЛС – керамический литой секционный;

         КМ – керамический монолитный;

         КПК–М – подстроечный керамический малогабаритный;

         КСО – слюдяной  опрессованный;

         КТ – керамический трубчатый;

         МБГ – металлобумажный герметизированный;

         МБГО – металлобумажный герметизированный однослойный;

         МБГТ - металлобумажный герметизированный теплостойкий;

         МБГЧ - металлобумажный герметизированный четырёхслойный;

         МБМ – металлобумажный малогабаритный;

         ПМ – полистироловый малогабаритный;

         ПО – плёночный открытый;

         ПСО – пленочный стирофлексный открытый;

         КЛС – керамические литые секционные;

         КСО – конденсаторы слюдяные опрессованные;  

         СГМ – слюдяные герметизированные малогабаритные;

         КБГИ – конденсаторы бумажные герметизированные изолированные;

         КБГЧ – металлобумажные герметизированные частотные;

         КЭГ – конденсаторы электролитических герметизированные;

         ЭТО – электролитические танталовые объёмно-пористые;

         КПК – конденсаторы подстроечные керамические.

         Параметры и характеристики, входящие в полное условное обозначение, указываются в следующей последовательности:

Обозначение конструктивного исполнения

                                      Номинальное напряжение

                                           Номинальная ёмкость

Допускаемое отклонение ёмкости

Группа и класс по t стабильности ёмкости

Номинальная реактивная мощность

         Другие, необходимые дополнительные характеристики. Основные электрические параметры и характеристики конденсаторов.

   

                                            5. Виды конденсаторов

          

         Конденсаторы постоянные – ёмкость не меняется (только по истечению срока службы). Слюдяные выпускаются с обкладками из фольги.

         Керамические – пластинки, диски или трубки из керамики с нанесёнными на них электродами из металла. Для защиты покрываются эмалями, или заключаются в спецкорпуса, применяются в качестве контурных, разделительных, блокировочных и др.

         Стеклянные – монолитные спечённые блоки из чередующихся слоёв стеклянной плёнки и Al фольги. Корпус изготавливается из такого же стекла.

         Стеклокерамические – те же стеклянные, но диэлектрик – стекло с добавками из такого же стекла.

         Стеклоэмалевые – диэлектриком служит стекловидная эмаль, а обкладками – слои серебра.

         Металлобумажные – диэлектрик (лакированная конденсаторная бумага), обкладки – тонкие слои металла (меньше микрометра) нанесенные на бумагу с одной стороны. Корпус цилиндрический Al, концы герметизированы эпоксидной смалой (ВЧ пленочные).

         Плёночные и металлоплёночные – диэлектрик (плёнка из пластмассы, полистирола, фторопласта и др.) и обкладка (металлическая фольга или тонкий слой метала, нанесенного на плёнку).

         Электрические и оксидно– полупроводниковые: диэлектрик – оксидный слой на металле, являющийся одной из обкладок (анодом). Вторая обкладка (катод) – электролит или слой полупроводника, нанесенный непосредственно на оксидный слой. Аноды изготавливаются из Al, танталовый или ниобиевой фольги. Эти конденсаторы используются лишь в целях постоянного или пульсирующего тока, т.к. проводимость зависит от полярности приложенного напряжения.

         Используются в основном в фильтрах выпрямительных устройств, в цепях звуковых частот, усилителях звуковых частот. 

         Герметичный слюдяной конденсатор в металлостеклянном корпусе типа <<СГМ>> для навесного монтажа.

         По виду диэелектрика различают:

         *конденсаторы вакуумные (обкладки без диэлектрика находятся в вакууме);

         *конденсаторы с газообразным диэлектриком;

         *конденсаторы с жидким диэлектриком;

         *конденсаторы с твёрдым неорганическим диэлектриком: стеклянные (стеклоэмалевые, стеклокерамические, стеколоплёночные) слюдяные, керамические, тонкослойные, из неорганических плёнок;

         *конденсаторы с твёрдым органическим диэлектриком: бумажные, металлобумажные, плёночные, комбинированые – бумажноплёночные, тонкослоенные из органических синтетических плёнок;

         *электролитические и оксидно – полупроводниковые конденсаторы. Такие конденсаторы отличаются от всех прочих типов прежде всего большой удельной ёмкостью. В качестве диэлектрика используется оксидный слой на металическом аноде. Вторая обкладка (катод) это или электролит (в электролетических конденсаторах) или слой полупроводника (в оксидно-полупроводниковых), нанесённый непосредственно на оксидный слой. Анод изготовляется, в зависимости от типа конденсаторв, из алюминевой, танталовой фольги или спечёного порошка.

         *твёрдотельные конденсаторы – вместо традиционного жидкого электролита используеться специальный токопроводящий органический полимер или полимеризованный органический полупроводник. Время наработки на отказ – 50000 часов при температуре 85°С, слабо зависит от температуры. Не взрываются.

          Современные конденсаторы, разрушаются без взрыва благодаря специальной разрывающейся конструкции верхней крышки. Разрушение возможно изза нарушения режима эксплуатации или старения.

Конденсаторы с разорваной крышкой практически неработоспособны и требуют замены,  а если она просто вздувшаяся, но ещё не разорвана, то, скорее всего, скоро он выйдит из строя или изменятся параметры, что сделает его использование невозможным.

          Многие конденсаторы с оксидным диэлектриком (электролитические) функционируют только при корректной полярности напряжения изза химических особеностей взаимодействия электролита с диэлектириком. При обратной полярности напряжения электролитические конденсаторы обычно выходят из строя изза химического разрушения диэлектрика с последующим увеличением тока, вскипанием электролита внутри и, как следствие, с вероятностью взрыва корпуса.

         Взрывы электролитических конденсаторов – довольно распространённое явление. Основной причиной взрывов является перегрев конденсатора, вызываемый в большинстве случаев утечкой или повышением эквивалентного последовательного сопротивления вследствие старения(актуально для импульсных устройств). В современных компютерах перегрев конденсаторов – также очень частая причина выхода их из строя, когда они стоят рядом с источниками повышеного тепловыделения (радиаторы охлождения).

         Для уменьшения повреждений других и травматизма персонала в современных конденсаторах большой ёмкости устанавливают клапан или выполняют насечку на корпусе (часто можно заметить её в форме буквы Х, К или Е на торце, иногда на больших конденсаторах она прикрыта пластиком).

         При повышении внутреннего давления открывается клапан или корпус  разрушается по насечке, испарившийся электролит выходит в виде едкого газа и иногда даже жидкости, и давление спадает без взрыва и осколков.

Старые электролитические конденсаторы выпускались в герметичном корпусе и не имели никаких защит от взрыва. Взрывная  сила частей корпуса может быть достаточно большой и травмировать человека.

         В отличие от электролитических, взрывоопасность оксиднополупроводниковых (танталовые) конденсаторов связана с тем, что такой конденсатор фактически представляет собой взрывчтую смесь: в качестве горючего служит тантал, а в качестве окислителя – двуокись марганца, и оба этих компонента в конструкции конденсатора перемешаны в виде тонкого порошка. При пробое конденсатора или при его случайной переплюсовке, выделившееся при протекании тока тепло иницирует реакцию между даными компонентами, протекающую в виде сильной вспышки с хлопком, что сопровождается разбрасыванием искр и осколков корпуса. Сила такого взрыва довольно велика, особенно у крупных конденсаторов, и способна повредить не только соседние радиоэлементы, но и плату. При тесном расположении нескольких конденсаторов возможен прожог корпусов соседних конденсаторов, что проводит к одновременному взрыву всей группы.

         Кроме того, коденсаторы различаются по возможности изменения своей ёмкости:

         *постоянные конденсаторы – основной класс конденсаторов не меняющие своей ёмкости (кроме как втечение срока службы);

         * переменные конденсаторы – коденсаторы, которые допускают изменение ёмкости в процессе функционирования аппаратуры. Управление ёмкостью может осуществляться механически, электрическим напряжением и температурой. Применяются, например, в радиоприёмниках для перестройки частоты резонансного контакта;

         *подстроечные конденсаторы – конденсаторы, ёмкости которых изменяется при разовой переодической регулировки и не изменяются в процессе функционирования аппаратуры. Их используют для подстройки и выравнивания начальных ёмкостей сопрягаемых контуров, для периодической подстройки и регулировки цепей схем, где требуется незначительное изменение ёмкости.

          В зависимости от назначания можно условно разделять конденсаторы на конденсаторы общего и специального назначения. Конденсаторы общего назначения используются практически в большенстве видов и классов аппаратур. Традиционно к ним относят наиболлее распространённые низковольтные конденсаторы, к которым не предъявляются особые требования. Все осталные кондесаторы являются специальными. К ним относятся высоковольтные, импульсные, помехоподавляющие, дозиметрические, пусковые и другие конденсаторы.

         Также различают конденсаторы по форме обкладок: плоские, цилиндрические, сферические и другие.

         Керамические конденсаторы являются естественным элементом практически любой электронной схемы. Они применяются там, где необходима способность работать с сигналами меняющейся полярности, хорошие частотные характеристики, малые потери, незначительные токи утечки, небольшые габаритные размеры и низкая стоимость. Там же, где эти требования пересекаются, они практически незаменимы. Но проблемы, связанные с технологией их производства, отводили этому типу конденсаторов нишу устройств малой емкости.

         Алюминиевые – с радиальными выводами и для поверхностного монтажа. Алюминиевые электролитические конденсаторы обладают высокой ёмкостью, в пересчёте на единицу, низкой стоимостью и доступностью. Они широко применяются в импульсных блоках питания в качестве выходных фильтров с частотами до 150кГц. Однако рабочая частота в DC-DC преобразователях процессоров делает эти кондесаторы неподходящими. Паразитный ЭДС очень высок в диапазоне частот от 150кГц и очень сильно зависит от температуры, по сравнению с конденсаторами других типов. Время жизни зависит от температуры, а потёки могут повредить контакты расположенные под конденсатором.

          Танталовые конденсаторы с покрытием диоксидом марганца (МnO2). Танталовые конденсаторы имеют лучшие характеристики, чем алюминиевые, за счёт использования более дорогой технологии. В них применяется сухой электролит, поэтому им не свойсвеннo “высыхание” алюминиевых конденсаторов. Также они имеют более низкое активное сопротивление на высоких частотах (100 кГц), что важно при использовании в импульсных источниках питания. Термостабильность: в температурном диапазоне от – 55°С до +125°С ёмкость изменяется примерно на + 15% до –15%. Токи утечки у них примерно такие же, как у алюминиевых тех же номиналов. Недостатком танталовых конденсаторов является относительно большое уменьшение ёмкости с увеличением частоты и повышенная чувствительность к переплюсовке и перегрузкам по напряжению, из-за которой рекомендуется использование с двойным запасом по рабочему напряжению, также как для обеспечения устойчивой работоспособности при температурах более 85°С. Существует вероятность закорачивания при очень больших токах  заряда при включении, сопровождаемого ярко белой вспышкой и выделением дыма.

          Танталовые конденсаторы с полимерным покрытием, предназначенные для поверхностного монтажа, сочетают в себе высокую ёмкость танталовых конденсаторов с высокой удельной проводимостью современных полимерных материалов.

         Полимерные алюминиевые конденсаторы обладают хорошими характеристиками на частотах работы конвертера питания. Они имеют хорошие характеристики выброса напряжения и могут использоваться при документированном напряжении.

         Как усовершенствование технологии тантала появились ниобиевые конденсаторы. При сопоставимых условиях они имеют несколько больший ресурс. Например при температуре 85°С алюминиевые конденсаторы имеют ресурс от 8 до 25 тысяч часов работы, танталовые – 100 тысяч часов, а ниобиевые – от 200 до 500 тысяч часов (год непрерывной работы – примерно 8200 часов).На старых (80486, Pentium I) платах бывает изобилие ниобиевых конденсаторов, некоторые неполярные. Ниобиевые иногда оранжевые, иногда синие “капли”, но с выводами.

                                 6. Примененине конденсаторов

         

         Конденсаторы находят применение практически во всех областях электротехники: 

         конденсаторы (совместно с катушками индуктивности и(или) резисторами) используются для построения различных цепей с частотнозависимыми свойствами в частности фильтров, цепей обратной связи, колебательных контуров и.т.п.;

          при быстром разряде конденсатора можно получить импульс большой мощности, например, в фотовспышках, электромагнитных ускорителях, импульсных лазерях с оптической накачкой, генераторах Маркса (ГИН, ГИТ), генераторах Кокрофта–Уотона и.т.п

         так как конденсатор способен длительное время сохранять заряд, то его можно использовать в качестве элемента памяти или устройства хранения электрической энергии;

         в промышленной электротехнике конденсаторы используються для компенсации реактивной мощности и в фильтрах высоких гармоник;

         конденсаторы способны накапливать большой заряд и создавать большую напряжённость на обкладках, которая используется для различных целей, например, для ускорения заряженных частиц или для создания кратковременных мощных электрических разрядов;

          измерительный преобразователь (ИП) малых перемещений: малое изменение расстояния между обкладками очень заметно сказывается на ёмкости конденсатора;

          ИП влажности воздуха, древесины;

          измерителя уровня жидкости. Непроводящая жидкость заполняет пространство между обкладками конденсатора, и ёмкость конденсатора меняется в зависимости  от уровня.

                            

Тема 12:Полупроводниковые диоды

          План:

          1. Определение

          2. Их виды

          3. Обозначение

          4. Назначение диодов

          5. Транзисторы

          6. Классификация транзисторов

          7. Обозначения транзисторов

          8. Техника безопасности для транзисторов

          9. Тиристоры

         10. Строение и основные виды тиристоров

         11. Как проверить диод мультиметром

         12. Интегральные микросхемы

          

                                             1. Определение

         Полупроводниковые диоды – двухслойная структура, которая образуется в одном кристалле: один слой имеет электропроводимость типа n, другой – p. Эти слои разделены запирающим слоем, в котором сосредоточен пространственный заряд, положительно заряженный токами донорной примеси со стороны проводника n – типа и отрицательно заряженных ионов акцепторной примеси со стороны полупроводника p – типа. Эта структура называется n – p переходом или электронно – дырочным переходом.

          Диод – двух электродный электронный прибор, обладающий различной проводимостью в зависимости от направления электрического тока. Электрод диода, подключаемый к положительному полюсу источника тока, когда диод открыт (то есть имеет маленькое сопротивление), называют анодом, подключаемый к отрицательному полюсу – катодом. Т.е. полупроводниковый диод может служить детектором, а также выпрямителем

переменного тока для питания электронных устройств. Обращение с полупроводниковым диодом требует осторожности, так как приложенное в непроводящем направлении напряжение не должно превышать некоторого предела. Выше этой величины создаваемый переходом потенциальный барьер разрушится – диод выйдет из строя.

         Схематическое обозначение диода:

                                              

                              

                                               2. Типы диодов

         Диоды бывают электровакуумными, газонаполненными (газотроны, игнитроны, стабилитроны), полупроводниковые и др.

         Специальные диоды:

         стабилитроны (диод Зенера), используют обратную ветвь характеристики диода с обратимым пробоем для стабилизации напряжения;

         туннельные диоды (диоды Лео Эсаки). Диоды, существенно использующие квантово – механические эффекты. Имеют область т.н. “отрицательного сопротивления” на вольт – амперной характеристике. Применяют как усилители, генератора и пр.;

         • варикапы (диоды Джона Джеумма), используется то, что запертый р–n переход обладает большой ёмкостью, причём ёмкость зависит от приложенного обратного напряжения. Применяются в качестве конденсаторов переменной ёмкости;

         светодиоды (диоды Генри Раунда), в отличие от обычных диодов, при рекомбинации электронов и дырок в переходе излучают свет в видимом диапазоне, а не в инфракрасном. Однако, выпускаются и с излучениям в ИК диапазоне, а с недавних пор – и в УФ;

 

         полупроводниковые лазеры, по устройству близки к светодиодам, однако имеют оптический резонатор, излучают когерентный свет;

         фотодиод – открываются под действием света (заперт);

         солнечный элемент, подобен фотодиоду, но работает без смещения.    Падающий на pn переход свет вызывает движение электронов и генерацию частоты в СВЧ диапазоне.

         диод Шоттки – диод с малым падением напряжения при прямом включении;

         лавинный диод – диод, основанный на лавинном пробое обратного участка вольт – амперной характеристики. Применяется для защиты цепей от перенапряжений;

         лавинно – пролётный диод – диод, основанный на лавинном умножении носителей заряда. Применяется для генерации колебания в СВЧ  технике;

         магнитодиод – диод, вольт – амперная характеристика которого существенно зависит от значения индукции магнитного поля и расположения его вектора относительно плоскости pn перехода;

         стабисторы, при работе используется участок ветви вольт – амперной характеристики, соответствующий “прямому напряжению” на диоде;

         смесительный диод предназначен для перемножения двух высокочастотных сигналов;

         pin диод – содержит область собственной проводимости между сильнолегированными областями. Используется в СВЧ – технике, силовой электронике, как фотодетектор.

         Диодные переключатели применяются для коммутации высокочастотных сигналов (ВЧ). Управление осуществляется постоянным током, разделение ВЧ и управляющего сигнала с помощью конденсаторов и индуктивностей.

         Диодные детекторы – диоды в сочетании с конденсаторами, применяются для выделения НЧ модуляции из амплитудно – модулированного радиосигнала или других модулированных сигналов. Применяются в радиоприёмных устройствах: радиоприёмниках, телевизорах и т.п. используется квадратичный участок вольт – амперной характеристики диода.

          На территории СССР система условных обозначений неоднократно претерпевала изменения. В настоящее время на радиорынках можно встретить полупроводниковые диоды, выпущенные на заводах СССР и с системой обозначений согласно отраслевого стандарта ОСТ 11 336.919-81, базирующегося на ряде классификационных признаков изделий.

                                     

                                         3. Обозначение

   

         Первый элемент буквенно – цифрового  кода обозначает исходный материал (полупроводник), на основе которого изготовлен диод, например:

    Г или 1 – германий или его  соединения;

          К или 2 – кремний или его соединения;

          А или 3 – соединения галлия (например, арсенид галлия);

          И или 4 – соединения индия (например, фосфид индия).

         Второй элемент – буквенный индекс, определяющий подкласс приборов:

          Д – для обозначения выпрямительных, импульсных, магнито– и термодиодов;

          Ц – выпрямительных столбов и блоков;

          В – варикапов;

          И – туннельных диодов;

          А – сверхвысокочастотных диодов;

          С – стабилитронов, в том числе стабисторов и ограничителей;

          Л – излучающие оптоэлектронные приборы, генераторы шума;

          О – оптопары;

          Н – диодные тиристоры;

          Б – с объёмным эффектом;

          К – стабилизаторы тока.

         Третий элемент (справочное) – цифра (или в случае оптопар – буква), определяющая один из основных признаков прибора (параметр, назначение или принцип действия).

         Четвёртый элемент – число, обозначающее порядковый номер разработки технологического типа изделия.

         Пятый элемент – буквенный индекс, условно определяющий классификацию по параметрам диодов, изготовленных по единой технологии.

         Кроме того, система обозначений предусматривает (в случае необходимости) введение в обозначение дополнительных знаков для выделения отдельных существенных конструктивно – технологических особенностей изделий.

        Пример: ГД412А – диод универсальный, для устройств широкого применения, германиевый, выпрямительный, номер разработки 12, группа А.

                                            4. Назначение диодов

 

         Выпрямительные – для выпрямления переменного тока (I~) низкой частоты (до 50кГц), основной элемент – кремний.

         Высокочастотные – для выпрямления токов в широком диапазоне (до 100 МГц), для модуляции, детектирования и т.д.

         Импульсные – для преобразования импульсных сигналов (в детекторах видеосигналов TV, логических устройствах и т.д.).

  

 

                Схема импульсной

                 диодной сборки

 

         5. Транзисторы – электропреобразовательный полупроводниковый прибор с одним или несколькими переходам, пригодный для усиления мощности, имеющий три и более выводов.

         Биполярный транзистор – транзистор, в котором используются заряды носителей обеих полярностей. В отличие от полупроводниковых диодов биполярные транзисторы имеют два электронно-дырочных перехода. Основанием прибора служит пластина полупроводника, называемая базой. С двух сторон в нее вплавлена примесь, создающая области с проводимостью, отличной от проводимости базы. Таким образом, получают транзистор типа pnp, когда крайние области являются полупроводниками с электронной проводимостью, а средняя – полупроводником с дырочной проводимостью, и транзистор типа npn, когда крайние области являются полупроводниками с дырочной проводимостью, а средняя – полупроводником с электронной проводимостью. Нижнюю область называют эмиттером, а верхнюю коллектором. На границах областей с различной проводимостью образуются два перехода. Переход, образованный вблизи эмиттера, называют эмиттерным, вблизи коллектора – коллекторным. При использовании транзистора в схемах на его переходы подают внешние напряжения. В зависимости от полярности этих напряжений каждый из переходов может быть включен либо в прямом, либо в обратном направлении.

         Соответственно различают три режима работы транзистора:

режим отсечки, когда оба перехода заперты;

–режим насыщения, когда оба перехода открыты;

–активный режим, когда эмиттерный переход частично открыт, а коллекторный заперт.

         Если же эмиттерный переход смещен в обратном направлении, а коллекторный – в прямом, то транзистор работает в обращённом (инверсном) включении.

         В основном транзистор используют в активном режиме, где для смещения эмиттерного перехода в прямом направлении на базу транзистора типа pnp подают отрицательное напряжение относительно эмиттера. Напряжение на коллекторе обычно в несколько раз больше напряжения на эмиттере.

                                  6. Классификация транзисторов.

         Транзисторы классифицируются по исходному материалу, рассеиваемой мощности, диапазону рабочих частот, принципу действия и т.д. По исходному материалу их делят на две группы: германиевые и кремниевые. Германиевые транзисторы работают в интервале температур от – 60 до + 85°С, кремниевые – от – 60 до + 150°С.

         По диапазону частот: низких, средних, высоких частот.

         По классу мощности: малые, средние, большие.

         Транзисторы малых мощностей:

         – усилители низких и высоких частот;

         – малошумящие усилители;

         – переключатели насыщенные, ненасыщенные, мало токовые.

         Транзисторы больших мощностей:

         – усилители;

         – генераторы;

         – переключатели.

                                7. Обозначения транзисторов:

         Первый элемент – материал ожет стоять М–модернизирован, разработан до 1964 года.): Г– германий; К– кремний; А – соединение галлия.

         Второй элемент – подкласс прибора : Т– биполярные; П– полевые;

         Третий – назначение (справочные данные);

         4 и 5 – порядковый номер разработки и технологический тип;

         6 – деление технологического типа (справочное)

         Пример: ГТ –115А – широкое применение, германиевый, биполярный, низкочастотный, маломощный, №  разработки – 15, группа А.

         Проверка работоспособности проводится измерением токов, протекающих через переход в прямом и обратном направлении.

                         8. Техника безопасности для транзисторов

       

         Для повышения надежности и долговечности:

          снижать рабочую температуру транзистора (оптимально: – 5…+400C);

         – выбирать U и I не превышающие 0,7 max допустимых;

         – отводить тепло при пайке;

         – мощные приборы крепить на радиаторах;

         – изгиб выводов производить на расстоянии 10мм от корпуса;

         – жесткие выводы изгибать запрещается;

         – температура и время пайки – 260°С и 2÷3сек;

         – необходимо исключить возможность подачи напряжения питания обратной (ошибочной) полярности, которым может быть пробит один из переходов транзистора, т.е. в цепь питания транзистора последовательно включают полупроводниковый диод;

         – транзисторы не следует размещать в сильных магнитных полях – защищать во время пайки прибор от статического электричества путем заземления оборудования, измерительных приборов, паяльников, применять заземлённые браслеты и инструменты;

         – выводы базы должны подсоединяться первыми, а отключаться последними. Запрещается подавать напряжение на транзистор с отключенной базой.

        

                                                   9. Тиристоры

         Тиристоры – полупроводниковый прибор, четырёхслойную структуру р–n–р–n с 3мя pn переходами. Основное свойство способность находиться в 2х состояниях устойчивого равновесия:

          max открытом (с большой проводимостью);

         max закрытом (с малой проводимостью);

         По этой причине тиристоры относят к классу переключающих полупроводниковых приборов, главным применение которых является бесконтактная коммутация электроцепей.

                           10.Строение и основные виды тиристоров

         

         Основная схема структуры тиристоров показана на  рисунке: она представляет собой четырёхслойный полупроводник структуры pnpn, который содержит три последовательно соединённых pn – переходов П1, П2,П3.

         Обозначение: 

1; 4; 5; 6 – одинаково с диодами;

2 – подкласс: Н– тиристорные диоды, У– триодных;

3 – назначение (справочное).

                   11. Как проверить диод мультиметром

           В радиоэлектронике в основном применяются два типа диодов это просто диоды, а также светодиоды. Есть также стабилитроны, диодные сборки, стабисторы и т.д. Но ниже рассмотрим именно простой диод и светодиод.

 

           Диода пропускает ток только в одном направлении, а в другом  не пропускает. Если это условие выполняется диод асболютно «здоров». Берем мульметр и ставим на значок проверки диодов.

           Диод, как и резистор, имеет два конца. И называются они по особенному катод и анод. Если на анод подать плюс, а на катод минус, то ток через него потечет, а если на катод подать плюс, а на анод минус ток не потечет.

           Проверяем первый  диод. Один щуп  мультиметра ставим на один конец диода, другой щуп на другой конец диода. 

Как мы видим, мультиметр показал сопротивление 436Ом. Значит, конец диода, который касается красный щуп это анод, а другой конец катод. 436Ом это сопротивление прямого перехода диода. Это означает, что сейчас через него течёт ток. Это сопротивление может быть 300÷800Ом, в зависимости от диода. Далее меняем щупы местами.

Измерение мультиметром в обратном направлении

Единичка на мультиметре означает, что сейчас сопротивление диода больше чем 2кОм. Если быть точнее, сопротивление диода в обратном направлении порядка несколько МОм (т.е. миллион). Ток через диод не течёт. Следовательно, наш диод вполне рабочий.

           А как же проверить светодиод? Да точно также! Светодиод это тот же самый простой диод, но он светится, когда питание подают на анод плюс, а на катод минус.

На рисунке видно, что он слабо светится! Значит  вывод светодиода, на котором красный щуп это анод, а вывод, на котором черный щуп катод. Мультиметр показал сопротивление 1130Ом. Это нормально. Оно также может изменяться, в зависимости от "модели" светодиода.

           Меняем щупы местами. Светодиодик не загорелся. 

           Сопротивление очень большое. Выносим вердикт вполне работоспособный диод!

           А как же проверить диодные сборки и стабилитроны? Диодные сборки это соединение нескольких диодов, в основном 4 или 6. Находим схемку диодной сборки, и тыкаем щупами мультиметра по выводам этой самой диодной сборки и смотрим на показания мультика. Стабилитроны проверяются точно также как и диоды.

                      12. Интегральные микросхемы

         Интегральные микросхемы – микроэлектронное изделие, выполняющие определённые преобразования и обработки сигналов и имеющие высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов. Компонентов и кристаллов.

                                         Классификация ИС:

         Полупроводниковые микросхемы – все элементы и межэлементные соединения выполнены в объёме и на поверхности полупроводника.

         Пленочная ИС – все элементы и соединения выполнены в виде пленок.

         Гибридная – кроме элементов, содержит связанные с поверхностью подложки (подложка – заготовка для нанесения на нее элементов гибридных и пленочных ИС, соединениях, контактных площадок) простые и сложные компоненты.

         ИС по назначению: аналоговые – для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции; цифровые –сигналы обрабатывают в двоичном или другом цифровом коде.

                                Тема 13: Катушки индуктивности.

         План:

        1.Определение

        2. Основные параметры катушек индуктивности

        3. Виды, применение

        4. Катушки индуктивности для колебательных контуров

                                              1. Определение

                                              

                                                                                              

                                                                                              в

         На рисунке изображено: симметричные катушки индуктивности, выполняемые бифилярной [2 провода, сложенных совместно] (а) и перекрёстной (б) намоткой, обозначение на схеме и простейшая катушка(в).         

         Основа катушки – проводник. Вокруг проводника с током всегда существует магнитное поле, причем это поле оказывается тем сильнее, чем больше сила тока в проводнике. Есть другой способ усилить магнитное поле – нужно свернуть провод в спираль, т.е. намотать катушку. Чем больше витков в катушке – тем меньше ее диаметр, тем сильнее созданное ею магнитное поле. Такие катушки радиолюбители наматывают сами для конструируемых радиоприемников.

2. Основные параметры катушек индуктивности.

        

         Индуктивность характеризует количество энергии, запасаемой катушкой, при протекании по ней электрического тока. Чем больше индуктивность катушки, тем больше энергия магнитного поля при заданном значении тока. Индуктивность зависит от формы, размеров, числа витков катушки, а также от размеров сердечников.

         Добротность – отношение реактивного сопротивления катушки к ее активному сопротивлению потерь.

         Наличие собственной ёмкости катушки обуславливает увеличение потерь энергии и уменьшения стабильности настройки колебательных контуров. Собственная ёмкость является паразитным параметром.

         Стабильность параметров имеет особые значения для контуров, обусловленное изменением параметров при изменении температуры  и влажности.

         Основные факторы, которые следует учитывать при выборе катушки индуктивности:

         а)  требуемое значение индуктивности (Гн, мГн, мкГн, нГн);

         б) максимальный ток катушки. Большой ток очень опасен из–за слишком сильного нагрева, при котором повреждается изоляция обмоток. Кроме того, при слишком большом токе может произойти насыщение магнитопровода магнитным потоком, что приведет к значительному уменьшению индуктивности;

         в) точность выполнения индуктивности;

         г) температурный коэффициент индуктивности;

         д) стабильность, определяемая зависимостью индуктивности от внешних факторов;

         е) активное сопротивление провода обмотки;

         ж) добротность катушки. Она обычно определяется на рабочей частоте как отношение индуктивного и активного сопротивлений;

         з) частотный диапазон катушки.

           В настоящее время выпускаются радиочастотные катушки индуктивности на фиксированные значения частоты с индуктивностями от 1мкГн до 10мГн. Для подстройки резонансных контуров желательно иметь катушки с регулируемой индуктивностью. Ферритовые тороидальные сердечники эффективны для изготовления фильтров и трансформаторов на частотах выше 30МГц. При этом обмотки состоят всего лишь из нескольких витков.

           Магнитные сердечники как бы “сгущают”, концентрируют поле катушки и повышают ее индуктивность. Это дает возможность уменьшить число витков катушки, следовательно,  ее размеры и габариты всего радиоустройства. 

3. Виды, применение

            Электрические характеристики катушек индуктивности определяют их конструкцией, свойствами материала магнитопровода и его конфигурацией, числом витков обмотки.

         По конструкции делятся: цилиндрические, плоские (спиральные) и тороидальные, одно и многослойные с сердечником и без, экранированные и нет.

Катушка индуктивности внутри металлического экрана (1 заглушка,

2 экран, 3 корпус, 4 обмотка, 5 каркас, 6 подстроечный стержень, 7 чашка сердечника, 8 основание, 9 заливка)

             Для приема или передачи радиосигналов в диапазонах средних и длинных волн используются многовитковые однослойные и многослойные катушки, размещенные на каркасе из бумаги или пластмассы.

         Однослойные катушки выполняются намоткой с принудительным шагом или сплошной. Однослойные цилиндрические катушки выполняются на диэлектрических каркасах или без них.

         Многослойные цилиндрические катушки индуктивности применяют при индуктивности более 30÷50мГн.

         Не секционированные  многослойные катушки с рядовой обмоткой характеризуются пониженной добротностью и стабильностью, большой собственной емкостью.

            Лучшими показателями обладают многослойные катушки, намотанные обмоткой “повал”, т.е. хаотично. Для намотки используют провод ПЭЛШО, ПЭВШО и др. (эмалевая изоляция и дополнительная шелковая).

         Секционированные катушки – высокая добротность, меньший наружный диаметр, пониженная собственная ёмкость. Каждая секция представляет собой многослойную катушку с небольшим числом витков. Число секций выбирают от 2 до 6.

         Катушки с малой индуктивностью для коротковолновых и ультракоротковолновых колебательных контуров узнать очень легко: число витков у них невелико, а провод достаточно толст. Некоторые из них не имеют каркаса.

           Плоские катушки – спирали, изготовленные намоткой из Cu обмоточных проводов или методом печатного монтажа из фольгированного гетикокса или текстолита (форма – круг, квадрат или др.)

         Плоские печатные катушки на стеклотекстолите отличаются механической прочностью и используются на частотах до 100МГц.

         Экранированные используются при необходимости паразитных связей, обусловленные внешним электромагнитным полем из Cu и Al толщиной не менее 0,4÷0,5мм.

         Катушки с цилиндрическими сердечниками – сердечники из карбонильного железа и ферритов.

         Резьбовые сердечники используются в цилиндрических одно – и многослойных катушках (при подгонке индуктивности, в процессе регулировки аппаратуры.)

         Катушки с броневыми сердечниками – слабое внешнее магнитное поле. Намотку катушек производят в повал на спецкаркасы содержащие 2÷4 секций. Диаметр провода в эмалевой изоляции  0,1÷0,2мм или многожильный провод состоящий из 2÷5 жил – диаметр 0,07÷0,1мм, в эмали. Сердечники изготавливают из ферритов и карбонильного железа.

         Катушки с тороидальными сердечникамиmin размер, практически отсутствием магнитного поля. Недостаток – сложность намотки, отсутствие регулировки индуктивности, слабая стабильность индуктивности. Применяются: в контурах промежуточной частоты, малогабаритных приемниках; в контурах, перестраиваемых подмагничиванием, дросселями и др.

Катушка с тороидальным сердечником

         Сердечники, изготавливаемые из ферритов и альсиферов, используют намотку провода с повышенной max прочностью, с шелковой дополнительной изоляцией. Перед намоткою оборачивают лентой из лакотканей. Катушки с ферромагнитным сердечником имеют сердечники, изготовленные из магнитодиэлектриков и ферритов.

         Ферритовые тороидальные сердечники эффективны для изготовления фильтров и трансформаторов на частотах выше 30МГц. При этом обмотки состоят всего лишь из нескольких витков.

         Катушки индуктивности позволяют запасать электрическую энергию в магнитном поле. Типичными областями их применения являются сглаживающие фильтры и различные селективные цепи.

4. Катушки индуктивности для колебательных контуров.

         Катушки без каркасов используются при необходимости большой добротности и малых требованиях к стабильности индуктивности (для контуров входных устройств приёмников метровых волн). Диаметр провода таких катушек выбирают из жёстких конструкций (1÷1,5мм и более), а количество витков ограничивают (5÷8). Для однослойных катушек выполняемых сплошной намоткой, изготавливают гладкие каркасы; для катушек, наматываемых с принудительным шагом – каркасы с канавкой, расположенной по винтовой линии, или рёбрами вдоль образующей цилиндра.

         Высокочастотные катушки индуктивности (ВЧКИ) – катушки, сопротивления которых имеют индуктивный характер в диапазоне частот с верхней границей 100кГц ÷ 400МГц.

         Применяются в качестве элементов колебательных контуров для получения магнитной связи между определёнными участками электроцепей или создания на отдельных участках электроцепи заданных реактивных сопротивлений индуктивного характера.

         ВЧКИ делятся на 4 группы:

         а) катушки контуров не определяют частоту;

         б) катушки контуров определяют частоту;

         в) катушки связи контуров с другими цепями;

         г) дроссели высокой частоты.

         ВЧКИ с переменной индуктивностью используются для перестройки контуров в процессе эксплуатации аппаратуры, а подстраиваемые катушки – для регулировки аппаратуры в процесс изготовления.

         Проволочные катушки имеют удовлетворительную механическую прочностью, небольшую собственную ёмкостью, простота изготовления и используются на частотах до 10МГц. Для изготовления применяют ПЭПШО, прочность соединения витков закрепляют клеем.

         Катушки с сердечника из немагнитных материалов – высокая стабильность, применяются в контурах гетеродинов, широкополюсных УПЧ, в приемниках КВ и УКВ. Материал сердечников – Cu, Al, латунь и его сплавы.

         Индуктивно связанные катушки используются для магнитной связи между колебательными контурами, между антенной и входным контуром приемника и т.д. Для обеспечения магнитной связи между катушками их наматывают на общий каркас или сердечник, либо разполагают рядом так, что б их оси были параллельны. Отклонение от этих условий – уменьшение связи.

            Ферровариометры используются как элементы постройки колебательных контуров (автомобильные приемники). Состоят из: цилиндрической катушки, внутрь которой вдвигается сердечник из материала с высокой магнитной проводимостью (феррит). Катушка располагается внутри цилиндра из ферромагнитного материала.

Тема 14: Дросселя и трансформаторы. Технология производства.

         

          План:

         1. Определение трансформатор.

         2. Магнитопровод.

         3. Базовые принципы действия трансформатора.

         4. Виды трансформаторов.

         5. Дроссели

         6. Техника безопасности

         

                                 1. Определение трансформатора

         Трансформатор – электромагнитное устройство перемененного тока(I~), предназначенное для изменения напряжения(U), согласований сопротивлений электрических цепей, разделения цепей источника и нагрузки по постоянному току(I), а также для изменения состояния цепи относительно корпуса.

Основной частью трансформатора является магнитопровод из магнитного мягкого материала и размещёнными в нём обмотками.

Трансформаторы питания (силовые) используются в различных устройствах для получения различных напряжений. Бывают повышающие и понижающие.

Трансформатор ОСМ1 – ХХХ

         Мощности – 0,063; 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,63; 1,0; 1,6; 2,5 кВ*А

Трансформатор, включённый в сеть переменного тока  частоты 50÷60 Гц с Uном = до 660В используются для питания цепей управления, местного освещения, сигнализации и автоматики.

         Обозначения: O – однофазный; С – сухой; М – многоцелевого назначения; Х– номинальная мощность кВ*А; 1– номер модели;

ХХ (УЗ; УХЛЗ; ТЗ) – вид климатического исполнения по ГОСТу (15150–69).

                  Температура окружающей среды в исполнении:

                   УЗ – –450до +40 0С                   УХЛЗ –600 до +40 0С

                                        ТЗ – –100 до +50 0С

                                       

                                             2. Магнитопроводы

    

   Магнитопровод из штампованных             Витые (ленточные)магнитопро-

пластин: а/ Ш – образный (броневой);              воды:

б/ стержневой                                                     а/ броневой; б/ кольцевой         

                                                                              (тороидальный)

         

         Магнитопроводы – уменьшение потерь на вихревые токи, набираются из штампованных пластин и навиваются из полос электротехнической стали либо железоникелевых сплавов, магнитомягких ферритов.

Рисунок 54 Магнитопроводы типов: Б14, Б-18, Б-22, Б-30, Б-48 на ферритах с магнитной проницаемостью 700НМ, 1500НМ2 (3), 2000НМ (1)

         По конструкции магнитопроводы и трансформаторы ОСМ делятся на:

         броневые (до 1,0 кВ*А), т.е. обмотки располагаются на центральном стержне, что упрощает конструкцию, обеспечивает более полное использование окна и частично создает защиту обмотки от механических воздействий;

         • стержневые магнитопроводы (выше 1,0 кВ*А)– уменьшение толщины намотки создаёт индуктивность рассеяния трансформатора, т.к. обмотки располагаются на 2х стержнях. А также уменьшается расход провода и увеличивается поверхность охлаждения, что важно для мощных трансформаторов;

         кольцевые (тороидальные) позволяют наиболее полно использовать магнитные свойства материала, обеспечивают слабое внешние магнитное поле, применяются редко, вследствие сложности намотки. Относятся к витым (ленточным) магнитопроводам; 

         витые (ленточные) магнитопроводы характеризуются использованием материалов различной толщины (до нескольких микрометров). Эти трансформаторы применяются: при повышенной частоте; лучшим, чем у пластинчатых магнитопроводов, использованием магнитных свойств материалов (холодно – картонных сталей); несколько повышенными потерями, вследствие воздушных зазоров на стыках; меньшей стоимостью изготовления.

         Штампованные пластины, на которые делается намотка, чаще бывают формы  Ш и Г – образные. (Ш – образные для броневых; Г – образные для стержневых).

         Для сборки магнитопровода из Ш – образной пластины добавляют перемычки. Ликвидация зазора путем сборки магнита в перекрышку. В магнитах трансформаторов и дросселей, по обмоткам которых протекает постоянный ток (дроссели фильтров питания) делают немагнитный зазор. При этом пластины собирают в одну сторону. Между пакетами пластин и перемычек помещают прокладку из листового диэлектрика необходимой толщины.

         Для уменьшения потерь на вихревые токи пластины изолируют тонким слоем лака (с одной стороны) или окисла, который образуется при обжиге.

После сборки магнитопровод стягивают планками или уголками при  помощи шпилек либо  специальными обжимками. Шпильки должны быть изолированы от пластин, стяжные элементы одновременно служат для крепления трансформатора или дросселя на шасси.

Каркасы, на которые наматываются обмотки трансформаторов, прессуют из пластмассы, склеивают из картона или собирают из отдельных деталей, изготовленных из гетинакса, прессшпана, текстолита или электрокартона.

         Обмотки делят на: цилиндрические и галетные. Цилиндрические обмотки производятся слоями или в повал на каркас при намотке (простота изготовления).

         Для увеличения электропрочности обмотки используют межслоевую изоляцию (между каждым слоем, либо через несколько): ленты из бумаги, лавсана, фторопласта (учитывая требуемую электропрочность, теплостойкость и стоимость). Межслоевая изоляция идентичная межобмоточной, которая состоит из нескольких слоев ленты.

         Галетная обмотка дороже цилиндрической, но имеет более высокую электропрочность, меньшая собственная ёмкость и индуктивность рассеивания. Ремонтируется путём замены галет.

         Для обмотки трансформаторов используются медные (Cu) провода;  провода определяется плотностью тока, сопротивлением обмотки, удобством намотки и надёжности. Для трансформаторов ОСМ1 чаще используют эмалевую изоляцию (марки ПЭВ, ПЭЛ и др.).

         Выводы обмоток выполняют также проводом, что и обмотку, а если  мал, то выводы выполняются как отдельная деталь (т.е. отрезок гибкого многопроволочного изолированного провода) припаиваемого к началу (концу) провода обмотки.

Далее обмотка защищается от внешних воздействий окружающей среды путём нанесения защитной тканевой или бумажной ленты.

Готовый трансформатор укрепляется хомутом из стальной полосы толщиной 0,8мм, в нижней части устанавливается основание, которое одновременно служит креплением трансформатора к установке.

В верхней части устанавливают клемники, к которым крепятся отводы с обмоток.

Uном обмоток указывается на колодках выводов над контактными зажимами, при этом обозначение ”U1” соответствуют началу первичной обмотки, ”O”– началом вторичных обмоток.

Трансформаторы в сборе пропитываются влагостойким электроизоляционным лаком. Тип, частота, символ условного обозначения нестойкости к короткому замыканию и год изготовления указываются на верхней поверхности трансформатора.

3.Базовые принципы действия трансформатора

Схематическое устройство трансформатора: 1 – первичная обмотка, 2 – вторичная

         Работа трансформатора основана на двух базовых принципах:

    1. изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле (электромагнетизм);

         2. изменения магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке (электромагнитная индукция).

         На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой, подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе. В результате электромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаётся во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции, пропорциональную первой производной магнитного потока, при синусоидальном токе сдвинутой на 90º в обратную сторону по отношению к магнитному потоку.

         В некоторых трансформаторах, работающих на высоких или сверхвысоких частотах, магнитопровод может отсутствовать.

                            4. Маломощные трансформаторы питания.

          

                   Унифицированные трансформаторы разработаны на базе нормализованных магнитопроводов и выпускаются  в массовом порядке. Для полупроводниковой аппаратуры выпускаются трансформаторы питания типа ТПП броневой конструкции.

         Все рассчитано на питание от сети 127В, 220В и частотой 50Гц. Конструктивные параметры в справочниках.

         Согласующие трансформаторы применяют чаще в выходных каскадах  УНЧ для согласования сопротивления нагрузки с выходным сопротивлением выходного каскада. А также при очень низком входном сопротивлении следующего каскада, при межкаскадном согласовании.

         Унифицирующие согласующие трансформаторы  для аппаратуры на транзисторах выпускаются входные трансформаторы типа ТВТ и выходные (оконченные) типа ТОТ.

          Схема унифицированного трансформатора питания типа ТПП

         Унифицированные характеризуются неравномерностью  АЧХ не более 2Дб в диапазоне частот 30010000Гц. Напряжение на первичной обмотке не должно превышать 1В. Трансформаторы типа ТОТ выпускают с мощностью 0,02525Вт.

         Экранированные входные трансформаторы применяются для защиты от различных наводок. Производится путем помещения трансформатора в металлический футляр, который соединён с корпусом усилителя. Экран изготавливают из железоникелевого сплава с толщиной листов 0,30,5мм, расстояние между стенками экрана и трансформатором должно быть не менее 510% габаритных размеров трансформаторов. Крепление трансформатора к экрану выполняется немагнитными материалами.

Виды трансформаторов

         1.Силовой трансформатор – трансформатор, предназначеный для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках, предназначенных для приёма и использования электрической энергии. Слово “силовой” отражает работу данного вида трансформаторов с большими мощностями.

         Необходимость применения силовых трансформаторов обусловлена различной величиной рабочих напряжений: ЛЭП (35÷750кВ), городских электросетей (как правило 6÷10кВ), напряжения, подаваемого конечным потребителям (0,4кВ, они же 380/220В) и напряжения, требуемого для работы электромашин и электроприборов (самые различные: от единиц вольт до сотен киловольт).

         

        

           2.Автотрансформаторы – вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только электромагнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные напряжения. Преимуществом автотрансформатора является более высокий КПД, поскольку лишь часть мощности подвергается преобразованию – это особенно существенно, когда входное и выходное напряжения отличаются незначительно.

         Недостатком является отсутствие электрической изоляции (гальванической развязки) между первичной и вторичной цепью. Применение автотрансформаторов экономически оправдано, вместо обычных трансформаторов для соединения эффективно заземление сетей с напряжением 110кВ и выше при коэффициентах трансформации не более 3–4. Существенным является: меньший расход стали для сердечника, меди для обмоток, меньший вес и габариты, и в итоге – меньшая стоимость.

         3.Трансформатор тока – трансформатор, питающийся от источника тока. Типичное применение – для снижения первичного тока до величины, используемой в цепях измерения, защиты, управления и сигнализации, кроме того, трансформатор тока осуществляет гальваническую развязку (отличие от шунтовых схем измерения тока).

         Номинальное значение тока вторичной обмотки 1А, 5А. Первичная обмотка трансформатора тока включается в цепь с измеряемым переменным током, а во вторичную включаются измерительные приборы. Ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока, равен току первичной обмотки, делённому на коэффициент трансформации.

         ВНИМАНИЕ! Вторичная обмотка токового трансформатора должна быть надёжно замкнута на низкоомную нагрузку измерительного прибора или накоротко. При случайном или умышленном разрыве цепи возникает скачок напряжения, опасный для изоляции, окружающих электроприборов и жизни техперсонала! Поэтому по правилам технической эксплуатации необходимо: неиспользуемые вторичные обмотки закорачивать, а все вторичные обмотки трансформатора тока подлежат заземлению.

         4.Трансформатор напряжения – трансформатор, питающийся от источника напряжения. Типичное применение – преобразование высокого напряжения в низкое в цепях, в измерительных цепях. Применение трансформатора напряжения позволяет изолировать логические цепи защиты и цепи измерения от цепи высокого напряжения.

         5.Импульсный трансформатор (ИТ) – это трансформатор, предназначенный для преобразования импульсных сигналов с длительностью импульса до десятков микросекунд с минимальным искажением формы импульса. Основное применение заключается в передаче прямоугольного электрического импульса (максимально крутой фронт и срез, относительно постоянная амплитуда). Он служит для трансформации кратковременных видеоимпульсов напряжения, обычно периодически повторяющихся с высокой скважностью. В большинстве случаев основное требование, предъявляемое к ИТ заключается: в неискажённой передаче формы трансформируемых импульсов напряжения; при воздействии на вход ИТ напряжения той или иной формы на выходе желательно получить импульс напряжения той же самой формы, но, быть может, иной амплитуды или другой полярности.

         6.Разделительный трансформатор – трансформатор, первичная обмотка которого электрически не связана со вторичными обмотками. Силовые разделительные трансформаторы предназначены для повышения безопасности электросетей, при случайных одновременных прикасаниях к земле и токоведущим частям или нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции. Сигнальные разделительные трансформаторы обеспечивают гальваническую развязку электрических цепей.

         7.Согласующий трансформатор – трансформатор, применяемый для согласования сопротивления различных частей (каскадов) электронных схем при минимальном искажении формы сигнала. Одновременно согласующий трансформатор обеспечивает создание гальванической развязки между участками схем.

         8.Пиктрансформатор – трансформатор, преобразующий напряжение синусоидальной формы в импульсное напряжение с изменяющейся через каждые полпериода полярностью.

         9.Сдвоенный дроссель (встречный индуктивный фильтр) – конструктивно является трансформатором с двумя одинаковыми обмотками. Благодаря взаимной индукции катушек он при тех же размерах более эффективен, чем обычный дроссель. Сдвоенные дроссели получили широкое распространение в качестве входных фильтров блоков питания; в дифференциальных сигнальных фильтрах цифровых линий, а также в звуковой технике.

         10.Трансфлюксор – разновидность трансформатора, используема для хранения информации. Основное отличие от обычного трансформатора – это большая величина остаточной намагниченности магнитопровода. Иными словами трансфлюксоры могут выполняет роль элементов памяти. Помимо этого трансфлюксоры часто снабжали дополнительными обмотками, обеспечивающими начальное намагничивание и задающими режимы их работы. Эта особенность позволят (в сочетании с другими элементами) строить на трансфлюксорах схемы управляемых генераторов, элементов сравнения и искусственных нейронов.

Диагностика причин неисправности

Вид неисправности

Причина

Перегрев

Перегрузка

Перегрев

Низкий уровень масла

Перегрев

Замыкания

Перегрев

Недостаточное охлаждение

Пробой

Перегрузка

Пробой

Загрязнение масла

Пробой

Низкий уровень масла

Пробой

Старение изоляции масла

Обрыв

Плохое качество пайки

Обрыв

Сильные электромеханические деформации при КЗ

Повышенное гудение

Ослабление прессовки шихтованного магнитопровода

Повышенное гудение

Перезагрузка

Повышенное гудение

Несимметричная нагрузка

Повышенное гудение

КЗ в обмотке

Появление воздуха в газовом реле (с термосифонным фильтром)

Заглушен термосифонный фильтр, воздух появляется в газовом реле через заглушку

         5. Дроссели высокой частоты – катушка индуктивности, включаемая в цепь для увеличения сопротивления тока высокой частоты.

                   Конструктивно выполняются в виде одно и многослойных катушек с ферромагнитными сердечниками или без них. Многослойные используются в диапазоне СВ и ДВ, однослойные – на более коротких волнах. Для уменьшения собственной ёмкости многослойные катушки секционируют, а однослойные наматывают с принудительным шагом.

       

Дроссели подавления ЭМП                          простой сетевой дроссель

         Если добротность дросселя не имеет значения (для уменьшения собственной емкости), выбирают каркаса 3÷6мм и провода 0,02÷0,05мм.

         Дроссели с ферромагнитным сердечником отличаются меньшими размерами, меньшими количеством витков и соответственно собственной ёмкостью. Что дает возможность работать в более широком диапазоне частот. В качестве сердечников используются стержни 1,5÷2мм из ферритов.

Силовой микро дроссель

        При изготовлении дросселей высокой частоты с ферромагнитными сердечниками цилиндрической формы на сердечник накладывают слой конденсаторной бумаги или диэлектрической пленки, сверху наматывают обмотку. Если используется броневой сердечник, обмотку располагают на секционированном каркасе из пластмассы. На тороидальном сердечнике обмотку наматывают секциями.

        Промышленность выпускает высокочастотные дросселя типа ДМ с ферритовыми сердечниками. Номинальные индуктивности тока – не менее 60 мА и возрастают с уменьшением индуктивности.

                        Дроссели сглаживающих фильтров питания.

        

         Основные параметры: индуктивность, номинальный ток, подмагничивание, сопротивление I, допустимое U~ (параметры в справочнике).

        Дроссели низкой частоты – катушка индуктивности с магнитопроводом, предназначенная для использования в электроцепях в качестве индуктивного сопротивления.

         В приёмо – усилительной аппаратуре дроссели низкой частоты используются в фильтрах питания, различных низкочастотных (НЧ) фильтрах и цепях коррекции АЧХ (амплитудно-частотной характеристики).

      6. Техника безопасности при намотке катушек и пропитке (самостоятельно)

Тема 15: Асинхронный 3хфазный электродвигатель с коротко замкнутым ротором.

  

 План:

         1.Устройства и принцип действия, параметры

         2.Принцип работы асинхронного двигателя

         3.Соединение обмоток статора, скорость вращения ротора

         4.Защита электродвигателей

         5.Монтаж электродвигателя

         6.Возникающие неисправности, заземление

         7.Техника безопасности

          

         Распространены в различных отраслях промышленности, в странах СНГ выпускают в виде единых серий.

        Серия 4А выпускается: с повышенным пусковым моментом, с повышенным скольжением, 10ти полосные и 12типолосные, на частоту сети 60Гц, однофазные, с фазным ротором и т.д.; специальные по конструкции – встраиваемые, с встроенным электромагнитным тормозом, малошумные, с встроенной температурной защитой, с повышенной точностью по установочным параметрам, редукторные; специальные по окружающей среде – влагоморозостойкие, химостойкие, тропические; узкоспециализированные – для с/х, для судов морского флота и д.р.

1. Устройства и принцип действия, параметры

         Содержит: станина, торцевые щиты (сталь, Al, чугун), вентилятор (крепится на выступающем конце вала, противоположный выводному), кожух из листовой стали (закрывает вентилятор), коробка выводов (вдоль рёбер станины); сердечник статора (из листа электротехнической стали скреплённой скобами); который закреплён на станине стопорными винтами. Пазы сердечника полузакрытые, а также обмотка – круглый обмоточный привод, сердечник ротора – сталь, как и у статора, заливается алюминием, подшипники, защитные крышки для подшипников.

         Распространены 1Р 22, 1Р 23, 1Р 44. Первая цифра 2– защита от соприкосновений с токоведущими и вращающими частями машины человека и предметов 12,5мм.

         1Р 22 имеет защиту от проникновения внутрь машины капель, падающих под  углом 150, 1Р 23 – не более 600. 1Р 44 защищает от попадания предметов не менее 1мм.

         4 – защита от попадания брызг воды любого направления.

        Для специальных целей выпускают электромашины с более высокой степенью защиты (1Р 57): защита от пыли и возможностью погружения в воду.

        Пример: серия 4А – 4А18ОМ4У3 – асинхронный двигатель 4й, закрытого, обдуваемого исполнения с короткозамкнутым ротором, с чугунными станиной и щитами, высотой оси вращения 180мм, средним (М) установочным размером по длине станины, 4х полюсный, для умеренного климата (У), категория размещения 3.

         Основные исполнения – закрытое, обдуваемое (А4) и защищённое (4АН). Закрытые обдуваемые двигатели выпускают во всем диапазоне высот оси вращения от 50 до 355мм; двигатели защитного исполнения – диапазон высот от 160до 355мм.

2. Принцип работы асинхронного двигателя.

 

         Вращающиеся магнитное поле, пересекая проводники обмотки, наводит на них ЭДС, пропорциональною скорости вращения поля               (е= –В/V). Под действием ЭДС в проводниках протекает ток. При взаимодействии тока с вращающимся магнитным полем создаётся сила, приложенная к проводникам. Сумма действий сил создает вращающийся момент на валу двигателя.

         Двигатели с фазным ротором используются при обеспечении плавного пуска и регулировки частоты вращения.

         Основные параметры двигателя: мощность (кВт); частота вращения (об/мин); скольжение (%); коэффициент мощности (о.е.); отношение max вращающего момента к номинальному (о.е.); отношение начального пускового вращающего момента к номинальному (о.е.); отношению min вращающего момента к номинальному (о.е.); отношении начального тока пуска к номинальному (о.е.); масса двигателя (кг), частота тока (Гц).

3. Соединение обмоток статора, скорость вращения ротора.

         На статоре 3х фазного асинхронного двигателя размещены 3 независимые электрообмотки – фазы. Обозначение (принятое): фаза А – С1, С4; фаза В – С2,С5; фаза С – С36.

         Соединяются в зависимости от условий (напряжение питающей сети, лёгких или тяжёлых условий пуска) в звезду или треугольник.

         При подключении обмоток в звезду напряжение на каждой фазе уменьшается: 220В = 380/√3.

При сетевом, линейном U= 220В и соединение обмоток звездой: 220/√3 = 127В.

4. Защита электродвигателей.

         Асинхронные двигатели работают в различных условиях: атмосферных, температурных нагрузках и различной стабильностью питающего напряжения.

         В тепловом отношении асинхронные двигатели защищены – тепловыми реле, автоматами, в механическом – установка на амортизаторы и соединением с приводным механизмом через упругую муфту.

5. Монтаж электродвигателя.

  1.  Контроль свободного вращения вала путём проворачивания в одну или другую сторону вручную;
  2.  очистка и протирка  снаружи для удаления грязи, пыли, следов масла т.д.;
  3.  проверка сопротивления (Rиз) изоляции обмоток;
  4.  проверка состояния конца вала (наличие забоин, ржавчин) состояние крышек подшипниковых щитов коробки выводов, вентиляционных отверстий, кожуха вентилятора;
  5.  состояние лап для крепления к фундаментной плите;
  6.  состояние коллектора, колец и щёток;

         7) состояние наружной окраски машины.

         При обнаружении дефектов принимается решение о ревизии, ремонте, сушке изоляции и т.д.

         Разборка и сборка электромашин при ревизии или ремонте производится на электромонтажном столе с использованием приспособлений для опрессовки и напрессовки подшипников и соблюдением осторожности для предотвращения повреждения изоляции, подшипников, коллектора, щёткодержателей, щёток, посадочных поверхностей.

6. Возникающие неисправности

  1.  При включении под напряжение (U) нет хода двигателя;
  2.  задевание ротора за статор (причина: деформация, износ);
  3.  ненормальный шум асинхронного двигателя;
  4.  перегрев двигателя при роботе (большой ток, загрязнённое охлаждение);
  5.  перегрев подшипника (загрязнён, избыток или отсутствие смазки, несимметричность деталей);
  6.  искрение щёток машины постоянного тока (износ, зазоры, неверная установка деталей).
  7.  

Заземление

          

         Соединяется путём электрического соединения гибким голым многожильным проводом корпуса двигателя с заземляющей магистралью (отверстие на одной из лап двигателей с резьбой для болтового крепления).

         При установке с металлическим основанием (каркас) двигатель заземлён через каркас, который соединяют сваркой к заземляющей магистрали. Последовательное соединение заземления электродвигателей не допускается.

7. Техника безопасности

         При сборке, ремонте, обслуживании используется различный инструмент, что предусматривает соблюдение электробезопасности, слесарной безопасности.

Тема 16: Резисторы

         План:

  1.  Классификация резисторов
  2.  Конструкции резисторов
  3.  Классификация резисторов по используемым материалам и технологии изготовления
  4.  Параметры резисторов
  5.  Цветовая маркировка резисторов
  6.  Цветовая кодировка фирмы PHILIPS
  7.  Кодовая маркировка прецизионных высокостабильных резисторов фирмы Panasonic
  8.  Перемычки и резисторы с “нулевым” сопротивлением
  9.  Нестандартная цветовая маркировка

               

         Резисторы: предназначены для перераспределения и регулирования электрической энергии между элементами схемы. Принцип действия резистора: способность радиоматериалов оказывать сопротивление протекающему через него электрическому току. Особенность резисторов: электрическая энергия в них превращается в тепло, которое рассеивается в окружающую среду.

                          1. Классификация резисторов

      

         По назначению дискретные резисторы делят на резисторы общего назначения, прецизионные, высокочастотные, высоковольтные, высокоомные и специальные. По постоянству значения сопротивления резисторы подразделяют на постоянные, переменные и специальные.

Постоянные резисторы имеют фиксированную величину сопротивления, у переменных резисторов предусмотрена возможность изменения сопротивления в процессе эксплуатации, сопротивление специальных резисторов изменяется под воздействием внешних факторов: протекающего тока или приложенного напряжения (варисторы), температуры (терморезисторы), освещения (фоторезисторы) и т.д.

По виду токопроводящего элемента различают проволочные(она сделана из нихрома, константана или никелина) и непроволочные(пленка наматывается на цилиндрический керамический корпус и герметизируется эпоксидным либо стеклянным покрытием) резисторы. Проволочные резисторы постоянного сопротивления применяются в радиоаппаратуре при высоких требованиях к стабильности, точности, уровню шумов и при значительной допустимой мощности.

                   

                                         Проволочные резисторы

         Непроволочные резисторы постоянного сопротивления характеризуются небольшими размерами, малыми: собственной ёмкостью и индуктивностью; они дешёвы, но уступают проволочным резисторам по стабильности и удельной мощности рассеивания. В малогабаритной аппаратуре широко применяют три типа постоянных резисторов:

          • МЛТ – металлизированные, лакированные, теплостойкие;

          • МОН – металлоокисные, низкоомные;

          • УЛМ – углеродистые, лакированные, малогабаритные.

 

 

         Кроме того, применяются резисторы типов: КИМ – композиционные, изолированные, малогабаритные; КММ – композиционные, мегоомные малогабаритные; КОМ – композиционные, опрессованные, малогабаритные; МЛМ – металлизированные, лакированные, миниатюрные; МТ – металлизированные, теплостойкие; ВС – углеродистые, влагостойкие; С2–6 –  металлоплёночные, эмалированные; С2–23 – металлодиэлектрические.

По эксплуатационным  характеристикам дискретные резисторы делят на: термостойкие, влагостойкие, вибро – и ударопрочные, высоконадёжные и т.д.

2. Конструкции резисторов

         Основным элементом конструкции постоянного резистора является резистивный элемент, который может быть либо плёночным, либо объёмным. Величина объёмного сопротивления материала определяется количеством свободных носителей заряда в материале, температурой, напряжённостью поля и т.д.

         На рис. 2.1 представлено устройство плёночного резистора. На диэлектрическое цилиндрическое основание 1 нанесена резистивная плёнка 2. На торцы цилиндра надеты контактные колпачки 3 из проводящего

материала с припаянными к ним выводами 4. Для защиты резистивной пленки от воздействия внешних факторов резистор покрывают защитной плёнкой 5.

         Такая конструкция резистора обеспечивает получение сравнительно небольших сопротивлений (сотни Ом). Для увеличения сопротивления резистивную плёнку 2 наносят на поверхность керамического цилиндра 1 в виде спирали (рис 2.2).

         На рис. 2.3 показана конструкция объёмного резистора, представляющего собой стержень 1 из токоведущей композиции круглого или прямоугольного сечения с запрессованными проволочными выводами 2. Снаружи стержень защищён стеклоэмалевой или стеклокерамической оболочкой 3.

         Постоянный проволочный резистор представляет собой изоляционный каркас, на который намотана проволока с высоким удельным электрическим сопротивлением. Снаружи резистор покрывают термостойкой эмалью, опрессовывают пластмассой или герметизируют металлическим корпусом, закрываемым с торцов керамическими шайбами.

         При увеличении мощности, выделяемой в резисторе, возрастает его температура ТR ,что может привести к выходу резистора из строя. Для того чтобы этого не произошло, необходимо уменьшить RT , что достигается увеличением размеров резистора. Для каждого типа резистора существует определённая максимальная температура Tmax , превышать которую нельзя.

 Температура TR , как рекомендуется из вышеизложенного, зависит также от температуры окружающей среды. Если она очень высока, то температура ТR может превысить максимальную. Чтобы этого не произошло, необходимо уменьшать мощность, выделяемую в резисторе. Для всех типов резисторов в ГОСТе оговариваются указанные зависимости мощности от температуры окружающей среды.

         Эквивалентная схема постоянного резистора представлена на рис. 2.7.

         На схеме RR – сопротивление резистивного элемента, Rиз – сопротивление

изоляции, определяемое свойством защитного покрытия и основания, Rк –  сопротивление контактов, LR –  эквивалентная индуктивность резистивного слоя и выводов резистора, СR – эквивалентная ёмкость резистора, Ск1 и Ск2 –  ёмкости выводов.

3. Классификация резисторов по используемым материалам и технологии изготовления

         Обозначения резисторов на схемах:

А) обозначение, принятое в России и в Европе;

Б) принятое в США

          

          В России условные графические обозначения резисторов на схемах должны соответствовать ГОСТ 2.728–74. В соответствии с ним, постоянные резисторы обозначаются следующими образом:

4.Параметры резисторов

         Параметры резисторов характеризуют эксплуатационные возможности применения конкретного типа резистора в конкретной электрической схеме.

Номинальное сопротивление Rном и его допустимое отклонение от номинала ±∆R являются основными параметрами резисторов. Номиналы сопротивлений стандартизованы в соответствии с ГОСТ 28884 –90. Для резисторов общего назначения ГОСТ предусматривает шесть рядов номинальных сопротивлений: Е6, Е12, Е24, Е48, Е96 и Е192. Цифра указывает количество номинальных значений в данном ряду, которые согласованы с допустимыми отклонениями (справочник).

Переменные резисторы


                                       5.Цветовая маркировка резисторов

         Цветовая маркировка наносится в виде четырёх или пяти цветных колец. Каждому цвету соответствует определённое цифровое значение.

         У резисторов с четырьмя цветными кольцами первое и второе кольца обозначают величину сопротивления в омах, третье кольцо - множитель, на который необходимо умножить номинальную величину сопротивления, а четвёртое кольцо определяет величину сопротивления в процентах.

Цвет знака

Номинальное сопротивление, Ом

Допуск,

%

Первая цифра

Вторая

цифра

Третья

 цифра

Множитель

Серебристый

---

---

---

10-2

      ±10

Золотистый

---

---

---

10-1

       ±5

 Чёрный

---

0

---

1

       ---

Коричневый

1

1

1

10

       ±1

 Красный

2

2

2

102

       ±2

 Оранжевый

3

3

3

103

       ---

 Жёлтый

4

4

4

104

       ---

 Зелёный

5

5

5

105

       ±2

 Голубой

6

6

6

106

     ±0,25

Фиолетовый

7

7

7

107

     ±0,1

 Серый

8

8

8

108

     ±0,05

 Белый

9

9

9

109

       ---

          Резисторы с малой величиной допуска (0,1% – 2%) маркируются пятью цветными кольцами. Первые три – численная величина сопротивления, четвертое – множитель, пятое – допуск.

         Маркировочные знаки на резисторе сдвинуты к одному из выводов и располагаются слева направо. Если размеры резистора не позволяют разместить маркировку ближе к одному из выводов, ширина полосы первого знака делается больше других.

         Номинальное сопротивление резисторов выбирается из шести стандартных рядов (Е3, Е6, Е12, Е24, Е48, Е96 и Е192) в соответствии с ГОСТ2825-67.

         Сопротивления резистора получают умножением числа из стандартного ряда на 10n, где n – положительное или отрицательное число.

         В соответствии с ГОСТ 11076–69 и требованиями публикаций 62 и 115–2 IEC (МЭК) первые 3 или 4 символа несут информацию о номинале резистора, определяемого по базовому значению из рядов Е3...Е192, и множителю. Последний символ несёт информацию о допуске, т.е. классе точности резистора. Требования ГОСТ и IEC практически совпадают с ещё одним стандартом BS1852 (British Standart).

         

      

         Помимо строки, определяющей номинал и допуск резистора, может наноситься дополнительная кодированная информация о типе резистора, его номинальной мощности и дате выпуска. Например:

6. Цветовая кодировка фирмы PHILIPS

         Маркировка осуществляется 4, 5 или 6 цветными полосами, несущими информацию о номинале, допуске и температурном коэффициенте сопротивления (ТКС) соответственно. Дополнительную информацию несёт цвет корпуса резистора и взаимное расположение полос.

7. Кодовая маркировка прецизионных высокостабильных резисторов фирмы Panasonic

8. Перемычки и резисторы с “нулевым” сопротивлением

         Многие фирмы выпускают в качестве плавких вставок или перемычек специальные провода –Jumper Wire– с нормированными сопротивлением и диаметром (0,6 мм; 0,8 мм) и резисторы с "нулевым" сопротивлением.
Резисторы выполняются в стандартном цилиндрическом корпусе с гибкими выводами (Zero–Ohm) или в стандартном корпусе для поверхностного монтажа (Jumper Chip).
         Реальные значения сопротивления таких резисторов лежат в диапазоне единиц или десятков миллионов (~ 0.005÷0.05Ом). В цилиндрических корпусах маркировка осуществляется чёрным кольцом посередине, в корпусах для поверхностного монтажа (0603, 0805, 1206...) маркировка обычно отсутствует, либо наносится код "000" (возможно "0").

9. Нестандартная цветовая маркировка

         Помимо стандартной цветовой маркировки, приведённой здесь, многие фирмы применяют нестандартную (внутрифирменную) маркировку. Нестандартная маркировка применяется для отличия, например, резисторов, изготовленных по стандартам MIL от стандартов промышленного и бытового назначения, указывает на огнестойкость и т.д.

Маркировка фирмы CORNING GLASS WORK (CGW)

Маркировка фирмы PANASONIC

 

   

Рекомендованая литература 

Основна

1  Золотарев П.А., Кондратенко И.И. ”Учебная производственная практика учащихся в электромонтажно – строительных техникумах” – М.: “ВШ”, 1987. – 344 с.

2  Терещук Р.М., Терещук К.М, Сезов С.А.. Полупроводниковые приёмно – усилительные устройства – К.: Наукова думка, 1982. – 671 с.

Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей/ Глав.упр. Гос. Энергетического надзора Минэнерго СССР. – 4-е изд., перераб. и доп. – М. Энергоатомиздат, 1989, 432 с.

 

Додаткова

4  Афанасьев В.В., Якунин Э.Н. Разъединители. – Л.: Энергия, 1979. – 246 с.

5  Бачурин Н.И. Трансформаторы тока. – Л.: Энергия, 1964. – 376 с.

6 Дымков А.М. Трансформаторы напряжения. – М.: Энергия, 1975. – 204 с.

7 ДСТУ 2848-94 Апарати електричні комутаційні. Основні поняття. – К.: Держстандарт України, 1994. – 34 с.

8 ГОСТ 1516.1-76 Напряжения испытательные и разрядные высоковольтных трансформаторов, аппаратов и изоляторов нормальные, промышленной частоты и импульсные. – М.: Изд стандартов, 1997.

9 ДСТУ 3020-95 Аппараты коммутационные низковольтные. Общие технические условия. – К.: Держстандарт України, 1995. – 16 с.

10 ДСТУ 2993-95 Аппараты электрические низковольтные. Методы испытаний. – К.: Держстандарт України, 1995. – 28 с.

11 ГОСТ 17523-85 Реле электромагнитные. Общие технические условия. – М.: Издательство стандартов, 1985. – 15 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

52278. Бабуся – берегиня нашого роду 117 KB
  Та запросили у гості сьогодні тих людей яких обєднує не вік а високе почесне звання бабуся Ми зібралися великою родиною щоб вітати й вшановувати найрідніших найближчих нам людей. Що в мене є бабуся. Учитель: Так кого ж ми називаємо таким теплим іменем бабуся Діти відповідають а вчитель їх підводить до висновку що це мати мами або...
52279. Жизненная сила музыки И.С. Баха 69 KB
  Баха Цели и задачи урока: Закрепить понятие полифония на примерах вокального инструментального и произведения изобразительного искусства; Определить особенности содержания музыки И. Баха; Формировать: представление о стилистических особенностях музыки И. Баха понятие Сюита навыки хорового пения. Баха иллюстрации по теме урока стихи и высказывания по теме урока нотный материал.
52280. Бактериологическое оружие и его поражающие факторы 50.5 KB
  11й класс Цели: Познакомить учащихся с видами поражающими факторами бактериологического оружия. Обучить способам защиты от бактериологического оружия. Учебные вопросы: История применения бактериологического оружия. Краткая характеристика бактериологического оружия и его боевых свойств.
52281. Злочини бактерій проти людства 68 KB
  Характеристика холери менінгококової хвороби дифтерії туберкульозу сифілісу. Стан захворюваності на туберкульоз в Україні. Обладнання: ПК; мультимедійний проектор; презентації: Хвороботворні бактерії: вчора і сьогодні Туберкульоз підступний вбивця Профілактика бактеріальних хвороб ; оцінювальні завдання; слайд із відповідями на завдання; виставка газетбюлетенів: Кишкові інфекції Туберкульоз підступний вбивця Імунітет на сторожі здоров’я . Фтизіатри з’ясувати особливості збудника туберкульозу причини поширення...
52282. Випускний вечір 88 KB
  Веселинівської районної ради Миколаївської області Випускний вечір 2011 Звучать фанфари на сцену виходять ведучі Ведучий. Ведучий. Ведучий. На сьогоднішнє свято запрошуємо тих хто впродовж одинадцяти років вів винуватців сьогоднішніх урочистостей нелегкими стежками шкільних наук ті хто вчив читати і писати відкрив чудесні світи літератури та точних наук наші вчителі звучить музика виходять вчителі Ведучий.
52283. Осінній бал. Поетично – музичний вечір присвячений посвяті учнів 9 класу в старшокласники 54 KB
  Осінь нам дарує радість й спокій І чарівних квітів розмаїть Осінь – це пора прекрасних років Коли в повну силу треба жить В. Осінь уже не щедра на квіти. Вишиває осінь на канві зеленій золоті квітки Квіти оживають і з дерев спадають жовті ягідки. Вишиває осінь на канві зеленій золоті квітки В.
52285. ВИПУСКНИЙ БАЛ «ПРОЩАВАЙ ПОЧАТКОВА ШКОЛО! 67 KB
  Лунає музика для вас В садах бузок зацвів для вас І сонця промінь теж для вас Мої малятадружній клас Ми всі чекаємо на вас. Учні входять під музику до зали Учні по черзі Доброго днядорогі батьки вчителігості Ми раді вас вітати у цьому затишному залі. Сьогодні вас називають таким вагомим словом випускники. 1: Ми всі раді вас вітати На нашому сімейному святі.
52286. Репродуктивне здоров`я молоді 61.5 KB
  Репродуктивне здоров`я молоді. Мета: сформувати уявлення про репродуктивне здоров`я системні валеологічні знання про здоровий спосіб життя розуміння необхідності дотримання культури статевих стосунків на основі дружби поваги вірності; навчити запобігати ризикам і негативному впливу на репродуктивне здоров’я соціальних та особистісних чинників; охарактеризувати чинники впливу і ризику; виховувати свідоме ставлення до свого репродуктивного здоров’я. Перевірка виконання практичної роботи №2 Самооцінка рівня фізичного здоров’я та аналіз...