БИЛЕТ № 9

9-1 Электронно-лучевая трубка. Осциллограф: Назначение, устройство, принцип работы

Устройство и принцип работы электронного осциллографа

Среди современной физической и технической аппаратуры для исследования формы напряжения сигнала наиболее широко применяется электронно-лучевой осциллограф - прибор для визуального наблюдения электрических сигналов и измерения их параметров с помощью электронно-лучевой трубки.

Электрическая структурная схема универсального осциллографа изображена на рис. 1. Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) определяет принцип действия прибора, и от ее характеристики в значительной мере зависят параметры и возможности применения осциллографа в целом. В осциллографах используются главным образом ЭЛТ с электростатическим управлением луча.

Основными блоками (узлами) осциллографа (рис. 1) являются ЭЛТ, генератор развертки ГР, усилитель вертикального отклонения луча Ус"У", усилитель горизонтального отклонения луча Ус"Х" и блок питания БП.

Устройство и принцип действия ЭЛТ

Схематически устройство трубки показано на рис.2. В торце узкой части стеклянного баллона расположен катод К в виде небольшого цилиндра, внутри которого помещена спираль для подогрева. Дно цилиндра с внешней стороны покрыто оксидным слоем. С его поверхности при подогреве эмитируются электроны. Вблизи катода расположен полый цилиндр, называемый управляющим электродом или модулятором М, который служит для изменения плотности тока электронного луча. К модулятору подводится отрицательный потенциал, регулируемый обычно от нуля до нескольких десятков вольт. Электронный поток формируется только из электронов, прошедших диафрагму модулятора. Небольшой отрицательный потенциал, подводимый к модулятору, также способствует предварительной фокусировке электронного потока.

Далее по оси трубки располагаются еще два цилиндра - первый А₁ и второй А₂ аноды. Анод А₁ находится под положительным потенциалом в несколько сотен вольт. Ко второму аноду A₂ подводится напряжение, достигающее в некоторых ЭЛТ десятков киловольт. Оба анода ускоряют и фокусируют поток электронов. Вся система электродов называется электронным прожектором. Вследствие того, что модулятор, первый и второй аноды находятся под разным потенциалом, в пространстве между ними формируются неоднородные электрические поля, эквипотенциальные поверхности которых показаны на рис.3.

Рис.3

Эти поля образуют электронные линзы. Попадая в такое поле, электрон стремится двигаться по нормали к эквипотенциальным поверхностям. На рис.4 схематически показаны траектории электронов в электронном прожекторе. Законы движения заряженных частиц в электрических полях во многом тождественны законам световой оптики.

Рис.4

На рис. 5 изображен оптический эквивалент электронных линз.

Рис.5

Выйдя из электронного прожектора, электронный луч попадает в отклоняющую систему, состоящую из двух пар пластин, расположенных попарно в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Первые называются вертикально отклоняющими, или "У"-пластинами, вторые - горизонтально отклоняющими, или "Х"- пластинами.

Пройдя отклоняющую систему, электронный луч движется в расширенной части баллона и в конце пути попадает на экран Э трубки. Эта часть баллона с внутренней стороны покрыта люминофором - веществом, способным светиться под воздействием бомбардирующих его электронов. При бомбардировке экрана с его поверхности выходят вторичные электроны, которые отводятся полем проводящего покрытия, иначе они будут искажать электрическое поле. Потенциал проводящего покрытия П такой же, как у анода А₂.

Принцип отображения формы исследуемого напряжения на экрана ЭЛТ в общих чертах можно представить следующим образом.

Исследуемое напряжение является функцией времени, отображаемой в прямоугольных координатах графиком u = f(t). Две пары пластин ЭЛТ отклоняют электронный луч в двух взаимно перпендикулярных направлениях, которые можно рассматривать, как координатные оси. Поэтому для наблюдения на экране ЭЛТ исследуемого напряжения необходимо, чтобы луч по горизонтали отклонялся пропорционально времени, а по вертикал - пропорционально исследуемому напряжению. С этой целью к "Х"- пластинам подводят развертывающее напряжение, обеспечивающее равномерное движение луча по оси "Х", в отсутствии исследуемого сигнала. Такое движение луча называют линейной периодической разверткой. Она создается пилообразным напряжением (рис.6).



Рис. 6

При минимальном значении напряжения (точка С на рис.6) луч находится на экране в крайнем левом положении. По мере роста пилообразного напряжения луч перемещается слева направо с постоянной скоростью в течение времени t_пр(прямой ход луча), достигая правого крайнего положения на экране. Когда напряжение спадает от А до В, луч совершает обратный ход за время t_обр и быстро возвращается в исходное положение, чтобы в следующий период повторить цикл.

Для получения высококачественного изображения исследуемого сигнала необходимо выполнение условия t_пр>>t_обри гашение луча при обратном ходе. Практически можно считать, что t_np = T_раз. Изображение будет неподвижным, если луч при каждом ходе прочерчивает одну и ту же кривую, начинающуюся в одной и той же фазе. Для этого период развертывающего напряжения Tр должен быть равен или кратен периоду исследуемого сигнала T_ис, т.е.

T_раз = T_ис или T_р = nT_ис. (1)

Это достигается синхронизацией напряжения развертки исследуемым сигналом или внешним напряжением с периодом, соответствующим условию (1).

9-2 Параллельная работа трансформаторов. Группы и схемы соединения обмоток трансформатора

Параллельная работа трансформаторов

Не всегда один трансформатор может справиться с нагрузкой от потребителей, поэтому обычно они работают параллельными группами. Но не каждый трансформатор может работать в параллельной группе с другими трансформаторами. Для параллельной работы трансформаторов необходимо чтобы они удовлетворяли следующим условиям.

Равенство коэффициентов трансформации К=ВН/НН. где ВН -- высшее напряжение, НН -- низшее напряжение. При несоблюдении этого условия между вторичными обмотками трансформаторов будет циркулировать уравнительный ток. приводящий к перегреву трансформатора.

Равенство напряжений короткого замыкания Uк %. В противном случае трансформаторы не будут загружаться пропорционально своим мощностям. При этом отношение мощностей параллельно работающих трансформаторов должно быть не больше 1 : 3, иначе для малых трансформаторов перегрузки могут оказаться недопустимыми.

Одинаковые группы соединений. При различных группах соединений параллельно работающих трансформаторов между векторами их вторичных напряжений будет сдвиг фаз, вызывающий уравнительные токи между обмотками трансформаторов. При разных группах соединений, при самом малом сдвиге фаз, равном 30°, уравнительный ток превышает номинальный ток трансформатора в 5 раз, при самом большом сдвиге 180° -- в 20 раз.

9-3 Распределительные устройства (РУ) выше 1000 В: типы РУ; оборудование, техническое обслуживание

1.7 Распределительные устройства напряжением выше 1000 В должны быть оборудованы:

блокировкой от ошибочных действий персонала при операциях с разъединителями, отделителями, заземляющими ножами, выкатными тележками комплектных распределительных устройств (РУ);

блокировкой ограждений, лестниц, дверей от несанкционированного доступа персонала к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Электромагнитные блокировочные устройства должны быть постоянно опломбированы.

1.8 Электромагнитные и механические блокировки должны быть

приняты в эксплуатацию комиссией дистанции электроснабжения железной дороги под председательством главного инженера дистанции электроснабжения железной дороги и ежегодно проверяться при проведении технической ревизии. Порядок действий оперативного персонала при неисправностях электромагнитных блокировок предусмотрен Инструкцией по технике безопасности при эксплуатации тяговых подстанций и пунктов электропитания и секционирования электрифицированных железных дорог и Инструкцией по оперативному обслуживанию тяговых подстанций электрифицированных железных дорог, а механических блокировок - локальными инструкциями.

1.13 Техническое обслуживание и виды ремонта электроустановок.

1.13.1 Настоящая Инструкция регламентирует следующие виды технического обслуживания и ремонта:

осмотр;

ремонт по техническому состоянию;

текущий ремонт;

межремонтные испытания;

капитальный ремонт.

ТО устройств релейной защиты, автоматики и телемеханики осуществляется в соответствии с разделами 7 и 8 настоящей Инструкции.

1.13.2 Для каждой электроустановки должен быть составлен годовой график планово-предупредительного ремонта (ППР), утверждаемый ответственным за электрохозяйство дистанции электроснабжения железной дороги, с указанием всех работ независимо от исполнителя, предусматривающий все необходимые виды ТО и текущего ремонта (ТР), в соответствии с требованиями нормативно-технической документации. На основании этого графика ответственные за электрохозяйство подразделений дистанции электроснабжения железной дороги составляют месячные планы работ и утверждают их у начальника дистанции электроснабжения железной дороги или его заместителя.

1.13.3 Изменение периодичности ТО и ТР, установленной настоящей Инструкцией, ответственный за электрохозяйство дистанции электроснабжения может провести по согласованию со службой электроснабжения железной дороги при соответствующем техническом обосновании и при:

отсутствии отрицательной динамики результатов испытаний,

измерений, в сравнении с предыдущими результатами испытаний, измерений после капитального ремонта;

для тяговых подстанций слабозагруженных участков, небольшом ежемесячном количестве отключений выключателей, отсутствием загрязнения;

учете срока эксплуатации и состояния оборудования, в том числе после капитального ремонта.

1.13.4 Результаты всех работ по ТО и ТР оформляются протоколами, в которых должны быть отражены все результаты измерений и испытаний, предусмотренные настоящей Инструкцией и нормами испытания электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей, приведенными в приложении 1 к Правилам эксплуатации электроустановок потребителей.

1.13.5 При неудовлетворительных результатах испытаний, измерений ответственный за электрохозяйство подразделения дистанции электроснабжения или ответственный за электрохозяйство дистанции электроснабжения устанавливает исполнителей и сроки выполнения ремонта неисправного оборудования.

1.13.6 Осмотры без отключения электроустановок планируются в составе ППР как самостоятельная составная часть ТО. Результаты осмотра записываются в книгу осмотров и неисправностей. Сроки устранения замечаний устанавливаются ответственным за электрохозяйство подразделения дистанции электроснабжения железной дороги с учетом сроков ремонта оборудования.

1.13.7 Ремонт оборудования по техническому состоянию выполняется в случае выявленных при осмотрах неисправностей, угрожающих нормальной работе оборудования, после отказов в работе оборудования и устройств релейной защиты и автоматики (РЗА), повреждениях оборудования аварийными токами, атмосферными и коммутационными воздействиями, а также при выработке установленного механического и коммутационного ресурса.

1.13.8 ТР путем чистки, проверки, замены или ремонта быстроизнашиваемых частей обеспечивает поддержание оборудования в работоспособном состоянии в период до очередного планового ремонта.

1.13.9 Межремонтные испытания выявляют скрытые дефекты оборудования в период между двумя капитальными ремонтами.

1.13.10 Основное электрооборудование, прошедшее капитальный ремонт, подлежит испытаниям под нагрузкой в течение 24 часов. При обнаружении дефектов капитальный ремонт не считается законченным до их устранения и вторичной проверки под нагрузкой также в течение 24 часов.

1.13.11 Изменения в схемах первичной и вторичной коммутации понизительных и тяговых трансформаторов, фидеров контактной сети постоянного и переменного тока допускаются только с разрешения начальника службы электроснабжения железной дороги, на остальных присоединениях - с разрешения начальника дистанции электроснабжения или ответственного за электрохозяйство дистанции электроснабжения железной дороги.

1.14 Изменения однолинейных схем, сделанные при ремонтах и модернизации оборудования, заносятся в паспорт тяговой подстанции. Изменения, внесенные в схемы вторичной коммутации релейной защиты, управления и автоматики, отражаются во всех экземплярах принципиальных и монтажных схем, при этом делается запись в журнале релейной защиты подстанции и информируется начальник и обслуживающий персонал подстанции.

1.15 При повреждении или отказах в работе оборудования проводится расследование с составлением акта о повреждении на тяговой подстанции. Лицо, ответственное за эксплуатацию электроустановки подразделения дистанции электроснабжения железной дороги, в трехдневный срок составляет акт повреждения и передает его в дистанцию электроснабжения. После разбора обстоятельств повреждения, анализа правильности работы устройств РЗА, автоматики, действий оперативного персонала, определения виновных лиц, разработки мер по недопущению подобных повреждений материалы вместе с актом направляют в службу электроснабжения железной дороги. Классификация повреждений проводится в порядке, установленном МПС России.

1.16 ТО и ремонт оборудования, находящегося на консервации в резерве, не введенного или выведенного из работы, проводится в объемах и в сроки, установленные ответственным за электрохозяйство дистанции электроснабжения.

1.17 Для коммутационного оборудования, устройств РЗА и телемеханики ответственный за электрохозяйство дистанции электроснабжения железной дороги устанавливает периодичность опробования их работы с учетом отключений от защит или оперативных переключений.

II. Выполнение работ по техническому обслуживанию и ремонту электрических распределительных устройств напряжением выше 1000 В

2.1 Распределительные устройства

При осмотрах распределительных устройств (РУ) и подстанций проверяются:

соответствие собранной схемы нормально установленной для каждого РУ;

состояние помещений РУ электроустановок, исправность окон и дверей, отсутствие течей в кровле и междуэтажных перекрытиях, наличие и исправность замков;

исправность отопления, вентиляции, освещения помещений РУ и сети заземления электрооборудования;

состояние кабельных каналов;

состояние оборудования, ошиновки, контактных соединений, кабельных муфт;

состояние изоляции (запыленность, наличие трещин, разрядов);

уровень, температура и давление масла, отсутствие течи в аппаратах;

отсутствие течи в конденсаторах сглаживающих и компенсирующих устройств;

наличие пломб у счетчиков и реле;

исправность системы общеподстанционной и охранной сигнализации;

наличие и состояние средств пожаротушения.

Осмотры РУ проводятся в сроки, установленные в Приложении N 1 к настоящей Инструкции.

3.1.2 Ремонты по техническому состоянию силовых и измерительных трансформаторов выполняются по результатам осмотров и при выявлении неисправностей.

Объем работ устанавливает лицо, ответственное за электрохозяйство дистанции электроснабжения железной дороги.

3.1.3 Текущий ремонт измерительных трансформаторов проводится по мере необходимости.

3.1.4 При текущем ремонте трансформаторов в зависимости от мощности и первичного напряжения проводится устранение выявленных дефектов, поддающихся устранению на месте:

проверка маслоуказательных устройств;

чистка маслоуказательных стекол (при наличии резервных стекол), замена манометров герметичных вводов;

подтяжка болтовых соединений, уплотнений и ошиновки;

протирка изоляторов и очистка поверхности бака;

доливка масла в расширитель и маслонаполненные вводы;

смена масла в гидрозатворах маслонаполненных вводов (при необходимости);

замена неисправной стеклянной мембраны предохранительной трубы;

проверка состояния термосифонных фильтров и замена сорбента в воздухоосушителях (при необходимости) по результатам анализа масла (или увеличении влагосодержания);

проверка состояния подшипников электродвигателей и насосов систем охлаждения;

проверка автоматики системы охлаждения;

текущий ремонт систем охлаждения;

осмотр пленочной защиты;

проверка работы газового реле продувкой воздуха давлением в 2 - 3 атмосферы, с действием защиты на отключение масляного выключателя (МВ) или включение короткозамыкателя;

проверка состояния рабочего, защитного заземления;

текущий ремонт РПН;

текущий ремонт вводов.

3.1.5 При неудовлетворительных результатах анализов трансформаторного масла проводится восстановление характеристик масла.

3.1.6 При текущем ремонте масляных трансформаторов выполняются следующие испытания:

измерение сопротивления изоляции обмоток R60 и соотношения R60 / R15 мегомметром на напряжение 2500 В;

проверка состояния индикаторного силикагеля воздухоосушительных фильтров;

хроматографический контроль трансформаторного масла;

испытание трансформаторного масла из бака трансформаторов мощностью свыше 630 кВА;

испытание трансформаторного масла из бака контакторов РПН.

3.1.7 При текущем ремонте сухих трансформаторов выполняются:

3.1.7.1 Измерение сопротивления изоляции обмоток R60 и

соотношения R60 / R15 мегомметром на напряжение 2500 В. Сопротивление изоляции сухих трансформаторов при температуре 20 - 30 ЬC должно быть для трансформаторов с номинальным напряжением:

до 1 кВ (включительно) - не менее 100 МОм;

более 1 кВ до 6 кВ (включительно) - не менее 300 МОм;

более 6 кВ - не менее 500 МОм.

3.1.7.2 Измерение изоляции стяжных шпилек, бандажей,

полубандажей, прессующих колец:

относительно активной стали и ярмовых балок;

ярмовых балок относительно активной стали;

электростатических экранов относительно обмоток и магнитопровода.

Измерение проводится мегомметром на напряжение 1000 - 2500 В, сопротивление изоляции - не менее 2,0 МОм, а сопротивление изоляции ярмовых балок - не менее 0,5 МОм.

3.1.. При межремонтных испытаниях силовых трансформаторов, находящихся в эксплуатации, проводятся:

измерения сопротивления изоляции R60 всех обмоток с определением отношения R60 / R15, мегомметром на напряжение 2500 В до и после ремонта;

измерения тангенса угла диэлектрических потерь (tg дельта) изоляции обмоток силовых масляных трансформаторов напряжением 110 кВ и выше, мощностью свыше 1000 кВА. Допустимые значения tg дельта для трансформаторов, прошедших капитальный ремонт, приведены в таблице 4 приложения 1.1 к Правилам эксплуатации электроустановок потребителей;

измерения сопротивления обмоток постоянному току на всех ответвлениях. Допускается отличие не более +/- 2% от сопротивления других фаз или предыдущих измерений;

проверка голубой окраски индикаторного силикагеля воздухосушильных фильтров;

испытания трансформаторного масла из трансформаторов на соответствие показателям таблицы 8 приложения 1.1 к Правилам эксплуатации электроустановок потребителей;

испытания трансформаторного масла из баков контакторов РПН, отделенного от масла трансформаторов, после определенного числа переключений и при снижении пробивного напряжения ниже норм, приведенных в подпункте 2.16 приложения 1 к Правилам эксплуатации электроустановок потребителей;

испытания вводов масляных трансформаторов мощностью свыше 1000 кВА согласно положениям пункта 10 приложения 1 к Правилам эксплуатации электроустановок потребителей;

испытания встроенных трансформаторов тока согласно положениям пунктов 19.1, 19.2, 19.3, 19.5 приложения 1 к Правилам эксплуатации электроустановок потребителей.

3.1.9 При межремонтных испытаниях измерительных трансформаторов проводятся:

измерения сопротивления изоляции первичных обмоток трансформаторов тока и напряжения выше 1000 В мегомметром на напряжение 2500 В;

измерения сопротивления изоляции вторичных обмоток трансформаторов тока и напряжения мегомметром на напряжение 1000 В;

измерения тангенса угла диэлектрических потерь (tg дельта) изоляции обмоток согласно таблицам 27 и 28 и положениям пункта 19.2 приложения 1 к Правилам эксплуатации электроустановок потребителей;

испытания повышенным напряжением промышленной частоты изоляции первичных обмоток трансформаторов тока и напряжения до 35 кВ проводятся с учетом данных таблицы 11 настоящей Инструкции;

испытания изоляции вторичных обмоток мегомметром на напряжение 2500 В в течение одной минуты;

испытания трансформаторного масла у измерительных трансформаторов 35 кВ и выше согласно таблице 8 и положениям пункта 19.5 приложения 1 к Правилам эксплуатации электроустановок потребителей.

Одноминутное испытательное напряжение 50 гц для измерительных трансформаторов тока и напряжения

Класс напряжения, кВ |0,69 |3 |6 |10 |15 |20 |35 |

Фарфоровая изоляция |1 |24 |32 |42 |55 |65 |95 |

Другие виды изоляции |1 |22 |29 |38 |50 |59 |86 |

3.1.10 При капитальном ремонте трансформаторов без смены обмоток выполняются:

вскрытие трансформатора, осмотр сердечника;

ремонт элементов выемной части без расшихтовки железа и без замены обмоток, ремонт отводов обмоток, ремонт переключателей;

ремонт расширителя, предохранительной трубы, радиаторов, кранов, изоляторов, маслоочистительных устройств;

проверка системы опрессовки обмоток;

очистка или замена масла;

смена сорбента в фильтрах;

чистка и окраска бака трансформатора и всех его элементов;

проверка контрольно-измерительных приборов, устройств защиты, автоматики, сигнализации, установленных на трансформаторе;

сушка, подсушка изоляции;

ремонт устройств регулирования напряжения;

заварка мест течи масла, замена резиновых уплотнений;

проверка систем охлаждения согласно заводским инструкциям;

испытания в объеме межремонтных испытаний с учетом мощности, первичного напряжения и конструкции трансформаторов;

определение погрешности трансформаторов тока и напряжения, используемых для подключения расчетных средств учета электрической энергии;

измерение сопротивления изоляции стяжных шпилек, бандажей, полубандажей, прессующих колец - относительно активной стали и ярмовых балок; ярмовых балок - относительно активной стали; электростатических

экранов - относительно обмоток и магнитопровода. Измерение проводится мегомметром на напряжение 2500 В, сопротивление изоляции - не менее 2,0 МОм, а сопротивление изоляции ярмовых балок - не менее 0,5 МОм;

определение соотношения С2 / С50 для масляных трансформаторов мощностью выше 1000 кВА. Нормы соотношения С2 / С50 приведены в таблице 5 приложения 1.1 к Правилам эксплуатации электроустановок потребителей;

определение отношения ДЕЛЬТА С / С для масляных трансформаторов мощностью свыше 1000 кВА. Нормы соотношения ДЕЛЬТА С / С приведены в таблице 6 приложения 1.1 к Правилам эксплуатации электроустановок потребителей;

испытание повышенным напряжением промышленной частоты в течение 1 минуты изоляции обмоток 35 кВ и ниже при капитальном ремонте трансформатора со сменой обмоток. Величина испытательного напряжения приведена в таблице 7 приложения 1.1 к Правилам эксплуатации электроустановок потребителей. Для обмоток тяговых и преобразовательных трансформаторов напряжением 3,3 кВ величина испытательного напряжения устанавливается в соответствии с таблицей 12 настоящей Инструкции;

испытание изоляции доступных стяжных шпилек, прессующих колец и ярмовых балок выпрямленным напряжением мегомметра на напряжение 2500 В в течение одной минуты.

Одноминутные испытательные напряжения переменного тока промышленной частоты

Детали и узлы трансформаторов Испытательное напряжение, кВ

Вентильные обмотки по отношению к

корпусу и другим обмоткам:

нулевые схемы выпрямления 15

мостовые схемы выпрямления:

шестипульсовые

двенадцатипульсовые 12|

Обмотки уравнительных реакторов по

отношению к корпусу

Ветви уравнительного реактора по По заводским инструкциям,

отношению друг к другу но ниже 9 кВ

3.1.11 После проведения капитального ремонта без замены обмоток и изоляции, заливки маслом и проведения испытаний при соблюдении

длительности пребывания активной части на воздухе трансформаторы могут быть включены без подсушки или сушки при соответствии показателей масла и изоляции данным таблицы 1 приложения 1.1 к Правилам эксплуатации электроустановок потребителей, определенных при следующих испытаниях:

1) трансформаторов до 35 кВ, мощностью до 10000 кВА, производимых посредством:

отбора проб масла для сокращенного анализа;

измерения сопротивления изоляции R60;

определения отношения R60 / R15;

2) трансформаторов до 35 кВ, мощностью более 10000 кВА, 110 кВ и выше всех мощностей, производимых посредством:

отбора проб масла для сокращенного анализа;

измерения сопротивления изоляции R60;

определения отношения R60 / R15;

измерения отношения ДЕЛЬТА С / С у трансформаторов 110 кВ и выше;

измерения tg дельта и С2 / С50 у трансформаторов напряжением 110, 150, 220 кВ.

Порядок включения сухих трансформаторов без сушки определяется указаниями завода-изготовителя.

3.1.12 При капитальном ремонте трансформатора с расшихтовкой стали сердечника и сменой обмоток необходимо провести дополнительные испытания и сравнить с имеющимися заводскими данными (до ремонта):

данные измерения тока и потерь холостого хода;

данные измерения тока, напряжения и потерь короткого замыкания;

данные испытания изоляции обмоток 35 кВ и ниже маслонаполненных трансформаторов повышенным напряжением промышленной частоты;

данные снятия круговой диаграммы РПН;

данные проверки группы соединения обмоток трехфазных трансформаторов;

данные проверки коэффициента трансформации;

данные фазировки трансформаторов;

данные испытания трансформаторов толчком на номинальное напряжение.

Трансформаторы, прошедшие капитальный ремонт со сменой обмоток или изоляции, подлежат сушке независимо от результатов испытаний.

3.1.13 Аварийный вывод трансформаторов из работы необходим при:

сильном неравномерном шуме и потрескивании внутри трансформатора;

постоянно возрастающем нагреве трансформатора при нормальных нагрузках и работе устройств охлаждения;

выбросе масла из расширителя или разрыве стеклянной диафрагмы предохранительной трубы;

неустранимой течи масла с понижением его уровня ниже контролируемого уровня;

неудовлетворительных результатах лабораторных анализов масла.

9-4 Условное изображение полупроводниковых приборов в эл. схемах

Рис. 4 Условное графическое обозначение тиристоров:

· а) диодный тиристор (динистор);

· б) диодный симметричный тиристор;

· в) триодный незапираемый тиристор с управлением по аноду;

· г) триодный незапираемый тиристор с управлением по катоду;

· д) запираемый тринистор с управлением по аноду;

· е) запираемый тринистор с управлением по катоду;

· ж) триодный симметричный незапираемый тиристор с управлением по аноду

Условное графическое изображение диодов

Вот условное графическое обозначение всяческих диодов. Здесь есть и спешиал диоды, и оптоэлектронные диоды. О них будет отдельная глава.



Рис. 1 - Общее обозначение диода

Так (естественно без размеров) обозначают на схемах выпрямительные, высокочастотные, импульсные диоды.

Рис. 2 - Обозначение стабилитронов

Иногда встречается вот такое чудо:

Рис. 3 - Обозначение двухстроннего стабилитрона

Двухсторонний стабилитрон чаще называют двуханодным. Главная прелесть состоит в том, что его можно включать независимо от полярности, все равно не ошибешься. Причем стабилитроны одной и той же марки могут быть как двухсторонними, так и односторонними, например, КС162, КС168, КС133 и др. бывают в железных корпусах (или в стекле) и они односторонние, а бывают в пластмасске обычно красного цвета - двуханодные.

Рис. 4 - Схемное обозначение варикапа



Рис. 5 - Обозначение варикапной матрицы

Рис. 6 - Графическое изображение туннельного диода

Рис. 7 - Графическое обозначение обращенного туннельного диода

Рис. 8 - Графическое изображение диода с барьером Шотки (диод Шотки)

Рис. 9 - Графическое изображение светодиода

Рис. 10 - Графическое изображение фотодиода

Условное графическое обозначение транзисторов

Ниже приведено условное графическое обозначение биполярных, полевых и спешиал транзистров

Рис. 1 - Условное графическое обозначение биполярного транзистора структуры n-p-n

На рисунке буква d означает диаметр в мм. 1/3d и 2/3d соответственно треть и две трети от диаметра.

Рис. 2 - Условное графическое обозначение биполярного транзистора структуры p-n-p

Рис. 3 - Условное графическое обозначение полевого транзистора с p-n-переходом и каналом n-типа

Рис. 4 - Условное графическое обозначение полевого транзистора с p-n-переходом и каналом p-типа



Рис. 5 - Условное графическое обозначение полевого транзистора со встроенным p-каналом обедненного типа

Рис. 6 - Условное графическое обозначение полевого транзистора со встроенным n-каналом обогащенного типа

Рис. 7 - Условное графическое обозначение полевого транзистора с индуцированным p-каналом обогащенного типа

Рис. 8 - Условное графическое обозначение полевого транзистора с индуцированным n-каналом обогащенного типа

Рис. 9 - Обозначение транзистора с барьером Шотки (транзистор Шотки)



Рис. 10 - Обозначение многоэмиттерного транзистора

Примечание: транзистор с барьером Шотки и многоэмиттерный транзистор встречаются лишь в микроэлектронике. Это так, для общего познания.

9-5 Меры защиты при аварийном состоянии электроустановок: виды электрозащит, назначение, устройство

Общие требования по применению мер защиты для обеспечения безопасности

470.1 Меры защиты следует применять к каждой электроустановке или к ее части, или к отдельному электрооборудованию, входящему в состав электроустановки.

470.2 Выбор и применение мер защиты производят с учетом условий внешних воздействий.

470.3 Защита электроустановок должна осуществляться:

а) защитой электрооборудования, входящего в состав электроустановки;

б) применением мер защиты при установке (монтаже) электрооборудования;

в) совмещением мер защиты по подпунктам а) и б).

470.4 Для обеспечения безопасности на электроустановке или ее части не должны применяться взаимоисключающие друг друга меры защиты.

Требования по применению мер защиты от поражения электрическим током

471.1 Защита от непосредственного прикосновения к токоведущим частям (защита от прямого контакта) должна осуществляться в соответствии с требованиями разделов 411 и 412 ГОСТ Р 50571.3.

471.2 Защита от косвенного прикосновения (защита при повреждении изоляции).

471.2.1 Защита от косвенного прикосновения к открытым проводящим и сторонним проводящим частям при повреждении изоляции должна осуществляться посредством одной или нескольких мер защиты, установленных в разделах 411 и 413 ГОСТ Р 50571.3 и 471.2.1.1-471.2.1.3 настоящего стандарта.

471.2.1.1 Автоматическое отключение питания как меру защиты в соответствии с 413.1 ГОСТ Р 50571.3 следует применять к любой электроустановке, за исключением тех ее частей, к которым применена другая мера защиты.

471.2.1.2 Если применение автоматического отключения питания невозможно или нежелательно по каким-либо причинам, то к некоторым частям электроустановки может быть применена защита посредством размещения электрооборудования в непроводящих помещениях в соответствии с 413.3 ГОСТ Р 50571.3 или защита посредством локальной системы уравнивания потенциалов, не связанной с землей, в соответствии с 413.4 ГОСТ Р 50571.3.

471.2.1.3 Используют следующие меры защиты:

а) защита посредством систем БСНН и ЗСНН в соответствии с 411.1 ГОСТ Р 50571.3;

б) применение электрооборудования класса защиты II или с равноценной изоляцией в соответствии с 413.2 ГОСТ Р 50571.3;

в) электрическое разделение цепей в соответствии с 413.5 ГОСТ Р 50571.3, которое может применяться ко всей электроустановке в целом, но обычно для некоторых частей электроустановки или некоторого оборудования.

471.2.2 Меры защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении могут не применяться для открытых проводящих и сторонних проводящих частей в следующих случаях:

а) если кронштейны для подвески изоляторов и металлические части, соединенные с ними, расположены таким образом, что до них нельзя дотянуться рукой;

б) если части металлической арматуры конструкций из армированного бетона не доступны для прикосновения;

в) если открытые проводящие части, которые из-за незначительных размеров (не более 50х50 мм) или их месторасположения не доступны для прикосновения и их соединение с нулевым защитным проводником затруднительно или ненадежно, например, болты, заклепки, таблички, хомуты для крепления кабелей и др.;

г) если металлические трубы или оболочки, защищающие электрооборудование, удовлетворяют требованиям 413.2 ГОСТ Р 50571.3.

471.2.3 Если в качестве меры защиты применяется автоматическое отключение питания, то для защиты штепсельных соединителей наружной установки с номинальным током не более 20 А, предназначенных для подключения передвижного оборудования наружной установки, должны использоваться устройства защитного отключения, реагирующие на дифференциальный ток, с уставкой срабатывания не более 30 мА.

Примечания:

1. При необходимости подключения к электроустановке передвижного оборудования наружной установки рекомендуется, чтобы предназначенное для подключения одно или несколько штепсельных соединителей были пригодны для эксплуатации в наружных условиях.

2. При эксплуатации электроустановок, имеющих штепсельные соединители на номинальный ток до 20А, неквалифицированным и необученным персоналом рекомендуется в качестве дополнительной меры защиты согласно 412.5 ГОСТ Р 50571.3 применять устройства защитного отключения, реагирующие на дифференциальный ток, с уставкой срабатывания не более 30 мА.

Защита от возможности случайного прикосновения к токоведущим частям.

Электрические сети и установки должны быть выполнены так, чтобы токоведущие части их были недоступны для случайного прикосновения.

Недоступность токоведущих частей достигается путем их надежной изоляции, применения защитных ограждений (кожухов, крышек, сеток и т.д.), расположение токоведущих частей на недоступной высоте.

В установках напряжением до 1000 В достаточную защиту обеспечивает применение изолированных проводов. В случае, когда невозможно достигнуть надежной изоляции или ограждения токоведущих частей, применяются блокировки (электрические и механические) для автоматического отключения опасного напряжения при попадании человека в опасную зону. Конструктивное выполнение ограждений зависит от напряжения установки. Ограждения должны быть выполнены так, чтобы снять их и открыть можно было при помощи ключей или инструмента. Не допускаются сетчатые ограждения токоведущих частей в жилых, общественных и других бытовых помещениях. Ограждения должны быть здесь сплошные.

ПУЭ предусматривает различные виды испытаний и контроля изоляции

1. Приемосдаточные испытания изоляции. Все электрические машины и аппараты напряжением до 1000 В испытываются напряжением 1000 В в течении одной минуты.

2. Периодический контроль изоляции. Осуществляется путем измерения сопротивления изоляции мегаомметром. Измерение производится на отключенной установке, периодичность измерений не реже 1 раза в год. Сопротивление изоляции сети до 1000 В должно быть не ниже 0,5 МОм.

Постоянный контроль изоляции (ПКИ). ПКИ осуществляется в сетях c изолированной нейтралью. В практике применяются приборы постоянного контроля типов: на постоянном оперативном токе и вентильные. Вентильная схема контроля изоляции приведена на рис. 12.1.

Рис. 12.1. Вентильная схема

Недостатки схемы:

при неисправности прибора он показывает Ґ, т.е. исправную изоляцию;

точность измерения зависит от колебаний напряжения сети и от степени несимметрии сопротивлений изоляции.

Преимущества: простота, не требуется оперативного постоянного тока.

Схема контроля изоляции на трех вольтметрах приведена на рис. 12.2.

Рис.12.2. Схема трех вольтметров

Схема контроля изоляции на трех вольтметрах позволяет судить не только об ухудшении изоляции, но и о замыканиях на землю (глухих).

Существуют для таких цепей и схемы на напряжение нулевой последовательности или на ток нулевой последовательности.

Применение малых напряжений. ПТЭ и ПТБ устанавливают ограничения напряжения ручных токоприемников для помещений различных категорий.

Для помещений особо опасных:

· ручной инструмент - напряжение 42 В;

· переносные светильники - напряжение 12 В;

· шахтерские лампы - напряжение 2,5 В.

Для помещений с повышенной опасностью:

· ручной инструмент - напряжение 42 В;

· светильники - напряжение 42 В.

При невозможности применять напряжение 42 В ПТБ разрешает использовать электроинструмент на U = 220 В при наличии устройства защитного отключения или надежного заземления корпуса электроинструмента с обязательным использованием защитных средств (перчатки, коврики).

В качестве источников малых напряжений используются трансформаторы. Для уменьшения опасности при переходе высшего напряжения в сеть низшего вторичная обмотка трансформатора заземляется. Применение автотрансформаторов в качестве источников малого напряжения для питания переносного электроинструмента запрещается.

Двойная изоляция. При двойной изоляции, кроме основной рабочей изоляции токоведущих частей, применяют еще один слой изоляции, которым покрываются металлические нетоковедущие части, могущие оказаться под напряжением. Возможно изготовление корпусов электрооборудования из изолирующего материала (пластмассы, капрон). Широкое использование двойной изоляции ограничивается ввиду отсутствия пластмасс и покрытий стойких к механическим повреждениям. Поэтому область применения двойной изоляции ограничена. Она используется в электрооборудовании небольшой мощности (инструмент, переносные токоприемники, бытовые приборы).

Выравнивание потенциала. Этот метод находит применение при работах на линиях электропередач, подстанциях. На подстанциях высокого напряжения выравнивание потенциалов осуществляется расположением заземлителей по контуру вокруг заземленного оборудования на небольшом расстоянии друг от друга, а внутри контура прокладывают в земле горизонтальные полосы (рис. 12.3).

Рис. 12.3 Заземлитель с выравниванием потенциала

Расстояние от границ заземлителя до ограды электроустановки с внутренней стороны должно быть не менее 3 м. Поля растекания заземлителей накладываются, и любая точка на поверхности грунта внутри контура имеет значительный потенциал. Вследствие этого разность потенциалов между точками, находящимися внутри контура, снижена и коэффициент напряжения прикосновения a намного меньше единицы. Коэффициент напряжения шага также меньше максимально возможной величины.

Защита от опасности перехода напряжения с высшей стороны на низшую. Появление в сети напряжения, намного превышающего номинальное, может привести как к выходу из строя токоприемников, изоляция которых не рассчитана на это напряжение, так и к поражению персонала током, так как при этом обычно происходит замыкание на корпус и появляются опасные напряжения прикосновения и шага.

Защита сетей напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью от возможного перехода в эту сеть высшего напряжения осуществляется при помощи установки пробивного предохранителя (рис. 12.4).

Рис. 12.4. Схема включения пробивного предохранителя

Рассмотрим два случая при U_1л = 6000 В, U_2ф = 220 В.

1. Замыкание на высокой стороне. Пробивной предохранитель П отсутствует. При замыкании напряжение между нейтральной точкой и землей будет равно

.

Напряжение фазных проводов сети 380 В будет U_2Ф = 3460 + 220 = 3680 В.

Последствием этого случая может быть пробой изоляции и появление на корпусе напряжения 3680 В.

2. Замыкание на высокой стороне. Нейтраль с низшей стороны заземлена через пробивной предохранитель П. Согласно ПУЭ сопротивление заземления должно быть RЗ 125 / IЗ, это значит, что напряжение между нейтральной точкой и землей при замыкании не превышает 125 В. Напряжение фазных проводов сети 380 В будет

U_2Ф = 125 + 220 = 345 В.

При этом пробоя изоляции не будет. В сетях с заземленной нейтралью предохранители не устанавливаются. Безопасность в них обеспечивается правильным выбором сопротивления заземления R_З.

Защита от потери внимания, ориентировки и неправильных действий. Эта защита осуществляется путем применения блокировок, сигнализации, специальной окраски оборудования, маркировки, знаков безопасности.