Электроприборы класса II -- это оборудование, в котором защита от поражения электрическим током обеспечивается применением двойной или усиленной изоляции. В приборах класса II отсутствуют средства защитного заземления, и защитные свойства окружающей среды не используются в качестве меры обеспечения безопасности.

В некоторых специальных случаях (например, для входных клемм электронного оборудования) в оборудовании класса II может быть предусмотрено защитное сопротивление, если оно необходимо и его применение не приводит к снижению уровня безопасности. Оборудование класса II может быть снабжено средствами для обеспечения постоянного контроля целостности защитных цепей при условии, что эти средства составляют неотъемлемую часть оборудования и изолированы от доступных поверхностей в соответствии с требованиями, предъявляемыми к оборудованию класса II.

В некоторых случаях необходимо различать оборудование класса II «полностью изолированное» и оборудование «с металлической оболочкой». Оборудование класса II с металлической оболочкой может быть снабжено средствами для соединения оболочки с проводником уравнивания потенциала, только если это требование предусмотрено стандартом на соответствующее оборудование. Оборудование класса II в функциональных целях допускается снабжать устройством заземления, отличающимся от устройства заземления, применяемого в защитных целях, при условии, что это требование предусмотрено стандартом на соответствующее оборудование.

Электроприборы класса III -- это оборудование, в котором защита от поражения электрическим током основана на питании от источника безопасного сверхнизкого напряжения и в котором не возникают напряжения выше безопасного сверхнизкого напряжения. В оборудовании класса III не должно быть заземляющего зажима.

Оборудование класса III с металлической оболочкой допускается снабжать средствами для соединения оболочки с проводником уравнивания потенциала при условии, что это требование предусмотрено стандартом на соответствующее оборудование. Оборудование класса III допускается снабжать устройством заземления в функциональных целях, отличающимся от устройства заземления, применяемого в защитных целях, при условии, что это требование предусмотрено стандартом на соответствующее оборудование.

Установки низкого уровня мощности (НУМ) и высокого уровня мощности (ВУМ) подпадает под 1 категорию, - это оборудование, в котором защита от поражения электрическим током обеспечивается основной изоляцией и соединением открытых проводящих частей, доступных прикосновению, с защитным проводником стационарной проводки.

4.3 Защитное зануление

Рисунок 4.1. Схема защитного зануления

Зануление -- защитная, мера, применяемая только в сетях с, заземленной нейтралью напряжением до 380/220 В. Оно, как и заземление, предназначено для защиты людей, если они прикоснутся к «пробитому» на корпус оборудованию. Конструктивное зануление -- присоединение подлежащего защите объекта к нулевому проводу сети (рис. 4.1). Применение взамен защитного заземления в сетях с глухим заземлением нейтрали напряжением до 1000 В зануления вызвано ненадежной работой заземления в этих условиях. Это объясняется тем, что при заземлении, в случае пробоя на корпус, ток однофазного короткого замыкания между, корпусом оборудования и заземленной нейтралью по своей величине часто недостаточен для расплавления калиброванных плавких вставок. И наоборот, при занулении ток, возникающий при пробое напряжения на корпус, бывает достаточным для быстрого расплавления плавких вставок или срабатывания максимальной защиты. Однако и зануление не создает защиты во всех случаях.

4.5 Устройство защитного отключения УЗО

Устройство защитного отключения, реагирующее на дифференциальный ток или ток небаланса, наряду с устройствами защиты от сверхтока относятся к дополнительным видам защиты человека от поражения электрическим током при косвенном прикосновении, обеспечиваемой путем автоматического отключения питания.

При малых токах замыкания или снижении уровня изоляции, а также при обрыве нулевого защитного проводника зануление недостаточно эффективно, и в этих случаях УЗО является единственным средством защиты человека от поражения электрическим током.

В основе действия защитного отключения лежит принцип ограничения (за счет быстрого отключения) продолжительности протекания тока через тело человека при непреднамеренном прикосновении его к элементам электроустановки, находящимся под напряжением. Устройство защитного отключения является единственным средством, обеспечивающим автоматическую защиту человека от поражения электрическим током при прямом прикосновении к одной из токоведущих частей.

Важнейшей функцией, осуществляемой с помощью УЗО, является защита от возгораний и пожаров, возникающих на объектах вследствие возможных повреждений изоляции, неисправностей электропроводки и электрооборудования. Более трети всех пожаров происходят вследствие возгорания электропроводки в результате нагрева проводников по всей длине, искрения, горения электрической дуги на каком-либо элементе, вызванных токами короткого замыкания.

Короткие замыкания, как правило, развиваются вследствие дефектов или повреждения изоляции. Устройства защитного отключения, реагируя на ток утечки на землю, заблаговременно, до развития короткого замыкания, отключает электроустановку от источника питания, предотвращая тем самым недопустимый нагрев проводников, искрение, возникновение дуги и возможное последующее возгорание.

По данным различных источников, локальное возгорание изоляции может быть вызвано довольно незначительной мощностью, выделяемой в месте утечки. В зависимости от материала и срока службы изоляции такая мощность составляет всего 40-60 Вт. Это означает, что своевременное срабатывание УЗО противопожарного назначения с установкой 300 мА предупредит выделение указанной мощности и, следовательно, не допустит возгорания.

Функционально УЗО можно определить как быстродействующий защитный выключатель, реагирующий на ток небаланса в проводниках, подводящих электроэнергию к защищаемой электроустановке. Важнейшим функциональным блоком УЗО является дифференциальный трансформатор тока 1. Этот трансформатор иногда называют трансформатором тока нулевой последовательности (ТТНП), несмотря на то, что понятие «нулевая последовательность» применимо только к трехфазным цепям и используется при расчетах несимметричных режимов многофазных цепей.



Пусковой орган (пороговый элемент) 2 выполняется, как правило, на чувствительных магнитоэлектрических реле прямого действия или электронных компонентах.

Исполнительный механизм 3 включает в себя силовую контактную группу с механизмом привода. В нормальном режиме, при отсутствии тока небаланса -- тока утечки, в силовой цепи по проводникам, проходящим сквозь окно магнитопровода трансформатора тока 1, протекает рабочий ток нагрузки. Проводники, проходящие сквозь окно магнитопровода, образуют встречно включенные первичные обмотки дифференциального трансформатора тока. Если обозначить ток, протекающий по направлению к нагрузке I1, а от нагрузки I2, то можно записать равенство: I1 = I2.

Равные токи во встречно включенных обмотках наводят в магнитном сердечнике трансформатора тока равные, но встречно направленные магнитные потоки Ф1 и Ф2. Результирующий магнитный поток равен нулю, и ток во вторичной обмотке дифференциального трансформатора также равен нулю. Пусковой орган 2 находится в этом случае в состоянии покоя.

При нарушении изоляции или при прикосновении человека к открытым токопроводящим частям или к корпусу электроприемника, на который произошел пробой изоляции, по фазному проводнику через УЗО кроме тока нагрузки I1 протекает дополнительный ток - ток утечки (ДI1), являющийся для трансформатора тока током небаланса (разностным).

Неравенство токов в первичных обмотках (I1 + ДI1 в фазном проводнике) и (I2, равный I1, - в нейтральном проводнике) вызывает неравенство магнитных потоков и, как следствие, возникновение во вторичной обмотке трансформированного тока небаланса. Если этот ток превышает значение установки порогового элемента пускового органа 2, последний срабатывает и воздействует на исполнительный механизм 3.

Исполнительный механизм, обычно состоящий из пружинного привода, спускового механизма и группы силовых контактов, размыкает электрическую цепь. В результате защищаемая УЗО электроустановка обесточивается.

Для осуществления периодического контроля исправности (работоспособности) УЗО предусмотрена цепь тестирования 4. При нажатии кнопки «Тест» искусственно создается отключающий дифференциальный ток. Срабатывание УЗО означает, что оно исправно.

По условиям функционирования УЗО подразделяются на следующие типы: АС, А, В, S, G.

УЗО типа АС - устройство защитного отключения, реагирующее на переменный синусоидальный дифференциальный ток, возникающий внезапно либо медленно возрастающий.

УЗО типа А - устройство защитного отключения, реагирующее на переменный синусоидальный дифференциальный ток и пульсирующий постоянный дифференциальный ток, возникающие внезапно либо медленно возрастающие.

УЗО типа В - устройство защитного отключения, реагирующее на переменный, постоянный и выпрямленный токи небаланса.

УЗО типа S - устройство защитного отключения, селективное (с выдержкой времени отключения).

УЗО типа G - то же, что и типа S, но с меньшей выдержкой времени.

УЗО подразделяются также на устройства без встроенной защиты от сверхтоков и со встроенной защитой от сверхтоков (дифференциальные автоматы).

В соответствии с ГОСТ Р 50807-95, ГОСТ Р 51326.1-99 и ГОСТ Р 51327.1-99 УЗО характеризуются нижеследующими нормируемыми параметрами. Номинальное напряжение Uн - действующее значение напряжения, при котором обеспечивается работоспособность УЗО: Uн =220, 380 В.

Номинальный ток Iн - ток, который УЗО может пропускать в продолжительном режиме работы: Iн = 6; 16; 25; 40; 63; 80; 100; 125 А.

Номинальный отключающий дифференциальный ток IДн - дифференциальный ток, который вызывает отключение УЗО при заданных условиях эксплуатации: IДн = 0,006; 0,01; 0,03; 0,1; 0,3; 0,5 А.

Номинальный неотключающий дифференциальный ток IДп0 - дифференциальный ток, который не вызывает отключение УЗО при заданных условиях эксплуатации: IДн0 =0,5 IДн.

Предельный неотключающий сверхток Iнmin - минимальное значение неотключающего сверхтока при симметричной нагрузке двух- и четырехполюсных УЗО или несимметричной нагрузке четырехполюсных УЗО: Iнmin = 6 Iн.

Сверхток - любой ток, который превышает номинальный ток нагрузки.

Номинальная включающая и отключающая способность (коммутационная способность) Iд - действующее значение ожидаемого тока, который УЗО способно включить, пропускать в течение всего времени размыкания и отключить при заданных условиях эксплуатации без нарушения его работоспособности. Минимальное значение Iтin = 10 Iн или 500 А (выбирается большее значение).

Номинальный условный ток короткого замыкания Iн.к.з - действующее значение ожидаемого тока, который способно выдержать УЗО, оборудованное устройством защиты от коротких замыканий, при заданных условиях эксплуатации, без необратимых изменений, нарушающих его работоспособность: Iн.к.з = 3000; 4500; 6000; 10 000 А.

Номинальный условный дифференциальный ток короткого замыкания IДк.з - ожидаемый дифференциальный ток, который способно выдержать УЗО, обеспечивающее защиту от коротких замыканий при заданных условиях эксплуатации без необратимых изменений, нарушающих его работоспособность: IДк.з = 3000; 4500; 6000; 10 000 А.

Номинальное время отключения Тн - время между моментом внезапного возникновения отключающего дифференциального тока и моментом гашения дуги на всех полюсах. Стандартные значения максимально допустимого времени отключения УЗО типов АС и А при любом номинальном токе нагрузки и заданных нормами значениях дифференциального тока не должны превышать приведенных ниже:

Номинальном ток . . . . . . . . . . . .IДn 2 IДn 5 IДn 500 А

Время отключения, с . . . . . . . . . .0,3 0,15 0,04 0,04

Стандартные значения допустимого времени отключения и неотключения для УЗО типа S при любом номинальном токе нагрузки свыше 25 А и значениях номинального дифференциального тока свыше 0,03 А не должны превышать приведенных в таблице 4.1.

Таблица №4.1 Допустимое время отключения и неотключения УЗО

Суммарный ток утечки сети с учетом присоединяемых стационарных и переносных электроприемников в нормальном режиме работы не должен превосходить 1/3 номинального тока УЗО. Согласно ПУЭ при отсутствии данных ток утечки электроприемников следует принимать из расчета 0,4мА на 1А тока нагрузки, а ток утечки сети - из расчета 10 мкА на 1м длины фазного проводника.

Для повышения уровня защиты от возгорания при замыканиях на заземленные части, когда величина тока недостаточна для срабатывания максимальной токовой защиты, на вводе в квартиру, индивидуальный дом и т.п. рекомендуется установка УЗО с током срабатывания до 300 мА.

Принципиальное значение при рассмотрении конструкции УЗО имеет разделение устройств по способу технической реализации на следующие два типа: УЗО, функционально не зависящие от напряжения питания (электромеханические). Источником энергии, необходимой для функционирования -- выполнения защитных функций, включая операцию отключения, является сам сигнал - ток небаланса, на который устройство реагирует; УЗО, функционально зависящие от напряжения питания (электронные). Их механизм для выполнения операции отключения нуждается в энергии, получаемой либо от контролируемой сети, либо от внешнего источника. Применение устройств, функционально зависящих от напряжения питания, более ограничено вследствие их меньшей надежности, подверженности воздействию внешних факторов и др. Однако основной причиной меньшего распространения таких устройств является их неработоспособность при часто встречающейся и наиболее опасной по условиям вероятности электропоражения неисправности электроустановки, а именно при обрыве нулевого проводника в цепи до УЗО по направлению к источнику питания. В этом случае «электронное» УЗО, не имея питания, не функционирует, а на электроустановку по фазному проводнику попадает опасный для жизни человека потенциал.

4.6 Выбор типа УЗО

Во временных указаниях по применению УЗО в электроустановках жилых зданий (И. п. от 29.04.97 №42-6/9-ЭТ, п. 4.10) указано:

«В жилых зданиях, как правило, должны применяться УЗО типа «А», реагирующие не только на переменные, но и на пульсирующие токи повреждений. Использование УЗО типа «АС», реагирующих только на переменные токи утечки, допускается в обоснованных случаях».

Устройства защитного отключения с расчетным отключающим дифференциальным током 10 мА или 30 мА обеспечивают надежную защиту и в том случае, когда ток протекает через тело человека в результате непреднамеренного прямого прикосновения к токоведущим частям. Такая защита недостижима никакими другими сопоставимыми мероприятиями по защите от непрямого прикосновения.

Время срабатывания составляет, в среднем, от 10 до 30 мс. Допустимое согласно DIN VDE 0664, EN 61 008 или МЭК 61 008 время срабатывания макс. 0,3с (300 мс) при этом не превышается.

Для обеспечения электробезопасности установки НУМ было решено использовать УЗО марки Siemens типа 5SM3 311-6. Это УЗО типа АС, оно срабатывает без задержки времени, импульсная прочность >1 кА. УЗО рассчитано на протекающие токи до 16А, отключающий дифференциальный ток 30 мА, время отключения не более 30 мс.

Глава 5. Экологическая часть

5.1 Строение и характеристики геомагнитного поля Земли

Большинство планет Солнечной системы в той или иной степени обладают магнитными полями. Земля обладает магнитным полем дипольного типа, как будто бы в ее центре расположен гигантский полосовой магнит. Общепризнанной теории происхождения магнитного поля Земли до сих пор нет. Среди имеющихся гипотез наиболее правдоподобны две: поле вызвано вращающимся железным ядром Земли или гигантским электрическим током, опоясывающим Землю на большом расстоянии от центра Земли. Основную часть геомагнитного поля Земли составляет - магнитосфера (внешнее поле) и некоторую ее часть магнетизм собственно самой Земли и ее недр.
Магнитосфера (рис.5.1) - область околоземного космического пространства, заполненная заряженными частицами и контролируемая магнитным полем Земли. Магнитосфера формируется в результате взаимодействия солнечного ветра с плазмой верхних слоев атмосферы и магнитным полем Земли. По форме магнитосфера представляет собой каверну и длинный хвост, которые повторяют форму магнитных силовых линий. Магнитосфера отделена от межпланетного пространства магнитопаузой.

Рисунок 5.1. Магнитосфера

Магнитопауза - внешняя граница магнитосферы Земли, на которой динамическое давление солнечного ветра уравновешивается давлением собственного магнитного поля. Из-за воздействия солнечных корпускулярных потоков размеры и форма магнитосферы постоянно меняются, и возникает переменное магнитное поле, определяемое внешними источниками. Его переменность обязана своим происхождением токовым системам, развивающимся на различных высотах от нижних слоев ионосферы до магнитопаузы. При типичных параметрах солнечного ветра подсолнечная точка удалена от центра Земли на 9-11 земных радиусов. В период магнитных возмущений на Земле магнитопауза может приближаться на 6,6 радиусов Земли. При слабом солнечном ветре подсолнечная точка находится на расстоянии 15-20 радиусов Земли.

Хвост магнитосферы образован силовыми линиями магнитного поля Земли, выходящими из полярных областей и вытянутых под действием солнечного ветра на сотни земных радиусов от Солнца в ночную сторону Земли. В итоге плазма солнечного ветра и солнечных корпускулярных потоков как бы обтекают земную магнитосферу, придавая ей своеобразную хвостатую форму. В хвосте магнитосферы, на больших расстояниях от Земли, напряженность магнитного поля Земли, а, следовательно и их защитные свойства, ослабляются, и некоторые частицы солнечной плазмы получают возможность проникнуть и попасть во внутрь земной магнитосферы и магнитных ловушек. Эти зоны получили название радиационных поясов, или поясов Ван Аллена.

Радиационные пояса Земли (РПЗ) - две области ближайшего околоземного космического пространства, которые в виде замкнутых магнитных ловушек окружают Землю. В них сосредоточены огромные потоки протонов и электронов, захваченных дипольным магнитным полем Земли. В радиационных поясах частицы под действием магнитного поля движутся по сложным траекториям из Северного полушария в Южное и обратно. У Земли обычно выделяют внутренний и внешний радиационные пояса. Первый пояс простирается от 960 до 8000 км над земной поверхностью; второй - от 16 000 до 64 000 км.

5.2 Параметры магнитного поля

Точки Земли, в которых напряжённость магнитного поля имеет вертикальное направление, называют магнитными полюсами. Таких точек на Земле две: северный магнитный полюс и южный магнитный полюс.

Рисунок 5.2. Параметры магнитного поля

Прямая, проходящая через магнитные полюсы, называется магнитной осью Земли. Окружность большого круга в плоскости, которая перпендикулярна к магнитной оси, называется магнитным экватором. Напряжённость магнитного поля в точках магнитного экватора имеет горизонтальное направление. Проекция силовой линии геомагнитного поля на поверхность Земли называется - магнитным меридианом. Магнитные меридианы представляют собой сложные кривые, сходящиеся в северном и южном полюсах магнитных Земли.

По форме основное магнитное поле Земли до расстояний менее трех радиусов близко к полю эквивалентного магнитного диполя. Его центр смещен относительно центра Земли на 430 км от геометрического центра в сторону Марианской впадины. Ось этого диполя наклонена к оси вращения Земли на 11,5°. На такой же угол геомагнитные полюса отстоят от соответствующих географических полюсов. При этом южный геомагнитный полюс находится в северном полушарии. А северный геомагнитный полюс в южном полушарии. Известно, что одинаковые полюса отталкиваются, а не притягиваются. Из этого следует, что северный магнитный полюс на самом деле физически является южным.) (эксцентричного, со смещением от центра Земли приблизительно на 436 км)

Рисунок 5.3. Форма магнитного поля земли

Каждый день северный магнитный полюс движется по эллиптической траектории, и, кроме того, смещается в северном и северо-западном направлении со скоростью около 10 км в год, поэтому любые его координаты являются временными и неточными. Со второй половины ХХ века полюс довольно быстро движется в сторону Таймыра. Согласно имеющимся данным, за 4.5 миллиарда лет, прошедших со времени образования Земли, северный магнитный полюс успел побывать на большей части земной поверхности. Противоположностью северного магнитного полюса является южный магнитный полюс, который расположен в Антарктике. Если провести условную линию от одного полюса до другого, то она не пройдёт точно через центр Земли. Это связано с тем, что магнитное поле Земли не совсем симметрично.

Составляющие геомагнитного поля Земли

В основе образования магнитного поля лежат внутренние и внешние причины. Постоянное магнитное поле образуется благодаря электрическим токам, возникающим во внешнем ядре планеты, переменное магнитное поле образуют солнечные корпускулярные потоки.

Магнитное поле Земли (геомагнитное поле) можно разделить на следующие три основные части.

1. Основное магнитное поле Земли, испытывающее медленные изменения во времени.

2. Мировые аномалии - отклонения от эквивалентного диполя до 20% напряженности отдельных областей с характерными размерами до10 000 км. Примеры аномалий: Бразильская, Канадская, Сибирская, Курская. Они обусловлены намагниченностью горных пород в верхнем слое Земли, слагающих земную кору и расположенных близко к поверхности. Одна из наиболее мощных - Курская магнитная аномалия.

3. Переменное магнитное поле Земли (так же называемое внешним) определяется источниками в виде токовых систем, находящимися за пределами земной поверхности и в ее атмосфере. Основными источниками таких полей и их изменений являются корпускулярные потоки намагниченной плазмы, приходящие от Солнца вместе с солнечным ветром, и формирующие структуру и форму земной магнитосферы.

5.3 Влияние геомагнитного поля на организм человека

У человека при кратковременном его пребывании в немагнитной (гипомагнитной) среде немедленно изменяется реакция центральной нервной системы.

Циркадный ритм (биоритм жизни человека) напрямую зависит от магнитного поля Земли Слабые электромагнитные поля, как искусственные, так и естественные, оказывают влияние на циркадные ритмы и некоторые физиологические функции у людей, а значит, и на их общее состояние. Оба поля препятствуют десинхронизации, которая наблюдается при отсутствии естественного и искусственного магнитных полей. Конечно, магнитное поле с частотой 10 Гц не является единственным компонентом естественного поля, которое оказывает влияние на человеческий организм.

В других экспериментах было показано, что низкочастотное (2 -- 8 Гц) электромагнитное поле оказывает влияние на время реакции человека на оптический сигнал. Магнитное поле 5 -- 10 Гц и частотой 0,2 Гц изменяет время реакции человека и на другие раздражители.

Исследования показали, что если на человеческий организм кратковременно воздействует переменное магнитное поле с частотой 0,01 -- 5 Гц и напряженностью 1000 гамм, то характер электроэнцефалограммы резко изменяется. После включения слабых переменных магнитных полей у людей увеличивается частота пульса, ухудшается самочувствие, появляется слабость, головная боль. При этом было зарегистрировано сильное изменение электрической активности мозга.

Магнитная буря сопровождается быстрым (от одного до нескольких часов) изменением магнитного поля с амплитудами в средних широтах от 100 до 500 нанотесл (нТл) и более. При этом нормальные суточные вариации магнитного поля Земли не превышают 50--70 нТл. По интенсивности магнитные бури могут быть большими, умеренными и слабыми. Наиболее сильные магнитные бури приходятся на период роста и спада солнечной активности, а их частота (количество) тем больше, чем выше солнечная активность в данном году. Для здоровья человека геомагнитные возмущения (магнитные бури) являются одним из немногочисленных природных абиотических факторов риска окружающей среды. Они воздействуют на организм и его регуляторные механизмы на всех уровнях: молекулярном, внутриклеточном, межклеточном и т. д. Интенсивность ответных реакций на природный стресс фактор, проявляющийся геомагнитным возмущением, зависит от индивидуальных адаптационных способностей организма, которые сформировались в ходе эволюции.

Эксперименты показывают, что существует прямое воздействие короткопериодических колебаний геомагнитного поля на организм человека. Этот факт имеет большое научное и практическое значение, поскольку во время возмущений магнитного поля Земли (магнитных бурь) регистрируются короткопериодические колебания геомагнитного поля. Значит, эти колебания будут отрицательно воздействовать на организм человека, на его здоровье.

Были проведены сопоставления короткопериодических колебаний геомагнитного поля с состоянием человеческого организма. Было показано, что когда увеличивается напряженность магнитного поля фундаментальной частоты ионосферного волновода (8 Гц), время реакции человека достоверно уменьшается на 20 мс. Когда же имеются нерегулярные колебания магнитного поля с частотой 2 -- 6 Гц, время реакции человека увеличивается на 15 мс.

По данным измерения артериального давления в течение года и определения количества лейкоцитов в крови у 43 пациентов было достоверно показано, что суточные изменения диастолического давления и содержания лейкоцитов совпадают с ежедневными изменениями магнитного поля Земли. Так же зависит от возмущенности магнитного поля Земли и частота сердечного ритма.

Существует достаточно много гипотез, как именно геомагнитные возмущения влияют на организм человека.

В научной литературе значительное количество работ посвящено изучению магнитовосприимчивости органов и тканей, которая сопоставляется с количественным содержанием в органах и тканях железа как парамагнитного элемента. Степень магнитовосприимчивости является индикатором магниточувствительности клеток при оценке биологического действия внешнего магнитного поля. Магнитным материалом клетки являются ферритин, хромопротеиды, ферредоксины и другие металлопротеиды, химические соединения и элементы, которые обладают высоким уровнем парамагнетизма.

Ряд исследователей считают, что возможной причиной связи между динамикой геомагнитных возмущений и дисфункцией живых организмов на различных структурных уровнях их организации является изменение магнитно-электрических свойств как внутри и внеклеточной воды, так и молекул воды, входящих в состав клеточных мембран. Известно, что усиление геомагнитной активности оказывает непосредственное повреждающее влияние на биомембрану, нарушая трансмембранный транспорт воды и ионов.

Несмотря на эти исследования, окончательных ответов на все вопросы, связанные с магниторецепцией биосистем, пока не получено. Накапливаются сведения о свойствах и роли электрических и магнитных полей, которые образуются в самих биологических субстратах на разных уровнях рецепции: субмолекулярном, молекулярном, структурном и даже органном.

Глава 6. Экономическая часть

В процессе изготовления опытной партии было смонтировано, откачано и представлено на испытания 6 магнетронов. Три магнетрона забракованы. Выход годных по опытной партии составил 50%.

Трудоемкость составила - 1385,37 н/ч.

Затраты на одно изделие составили:

№	Наименование статей	Затраты на единицу в рублях
1	Основные материалы	11 676
2	Комплектующие изделия	28 600
3	Вспомогательные материалы	1 168
4	ОЗП	145 381
5	Дополнительная зарплата	13 782
6	Отчисления на соц. страхование	48 704
7	Содержание оборудования	385 346
8	Цеховые расходы	472 953
9	Общезаводские расходы	525 493
10	Фабрично-заводская себестоимость	1 633 102
11	Полная себестоимость	1 633 102
12	Прибыль	300 328
13	Оптовая цена	1 933 430

Заключение

На предприятии ОАО «Плутон», в рамках ОКР, целью которой является разработка мощного малогабаритного магнетрона 3-мм диапазона длин волн с принудительным воздушным охлаждением, автором была проведена дипломная работа.

В данной работе мы изучили конструкцию, принцип действия и технологию изготовления магнетрона. Была проведена оптимизация параметров некоторых узлов магнетрона для соответствия требованиям заказчика.

В ходе разработки мы определили две конструкции магнетронов, отвечающие заданным требованиям. Это конструкция магнетрона со встроенной системой охлаждения и с внешней системой охлаждения.

Благодаря введению специальных теплопроводящих элементов конструкции, припаянных к анодному блоку и ребрам охлаждения, была обеспечена наиболее эффективная теплоотдача от анодного блока на ребра охлаждения системы. Наиболее эффективный теплоотвод возможен при использовании цилиндров из материала медь. Оптимальная высота ребер охлаждения - 4 мм.

Получить АЗС с минимальными потерями и при этом иметь максимальную формоустойчивость при работе магнетрона в генераторном режиме не удалось, поэтому были выбраны компромиссные решения. Была выбрана медно-молибденовая система с толщиной молибдена на ламели 1мм.

Исследования по измерению температуры анодного блока магнетронов со встроенной и внешней системой охлаждения позволили сделать вывод о том, что второй вариант конструкции магнетрона лучше приспособлен для работы в реальных условиях в связи с меньшей максимальной температурой нагрева.

Уменьшение массы магнетрона, до соответствия требованию заказчика не более 1кг, было достигнуто в основном за счет оптимизации размеров и конструкции магнитопровода.

Значения, полученные на установке «горячих» измерений, полностью удовлетворяют поставленным требованиям и подтверждают хорошую работоспособность созданного прибора.

В результате данной работы удалось получить мощный малогабаритный прибор, обладающий заявленными электродинамическими параметрами и отлично функционирующий в заданном рабочем режиме.

Список литературы

1. Лебедев И.В. «Техника и приборы СВЧ» т.2. Под редакцией Девяткова Н.Д., М. «Высшая школа», 1970г.

2. Шлифер Э. Д. «Расчёт многорезонаторных магнетронов» 2-ое издание, МЭИ, 1966г.

3. «Электронные сверхвысокочастотные приборы со скрещенными полями», под редакцией М. М. Федорова, том 2, издательство иностранной литературы, Москва 1961г.

4. Трутень И.Д. «Импульсные миллиметровые магнетроны». Сборник «Электроника и радиофизика миллиметровых и субмиллиметровых радиоволн». Под общей редакцией Усикова А.Я. «Наукова думка». Киев. 1986г.

5. Зусмановский С.А. «Магнетроны сантиметрового диапазона», М.: издательство «Советское радио», 1951г.

6. Панин И.С., Панченко Л.В. «Импульсные магнетроны», М.: издательство «Советское радио», 1966г.

7. Гурко А.А. «Повышение информативности контроля параметров колебательной системы магнетрона на низком уровне мощности»

8. Бычков С.И. «Магнетрон», М.: Военное издательство министерства обороны СССР, 1957г.

9. Хлопов Ю.Н. «Основы использования магнетронов», М.: издательство «Советское радио», 1976г.

10. Панин И.С., Панченко Л.В. «Элементы радиоэлектронной аппаратуры», М.: издательство «Советское радио», 1966г.

11. Стальмахов В.С. «Основы электроники СВЧ приборов со скрещенными полями», М.: издательство «Советское радио», 1963г.

12. Федоров М.М. «Электронные сверхвысокочастотные приборы со скрещенными полями», М.: «Издательство иностранной литературы», 1961г.

13. Капица П.Л. «Электроника больших мощностей», М.: «АН СССР», 1962г.

14. Михеев М.А. Михеева И.М. «Основы теплопередачи» издание второе. М.: «Энергия», 1977г.

15. Коваленко В.Ф. «Введение в электронику сверхвысоких частот», М.: издательство «Советское радио», 1955г.

16. Гвоздовер С.Д. «Теория электронных приборов сверхвысоких частот», М.: «Государственное издание технико-технической литературы», 1954г.

17. Трудовой кодекс РФ (ФЗ №197, 30.12.01).

18. ГОСТ 12.1.030-01. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление.

19. ГОСТ 12.0.003-99. Опасные и вредные производственные факторы.

20. ГОСТ 12.1.045-01. Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах.

21. ГОСТ 12.4.99. Средства защиты от статического электричества.

22. Экология, учебное пособие, М.: «Знание», 1997г.

23. Агаджанян Н.А., Макарова И.И. «Магнитное поле земли и организм человека», М.: «Экология человека», 2005г.

Приложение 1. Установка высокого уровня мощности

Определение формы модулирующего импульса производится осциллографическим методом по снятой с экрана электронно-лучевой трубки осциллограмме, при этом измеряются следующие параметры:

- длительность импульса;

- длительность фронта импульса;

- длительность спада импульса;

- скос импульса;

- выброс в начале импульса;

- пульсации импульса;

- выброс обратной полярности на спаде импульса.

Измерение амплитуды модулирующего импульса производится осциллографическим методом с применением калиброванного делителя.

Измерение параметров модулирующего импульса производится при работе источника импульсного напряжения непосредственно на испытываемый прибор.

Измерение параметров, характеризующих форму модулирующего импульса, производится на установке, структурная схема которой приведена на рис. 1.

Рисунок 1. Схема установки для измерения параметров модулирующих импульсов.

Основные элементы, входящие в структурную схему:

ИП - испытываемый прибор;

ИМН - источник импульсного модулирующего напряжения, обеспечивающий режим работы самого прибора;

ДН - делитель напряжения емкостного, омического или смешанного типа;

ОС - осциллограф.

При применении осциллографа допускают подачу измеряемого значения импульсного напряжения непосредственно на отклоняющие пластины ЭЛТ, делитель напряжения из схемы исключают.

Снятие электрических параметров магнетрона производится по схеме, показанной на рис. 2.

Рисунок 2. Блок - схема установки для измерения электрических параметров магнетрона.

ГИ - генератор импульсов (Г5-15);

М - модулятор;

КВ - киловольтметр;

МА - миллиамперметр;

МИ - исследуемый магнетрон;

ПГИ - прибор горячих измерений;

Ч - частотомер (Ч3-34);

О - осциллограф;

ИМ - измеритель мощности (М3-22).

Приложение 2. Сборочный чертеж

Размещено на Allbest.ru