Справочник электрика
Подождите немного. Документ загружается.
651
651
Формулы электротехники
ФОРМУЛЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ.
Закон Ома для участка цепи постоянного тока
U=I*R,
где U— напряжение на участке цепи, В, I— сила тока на этом участке, А, R — сопротивление участка
цепи, Ом. Сопротивление проводника
R=p*l/S
где р — удельное сопротивление. Ом • м, l — длина проводника, м, S — площадь поперечного сечения
проводника, м^2
Формула зависимости сопротивления проводника от температуры
Rt=Rt0[1+a(t-t0)],
где Rt и Rt0 — сопротивления проводника соответственно при температурах t и t0. С, а —
температурный коэффициент сопротивления Ом/°С.
Общее сопротивление цепи:
при последовательном соединении сопротивлений
R=R1+R2+R3+. .+Rn
при параллельном соединении
Общая емкость конденсаторов:
при последовательном соединении
при параллельном соединении
С = С1 +С2 +С3+...+Сn.
Мощность постоянного тока, Вт,
652
652
Р=U*I
Энергия электрической цепи, Дж, W =Pt.
где Р — мощность, Вт, t — время, с.
Количество теплоты, выделяющееся в проводнике, Дж,
A=I^2Rt,
где I — сила тока. А, R — сопротивление проводника, Ом, t — время прохождения тока, с.
Закон Ома при переменном токе
U =IZ.
где Z — полное сопротивление, Ом.
653
653
где I — частота, Гц, w — число витков в катушке, В — индукция магнитного поля в стали
магнитопровода, Т, S — площадь сечения магнитопровода, м^2. Подъемная сила электромагнита, Н,
F=3978*B^2*S*10^2;
где В — магнитная индукция. Т, S — площадь сечения электромагнита, м^2.
Частота вращения магнитного поля электрической машины, об/мин,
n=60f/p
где р — число пар полюсов машины.
Мощность однофазного переменного тока:
активная, Вт,
Р = U*Icosф, реактивная, вар,
Q = UI sinф, полная, В-А,
654
654
Краткие сведения о надежности электротехнических устройств
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ.
Надежность — свойство технического устройства или изделия выполнять свои функции в пределах
допустимых отклонений в течение определенного промежутка времени.
Работоспособность — состояние изделия, при котором оно способно выполнять свои функции в
пределах установленных требований.
Отказ — событие, при котором нарушается работоспособность изделия.
Неисправность — состояние изделия, при котором оно не соответствует хотя бы одному требованию
технической документации.
Наработка — продолжительность работы изделия в часах
655
655
или других единицах времени.
Наработка на отказ, или среднее время безотказной работы — среднее значение наработки
ремонтируемого изделия между отказами.
Вероятность безотказной работы — вероятность того, что в данный промежуток времени не возникнет
отказа изделия.
Интенсивность отказов — вероятность отказа неремонтируемого изделия в единицу времени после
данного момента времени.
Безотказность — свойство изделия сохранять работоспособность в течение некоторой наработки.
Долговечность — свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с
перерывами на обслуживание и ремонт.
Ресурс — наработка изделия до предельного состояния, оговоренная в технической документации.
Срок службы — календарная продолжительность работы изделия до предельного состояния,
оговоренная в технической документации.
Ремонтопригодность — доступность изделия для его обслуживания и ремонта.
Отказы электротехнического изделия могут означать не только электрические или механические
повреждения, но и уход его параметров за допустимые пределы. В связи с этим отказы могут быть
внезапными и постепенными.
Возникновения внезапных отказов в устройстве являются случайными событиями. Эти отказы могут
быть независимыми, когда отказ одного элемента в устройстве происходит независимо от других
элементов, и зависимыми, когда отказ одного элемента вызван отказом других. Разделение отказов на
внезапные и постепенные является условным, так как внезапные отказы могут быть вызваны
развитием постепенных отказов.
Количественной характеристикой для математического определения надежности является
интенсивность отказов устройства в единицу времени, которая обычно измеряется числом отказов в
час.
Величина, обратная интенсивности отказов, называется средней наработкой до первого отказа и
измеряется в часах.
В течение срока службы технического устройства можно выделить три периода, интенсивность отказов
в которых меняется по-разному.
В первый период, называемый периодом приработки, происходит выявление конструктивных,
технологических, монтажных и других дефектов, поэтому интенсивность отказов может повышаться в
начале периода, понижаясь при подходе к периоду нормальной работы.
Период нормальной работы характеризуется внезапными отказами постоянной интенсивности, которая
увеличивается к периоду износа.
В период износа интенсивность отказов увеличивается с течением времени по мере износа изделия.
Очевидно, основным должен быть период нормальной работы, а другие периоды являются периодами
входа и выхода из этого периода.
Надежность изделия закладывается на стадии проектирования. Если принятые при этом
конструкторские решения соответствуют мировому уровню, то это будет способствовать большей
656
656
надежности при работе изделия. Так же влияют технология производства и грамотность кадров на всех
уровнях.
На надежности изделия сказываются условия транспортировки и хранения, монтаж, наладка и обкатка,
соблюдение правил эксплуатации оборудования.
Обеспечение безопасного обслуживания персоналом машин и аппаратов и защита их от влияния
окружающей среды
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ПЕРСОНАЛОМ МАШИН И
АППАРАТОВ И ЗАЩИТА ИХ ОТ ВЛИЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.
Имеются различные исполнения машин и аппаратов по степени защиты и среди них выбирают такие
исполнения, которые были бы безопасны и надежно работали в данных условиях. Степень защиты
указывается в технической документации и в паспорте, укрепляемом на машине или аппарате.
Классы электротехнических изделий по способу защиты человека представлены в табл. 1. 6.
Таблица 1. 6 КЛАССЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ ПО СПОСОБУ ЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА ОТ
ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ
Характеристики степеней защиты оболочек электрооборудования напряжением до 1000 В от
поражения персонала и от влияния внешней среды приведены в табл. 1. 7.
Таблица 1.7 ХАРАКТЕРИСТИКИ СТЕПЕНЕЙ ЗАЩИТЫ ОБОЛОЧЕК ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В
657
657
Окончание табл. 1. 7
658
658
Обозначения степеней защиты оболочек аппаратов показаны в табл. 1. 8.
Степени защиты электрических машин показаны в табл. 1. 9.
Условное обозначение степени защиты содержит следующие данные в указанной последовательности:
a) IP — первые буквы английских слов International Protection, означающие защиту по международным
нормам; б) первая цифра указывает степень защиты от соприкосновения и попадания посторонних тел;
в) вторая цифра указывает степень защиты от проникновения воды.
Способ охлаждения электрической машины обозначается символом IС (первые буквы слов International
Cooling, означающих охлаждение по международным нормам), и цифрами.
Таблица 1.8 УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ СТЕПЕНЕЙ ЗАЩИТЫ ОБОЛОЧЕК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
АППАРАТОВ НАПРЯЖЕНИЕМ,ДО 1000 В
659
659
Таблица 1.9 УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ СТЕПЕНЕЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В
Электрические машины со степенями защиты IР54 и IР44 выпускаются со способом охлаждения
1С0141. Первые две цифры (01) определяют, что внешняя поверхность машины обдувается
вентилятором, насажденным на вал машины и охлаждающим машину окружающим воздухом через ее
оболочку.
Следующие две цифры (41) относятся к внутренней части машины и означают, что воздух внутри
машины приводится в движение самим ротором или дополнительным внутренним вентилятором и
тепло внутри машины передается окружающей среде через поверхность станины, которая может быть
гладкой или с ребрами.
Способ охлаждения IС0041 отличается от предыдущего отсутствием внешнего вентилятора.
При способе охлаждения IС0151 обмен теплотой между воздухом внутри и вне машины происходит с
помощью встроенного охладителя.
Способ охлаждения IС01 имеют машины в исполнении IP23.
660
660
Электрооборудование обычно предназначается для работы на высоте над уровнем моря до 1000 м при
температуре внешней среды не выше +40 С и не ниже —45 С.
Установлены следующие категории мест размещения электрооборудования при эксплуатации:
1 — на открытом воздухе, где они подвергаются воздействию всех природных факторов,
2 — помещения, в которых отсутствует прямое воздействие атмосферных осадков и солнечных лучей
(навесы, палатки и т. д.),
3 — закрытые помещения с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических
условий, где колебания температуры и влажности воздуха, солнечного света, воздействие песка и пыли
меньше, чем на открытом воздухе (неотапливаемые помещения).
4 — помещения с искусственно регулируемыми климатическими условиями (производственные
помещения закрытые отапливаемые и вентилируемые).
5 — помещения с повышенной влажностью, в которых возможно длительное нахождение воды или
конденсированной влаги, например, неотапливаемые и невентилируемые помещения под землей, в
том числе шахты и подвалы.
Электрооборудование по условиям окружающей среды может иметь следующие исполнения:
для умеренного климата У1—У5,
для холодного и умеренного климата ХЛ1—ХЛ5,
УХЛ1-УХЛ5,
для тропического климата Т1—Т5
Электроустановки во взрывоопасных зонах
ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ВО ВЗРЫВООПАСНЫХ ЗОНАХ.
Электрооборудование таких электроустановок имеет степень защиты от взрыва окружающей
взрывоопасной смеси газов и паров с воздухом в зависимости от категорий и групп этих смесей,
которые показаны в табл. 1. 10 и 1. 11, где БЭМЗ — безопасный экспериментальный максимальный
зазор между фланцами оболочки, через который не происходит передачи
взрыва из оболочки в окружающую среду при любой концентрации смеси в воздухе.
Температура самовоспламенения — самая низкая температура горючего вещества, при которой
происходит увеличение скорости реакций, заканчивающихся пламенным горением.
Взрывозащищенное электрооборудование — электрооборудование, в котором предусмотрены
конструктивные меры по устранению или затруднению возможного воспламенения окружающей
взрывоопасной среды.
Уровни взрывозащиты электрооборудования.
Уровень 2 — электрооборудование повышенной надежности против взрыва — Взрывозащищенное
электрооборудование, в котором защита от взрыва обеспечивается только в признанном нормальным
режиме работы.