Электроизоляционные материалы на основе каучуков

Полимеры, которые при нормальной температуре подвержены большим обратимым деформациям растяжения (до многих сотен процентов), называются эластомерами. Эластомерами являются все каучуки и резины. На основе каучука получают также твердые

резины, которые имеют относительное удлинение на разрыв всего несколько процентов (2...6%). Такими являются пластмассы на

основе каучука.

Каучуки бывают натуральные и искусственные (синтетические).

Натуральный каучук (НК) получают из млечного сока (латекса) тропических растений гевеи, каучуконосных кустарников кок-сагыз и др. По химическому составу он представляет собой полимерный углерод, имеющий структуру, которая характеризуется наличием двойных связей:

Высокая эластичность каучука связана с зигзагообразной формой цепочек его молекул. При действии на каучук растягивающего усилия форма цепочки приближается к прямоугольной. В естественном состоянии каучук - аморфное вещество, а в растянутом состоянии имеет упорядоченное расположение молекул, характерное для кристаллических тел. После снятия растягивающего усилия каучук снова приобретает аморфное состояние. Натуральный каучук не полярен. Он легко растворяется в эфире, бензине, минеральных маслах; не растворяется в воде; при нагревании до температуры 90 °С размягчается.

Высокая эластичность каучука связана с зигзагообразной фор­мой цепочек его молекул. При действии на каучук растягивающего усилия форма цепочки приближается к прямоугольной. В естествен­ном состоянии каучук - аморфное вещество, а в растянутом состо­янии имеет упорядоченное расположение молекул, характерное для кристаллических тел. После снятия растягивающего усилия каучук снова приобретает аморфное состояние. Натуральный каучук не полярен. Он легко растворяется в эфире, бензине, минеральных маслах; не растворяется в воде; при нагревании до температуры 90 °С размягчается, а при температуре ниже нуля становится твердым и хрупким.

Сырьем для синтетических каучуков (СК) служат спирт, попут­ные продукты нефтедобычи, природного газа и нефтепереработ­ки. Наиболее близкими по свойствам к натуральному каучуку яв­ляются синтетические каучуки углеводородного состава: бутадие­новый (СКБ), бутадиен-стирольный (СКС), бутилкаучук. В промыш­ленности синтезируют изопреновый (СКИ), полихлоропреновый, полисилоксановый каучуки.

Синтетические каучуки подразделяются на каучуки общего на­значения (универсальные) и специального назначения (теплостой­кие, морозостойкие, маслостойкие, кислотоупорные и др.).

Бутадиеновый каучук (СКБ) получают полимеризаци­ей бутадиена в присутствии катализатора' (металлического натрия). Он является каучуком общего назначения.

2. Устройство и принцип действия генератора переменного тока.

Генераторный режим. Если обмотку статора включить в сеть, а ротор асинхронной машины посредством приводного дви­гателя ПД (двигатель внутреннего сгорания, турбина и т. п.), яв­ляющегося источником механической энергии, вращать в направ­лении вращения магнитного поля статора с частотой n₂ > п₁ то направление движения ротора относительно поля статора изме­нится на обратное (по сравнению с двигательным режимом работы этой машины), так как ротор будет обгонять поле статора. При этом скольжение станет отрицательным, а ЭДС, наведенная в обмотке ротора, изменит свое направление. Электромагнитный момент на роторе М также изменит свое направление, т. е. будет направлен встречно вращающемуся магнитному полю статора и станет тормозящим по отношению к вращающемуся моменту при­водного двигателя М.

В этом случае механическая мощность приводного двигателя в основной своей части будет преобразована в электрическую активную мощность Р₂ перемен­ного тока. Особенность работы асинхронного генератора состоит в том, что вращающееся магнитное поле в нем создается реактивной мощностью Q трехфазной сети, в которую включен генератор и куда он отдает вырабатываемую активную мощность Р₂. Следова­тельно, для работы асинхронного генератора необходим источник переменного тока, при подключении к которому происходит воз­буждение генератора, т. е. в нем возбуждается вращающееся маг­нитное поле.

Скольжение асинхронной машины в генераторном режиме может изменяться в диапазоне - ∞ < s < 0, т. е. оно можетприни­мать любые отрицательные значения.

3. Учет электроэнергии и схемы включения счетчиков активной и реактивной энергии.

Активную энергию в цепях переменного тока измеряют индукционными счетчиками, включаемыми в цепи по тем же схемам, что и ваттметры.

Рис 20.2 Схема включения однофазного индукционного счетчика активной энергии.

Активная энергия, учтенная счетчиком,

А = Сп;

где С — постоянная счетчи­ка, равная активной энер­гии, приходящейся на один оборот диска, она выража­ется в ватт - секундах или гектоватт - часах; п — число оборотов диска.

Для измерения активной энергии в системах энерго­снабжения широкое примене­ние находят двух- и трех­элементные счетчики, включенные через измерительные трансформаторы тока и напряжения. На рис. 20.3 в качестве примера приведена схема включения трехфазного трехпроводного трехэлементного трансформаторного счетчика ак­тивной энергии (ГОСТ 6570—75), где зажимы Г присоединяются к источнику питания, а зажимы Н — к фазам приемника.

Рис 20.3 Схема включения трехфазного трехпроводного трехэлементного трансформаторного счетчика ак­тивной энергии.

Реактивную энергию измеряют специальными индукционными счетчиками реактивной энергии

Рисунок 20.4 Схема подключения счетчика ПСЧ – 4РП для измерения реактивной энергии.

4. Коэффициент мощности и его определение.

Работа асинхронных двигателей, трансформаторов и других устройств переменного тока, обладающих индуктивным сопро­тивлением, сопровождается периодическим изменением возни­кающего в них магнитного потока. При всяком изменении маг­нитного потока в цепи этих устройств возникает электродвижущая сила самоин­дукции, противодействующая изменению магнитного потока. По­этому напряжение генераторов переменного тока, установлен­ных на электростанциях, содержит составляющую, которая в каждый момент времени компенсирует противодействие электродвижущей силы самоиндукции. Следовательно, и мгновенное значение мощности генератора всегда содержит такую составляющую, которая обусловлена противодействием электродвижущей силы самоиндукции. Эта со­ставляющая мгновенной мощности генератора называется реак­тивной мощностью.

Как известно из курса электротехники, реактивная мощ­ность, идущая на создание магнитного потока в аппаратах и машинах, обладающих индуктивным сопротивлением, 4 раза в течение каждого периода переменного тока меняет свое направление, причем среднее значение этой мощности за каждый полупериод равно нулю.

Таким образом, токоприемникам промышленных предприя­тий доставляется, кроме активной энергии, преобразуемой в них в другие виды энергии, и реактивная энергия, которая необхо­дима для создания магнитных полей в электродвигателях и трансформаторах.

Реактивная энергия, соответствующая реактивной мощности, не производит полезной работы. Обмен реактивной мощностью между токоприемниками и генераторами электростанций приво­дит к добавочным потерям энергии в линиях, трансформаторах и генераторах.

Мерой соотношения между активной и реактивной мощно­стью является коэффициент мощности, определяемый как отно­шение активной мощности Р к полной S:

(83)

где Q – передаваемая реактивная мощность.

При синусоидальной форме напряжения и тока величина коэффициента мощности совпадает с косинусом угла сдвига фаз между напряжением и током.

По формуле (83) можно определить текущее значение ко­эффициента мощности для определенного момента времени.

Основным показателем потребления реактивной мощности за некоторый период наблюдения (сутки, месяц, год) является средневзвешенный коэффициент мощности, рассчитываемый по формуле:

(84)

где W_а и W_р – разность показаний счетчиков активной и реак­тивной энергии за период наблюдения.

Коэффициент мощности электротехнической установки без применения специальных средств для повышения его носит на­звание естественного. Естественный cosφ большей части про­мышленных предприятий колеблется в пределах 0,6 – 0,8.

Реактивная энергия, потребляемая предприятием, определя­ется намагничивающей мощностью, требуемой отдельным эле­ментам электроустановки. На долю асинхронных двигателей приходится более 60% всей реактивной энергии, потребляемой от энергетических систем промышленными предприятиями, а на долю трансформаторов – до 20%. Остальная часть (около 20%) приходится на долю преобразовательных подстанций, установок индукционного нагрева, реакторов, воздушных линий. Та­ким образом, основными потребителями реактивной энергии на промышленных предприятиях являются асинхронные двигатели и трансформаторы.

На нефтепромыслах реактивную мощность потребляют в ос­новном асинхронные двигатели. Номинальный коэффициент мощности современных асинхронных двигателей составляет 0,75 – 0,9. Однако при эксплуатации он оказывается значитель­но более низким по нескольким причинам.

5. Помощь при ожогах

Ожогом называют повреждение живых тканей, вызванное воздействием высокой температуры, химическими веществами, электрической или лучистой энергией. Различают термические, химические, электрические и лучевые ожоги.

В быту и чрезвычайных ситуациях наиболее часто встречаются термические ожоги. Они возникают от действия пламени, расплав­ленного металла, пара, горячей жидкости, от контакта с нагре­тым металлическим предметом. Чем выше температура воздействующего на кожу вредного фактора и продолжительнее время, тем серьезнее поражения. Особенно опасны ожоги кожных покровов, сочетающиеся с ожогами слизистых оболочек верхних дыхатель­ных путей. Такие сочетания возможны, если пострадавший ды­шал горячим дымом и воздухом. Это обычно происходит при по­жаре в закрытом помещении. Ожоги кожи и слизистых при пожа­ре иногда могут сочетаться с отравлением окисью углерода.

Химические ожоги происходят от действия концентрированных кислот, едких щелочей и других химических веществ. Ожоги могут быть и на слизистой оболочке рта, пищевода и желудка вслед­ствие случайного или ошибочного их употребления.

При химических ожогах после снятия одежды следует и течение 15 - 20 мин обмывать пораженный участок струей воды. Если помощь задерживается, продолжительность обмывания увеличи­вают до 30 - 40 мин. Если ожог произошел от фтористоводородном (плавиковой) кислоты, то промывать это место нужно непрерыв­но в течение 2 - 3 ч. Эффективность первой помощи оценивают по исчезновению характерного запаха химического вещества.

После тщательного обмывания при ожоге кислотой на повреж­денную поверхность накладывают повязку, пропитанную 5%-м раствором гидрокарбоната натрия (питьевой соды), а при ожогах щелочами - пропитанную слабым раствором лимонной, борной или уксусной кислоты. При ожогах известью полезны примочки 20%-м раствором сахара.

Электрические ожоги возникают при воздействии электричес­кого тока или молнии.

Лучевые ожоги наиболее часто происходят от солнца. Тяжесть состояния пострадавшего зависит от глубины, площади и места расположения ожога.

При ожогах I, II и III А степени страдают только клетки по­верхностных слоев кожи. Ожог III Б степени означает поражение всей толщи кожи. При IV степени происходит разрушение не только кожи, но и подлежащих тканей вплоть до костей.

Билет №19

1. Изоляторы, их классификация и назначение.

Изоляторы делятся на:

- опорные;

- подвесные (линейные);

- проходные.

Опорные изоляторы внутренних установок типа ОФ, ИО, ПОР на 6;10;20;35 кВ служат для крепления шин и аппаратуры распределительных устройств. Изготавливаются с овальным, круглым или квадратным основанием; металлическая часть (арматура) предназначена для крепления изоляторов снаружи фарфорового корпуса или внутри.

Опорные изоляторы наружной установки изготавливают опорно-штыревыми типа ОНШ на 10;35 кВ и опорно-стержневыми типа ОНС на 10;35;110 кВ. У них более развитая поверхность.

Проходные изоляторы для внутренней и наружной установки предназначены для вывода токоведущих частей из зданий и прокладки шин через стены и перекрытия.

Наибольшее применение имеют типа ИП с токоведущим стержнем круглого или прямоугольного сечения на напряжение 6;35 кВ и токи 400 – 10000 А.

Маслонаполненные линейные вводы предназначены для вывода проводов высокого напряжения из баков трансформаторов, высоковольтных выключателей или прохода проводов высокого напряжения через стены. Изготавливаются на напряжение от 110 до 220 кВ и токи от 1000 до

2000 А.

2. Как осуществляется параллельное включение потребителей?

Параллельное соединение потребителей называется соединение, при котором все участки цепи присоединяются к одной паре узлов, т.е. находятся под действием одного и того напряжения.

По первому закону Кирхгофа:

I = I₁ + I₂ + I₃;

I₁ = U/R₁ ; I₂ =U/R₂ ;I₃ = U/R₃;

Разделим на U

3. Устройство электрического конденсатора, его назначение.

КОНДЕНСАТОРЫ.

Схематическое устройство простейшего (так называемого плоского) конденсатора показано на рис 24.1. Как видно из рис 24.1 простейший конденсатор состоит из двух близко расположенных металлических пластин (обкладок), между которыми находится воздух или какой-нибудь другой диэлектрик (слюда, фарфор, бумага и т.д.). На этих пластинах можно накопить значительно большее количество электричества, чем на таких же пластинах, находящихся одна от другой на большом рас­стоянии. Это объясняется тем, что разноименные заряды, которые мы можем сообщить пластинам конденсатора, притягиваются и удерживают друг друга.

Рис 24.1 Устройство плоского конденсатора.

Чем меньше расстояние между пластинами, тем взаимодействие зарядов сильнее и тем большее количество электричества может накопить конденсатор (т. е. емкость конденсатора больше). Оче­видно также, что чем больше поверхность пластин конденсатора, тем больше его емкость.

Кроме того, опытным путем установлено, что емкость конденсатора прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости диэлектрика, находящегося между пластинами конденсатора.

Все сказанное позволяет записать следующую формулу для определения емкости плоского конденсатора:

где С - емкость конденсатора в фарадах (Ф):

S - поверхность одной из пластин конденсатора в квадратных метрах(м²):

d - расстояние между пластинами в метрах (м);

ε_r - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика;

ε₀ - относительная диэлектрическая проницаемость вакуума.

4. Что такое коэффициент трансформации и как его определить?

Практически коэффициент трансформации может быть определен методом двух вольтметров. При этом U₁ /U₂ = k может быть повышающий или понижающий.

5. Помощь при ожогах

Ожогом называют повреждение живых тканей, вызванное воздействием высокой температуры, химическими веществами, электрической или лучистой энергией. Различают термические, химические, электрические и лучевые ожоги.

В быту и чрезвычайных ситуациях наиболее часто встречаются термические ожоги. Они возникают от действия пламени, расплав­ленного металла, пара, горячей жидкости, от контакта с нагре­тым металлическим предметом. Чем выше температура воздействующего на кожу вредного фактора и продолжительнее время, тем серьезнее поражения. Особенно опасны ожоги кожных покровов, сочетающиеся с ожогами слизистых оболочек верхних дыхатель­ных путей. Такие сочетания возможны, если пострадавший ды­шал горячим дымом и воздухом. Это обычно происходит при по­жаре в закрытом помещении. Ожоги кожи и слизистых при пожа­ре иногда могут сочетаться с отравлением окисью углерода.

Химические ожоги происходят от действия концентрированных кислот, едких щелочей и других химических веществ. Ожоги могут быть и на слизистой оболочке рта, пищевода и желудка вслед­ствие случайного или ошибочного их употребления.

При химических ожогах после снятия одежды следует и течение 15 - 20 мин обмывать пораженный участок струей воды. Если помощь задерживается, продолжительность обмывания увеличи­вают до 30 - 40 мин. Если ожог произошел от фтористоводородном (плавиковой) кислоты, то промывать это место нужно непрерыв­но в течение 2 - 3 ч. Эффективность первой помощи оценивают по исчезновению характерного запаха химического вещества.

После тщательного обмывания при ожоге кислотой на повреж­денную поверхность накладывают повязку, пропитанную 5%-м раствором гидрокарбоната натрия (питьевой соды), а при ожогах щелочами - пропитанную слабым раствором лимонной, борной или уксусной кислоты. При ожогах известью полезны примочки 20%-м раствором сахара.

Электрические ожоги возникают при воздействии электричес­кого тока или молнии.

Лучевые ожоги наиболее часто происходят от солнца. Тяжесть состояния пострадавшего зависит от глубины, площади и места расположения ожога.

При ожогах I, II и III А степени страдают только клетки по­верхностных слоев кожи. Ожог III Б степени означает поражение всей толщи кожи. При IV степени происходит разрушение не только кожи, но и подлежащих тканей вплоть до костей.

Дата добавления: 2015-10-02