Переходные процессы в цепях переменного тока, законы коммутации, резонансные явления

Доступ к среде

Чтобы избежать коллизий и информация передавались успешно в сетях, где применяется разделяемая среда необходимо использовать, какой-то метод управления доступом к среде. Этот метод должен сделать так, чтобы в одно и то же время данные по разделяемой среде передавал только один компьютер. 

В классическом Ethernet используется метод доступа к разделяемой среде CSMA/CD. Сокращение от английского Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection. По-русски множественный доступ с прослушиванием несущей частоты и обнаружением коллизий. 

Множественный доступ означает, что у нас есть какая-то разделяемая среда, которую используют несколько компьютеров. 

Прослушивание несущей частоты

Для того, чтобы избежать коллизий, ПК передают информацию только тогда, когда среда свободна. И прослушивание это и есть способ определить свободна среда в данный момент времени или сейчас, какой-то другой ПК передает данные, через разделяемую среду. 

Несущая частота это основная гармоника сигнала, применяемая для передачи информации на физическом уровне. 

Например, в Ethernet при манчестерском кодировании происходит смена сигнала в середине каждого такта. Также дополнительно может происходить смена сигнала в конце каждого такта. Поэтому, все компьютеры смотрят изменяется ли сигнал с заданной частотой. И если сигнал изменяется, то значит, какой-то другой компьютер передает данные, поэтому сейчас передавать данные нельзя. Если же в сети нет несущей частоты, то можно передавать данные не опасаясь, что помешаешь какому-то другому устройству. Также возможен вариант, когда в сети есть какой-то сигнал. но в нем нет явно выраженной несущей частоты. Это говорит о том, что это не сигнал передачи данных, а просто помехи.  

Обнаружение коллизий

Если два компьютера начали передавать данные одновременно, то происходит коллизия. Как в Ethernet компьютера обнаруживают коллизию? Для этого они передают и принимают данные одновременно и сравнивают эти данные между собой. Если тот сигнал, который компьютер передает в сеть отличается от того, который он принимает, это значит произошла коллизия. Входной сигнал меняется из-за того, что какой-то другой компьютер передает свой сигнал в сеть. 

В Ethernet если компьютер обнаружил коллизию, он останавливает передачу и передает в сеть Jam последовательность. Это сигнал, который существенным образом искажает все данные, которые передаются по сети, усиливает коллизию, чтобы все компьютеры, которые подключены к разделяемой среде, гарантированно поняли, что коллизия произошла и остановили передачу. 

Классификация высоковольтных аппаратов по назначению

Электрический аппарат это электротехническое устройство предназначенное для управления электрическими и не электрическими объектами и защиты их в ненормальных режимах работы.

Классификация высоковольтных эл. аппаратов по назначению:

1) Коммутационные. ( выключатели, отделители, короткозамыкатели, разъединители)

2) Защитные ( предохранители)

3) Ограничивающие ( реакторы, разрядники, ОПН- ограничители перенапряжения нелинейный)

4) Измерительные аппараты (ТТ, ТН)

Выключатель предназначен для коммутации любых режимов: номинальных, токов КЗ, токов х.х. тр-ов, токов холостых линий и кабелей. Характерной особенностью этого аппарата является наличие дугогос. устр. Различают шесть групп выключателей по среде гашения дуги:

1) Маслянные выключатели — дуга, образующаяся между контактами, горит в трансформаторном масле. Под действием энергии дуги масло разлагается и образующиеся газы и пары используются для ее гашения. В зависимости от способа изоляции токоведущих частей различают баковые(35-220 кВ) выключатели и маломасляные(6-220 кВ).

2) Электромагнитные выключатели Гашение дуги происходит за счет увеличения сопротивления дуги вследствие ее ин-тенсивного удлинения и охлаждения. (6-10 кв)

3) В вакуумных выключателях контакты расходятся под вакуумом (давление равно 10-4 Па). Возник-щая при расхождении контактов дуга быстро гаснет благодаря интенсивной диффузии зарядов в вакууме. (10-35 кВ)

4) В воздушном выключателе в качестве гасящей среды исполь-ся сжатый воздух, находящийся в баке под давлением 1-5 МПа; при отключении сжатый воздух из бака подается в дугогасительное устройство. (110-1150 кВ)

5) В элегазовых выключателях гашение дуги осуществляется за счет охлаждения ее двигающимся с большой скоростью элегазом (шестифтористой серой SF6), который используется и как изолирующая среда.

6) Выключатели нагрузки ДУ этих выключателей рассчитаны только не гашение маломощной дуги, возникающей при отключении нагрузки, поэтому их нельзя использовать для отключения цепей при коротких замыканиях. Для этого с ним последовательно ставится предохранитель. (6-10 кВ)

Разъединители, отделители, короткозамыкатели – это коммут аппараты у которых нет ДУ.

Разъединитель служит для включения и откл. цепи ВН либо при токах, знчительно меньших номинальных, либо в случаях, когда отключается номинальный то, но напряжение на контактах недостаточно для образования дуги. (ручной привод)

Короткозамыкатель- это быстродействующий контактный аппарат, с помощью которого по сигналу РЗ созд-ся КЗ сети. Отделитель предст собой разъединитель, который быстро откл обесточенную цепь после подачи команды на его привод. Токоограничивающий реактор- катушка индуктивности, которая служит для ограничения тока КЗ и поддержания необходимого напряжения на сборных шинах. Реакторы позволяют применить высоковольтные выключатели и другие АВН облегченного типа, а также повысить надежность работы эл.уст-ки

Реакторы. Различают: бетонные, масляные, сдвоенные.

Разрядники, ОПН- ограничивают напряжение в эл уст-ке при коммутационных и атмосферных перенапряжениях. Разряднки: трубчатый, вентильный ОПН- усовершенствованный вентильный разрядник.ТТ, ТН- они изолируют цепи высокого напряжения от токовых цепей и цепей напряжения измерительных приборов и РЗ. ТТ- Измерительным трансформатором тока называют трансформатор, предназн-аченный для преобразования тока до значения, удобного для измерения. Вторичные токи 1, 5А

По конструкции: одновитковые( для преобраз больших токов); многовитковые ( исп-ся на малые токи); каскадные. По изоляции: масляные, литые, сухие. Новый элегазовый- ТГФ в фарфоровом корпусе > 220 кВ. ТН- предназначены для преобраз напряжения до 100, В. TН: однофазные, трехфазные, каскадные

По изоляции: масляные, литой, сухой.

Марки НАМИ-6(10),35 кВ-тр-р напряжения антирезонансный, маслян изоляц дополнит обмотка защиты изоляции

НАМИТ-6(10)- трехфазный

Последовательное соединение

При данном типе подключения проводники монтируются один за другим. В результате конец первого является началом второго и т. д. Особенность такого соединения заключается в отсутствии разветвлений. Со свойствами созданной этим способом электроцепи можно познакомиться на примере схемы с двумя потребителями, выключателем и источником питания. Последовательное подсоединение проводников обладает несколькими особенностями:

• сила тока при последовательном соединении одинакова в любом потребителе;
• общее напряжение соответствует сумме напряжений на всех нагрузках;
• сопротивление электроцепи составляют показатели сопротивления каждого потребителя.

Этот тип подключения предполагает возможность использования любого числа нагрузок. На этапе конструирования цепи следует помнить, что показатель общего сопротивления обязательно будет превышать уровень сопротивления отдельного участка. Этот факт объясняется увеличением длины проводов. В результате можно получить формулу для определения сопротивления всей цепи: R = R * n. В ней n равно числу проводников.

Также в процессе конструирования электроцепей важно помнить еще об одной важнейшей особенности последовательного подсоединения. Если в процессе работы выходит из строя даже один проводник, то ток не сможет проходить по всей схеме

Отличным примером, иллюстрирующим это свойство, будет ёлочная гирлянда. Достаточно сгореть одной лампе, и вся конструкция перестанет функционировать. Чтобы обнаружить вышедший из строя элемент, придется проверить всю гирлянду.

Общая характеристика

Назначение коммутационных аппаратов сводится к процессу пропускания электроэнергии благодаря замыканию и размыканию цепи. Сегодня все существующие агрегаты этого типа можно разделить на две категории. К первой группе относятся контактные (механические) приборы, а ко второй – бесконтактные (полупроводниковые или газоразрядные) разновидности.

Самыми часто встречаемыми приборами коммутационного типа являются выключатели, рубильники, контакторы, реле, предохранители. Они обладают определенными особенностями, которые необходимо учитывать при выборе. Приобретать коммутационный прибор необходимо в соответствии с условиями эксплуатации.

Представленные агрегаты могут иметь в своей конструкции несколько полюсов. Их количество может составлять от одного до четырех. В соответствии с этим показателем приборы также разделяют на группы. Чаще всего в продаже представлены двухполюсные изделия. Они имеют два положения – «выключено» или «включено».

Обозначения элементов на схеме

Прежде чем приступить к монтажу оборудования необходимо изучить нормативные сопровождающие документы. Схема позволяет донести до пользователя полную характеристику изделия с помощью буквенных и графических обозначений, занесенных в единый реестр конструкторской документации.

К чертежу прилагаются дополнительные документы. Их перечень может быть указан в алфавитном порядке с цифровой сортировкой на самом чертеже, либо отдельным листом. Классифицируют десять видов схем, в электротехнике обычно используют три основные схемы.

• Функциональная имеет минимальную детализацию. Основные функции узлов изображают прямоугольником с буквенными обозначениями.
• Принципиальная схема подробно отображает конструкцию использованных элементов, а также их связи и контакты. Необходимые параметры могут быть отображены непосредственно на схеме или в отдельном документе. Если указана только часть установки, это однолинейная схема, когда указаны все элементы – полная.
• В монтажной электрической схеме используют позиционные обозначения элементов, их месторасположение, способ монтажа и очередность.

Выключатель на схеме выглядит как кружок с наклоненной вправо чертой. По виду и количеству черточек определяют параметры устройства.

Кроме основных чертежей есть схемы замещения.

Коммутаторы

Коммутация по праву считается одной из самых популярных современных технологий. Коммутаторы по всему фронту теснят мосты и маршрутизаторы, оставляя за последними только организацию связи через глобальную сеть. Популярность коммутаторов обусловлена прежде всего тем, что они позволяют за счет сегментации повысить производительность сети. Помимо разделения сети на мелкие сегменты, коммутаторы дают возможность создавать логические сети и легко перегруппировывать устройства в них. Иными словами, коммутаторы позволяют создавать виртуальные сети.

В 1994 году компания IDC дала своё определение коммутатора локальных сетей: коммутатор — это устройство, конструктивно выполненное в виде сетевого концентратора и действующее как высокоскоростной многопортовый мост; встроенный механизм коммутации позволяет осуществить сегментирование локальной сети, а также выделить полосу пропускания конечным станциям в сети.

Впервые коммутаторы появились в конце 1980-х годов. Первые коммутаторы использовались для перераспределения пропускной способности и, соответственно, повышения производительности сети. Можно сказать, что коммутаторы первоначально применялись исключительно для сегментации сети. В наше время произошла переориентация, и теперь в большинстве случаев коммутаторы используются для прямого подключения к конечным станциям.

Широкое применение коммутаторов значительно повысило эффективность использования сети за счет равномерного распределения полосы пропускания между пользователями и приложениями. Несмотря на то, что первоначальная стоимость была довольно высока, тем не менее они были значительно дешевле и проще в настройке и использовании, чем маршрутизаторы. Широкое распространение коммутаторов на уровне рабочих групп можно объяснить тем, что коммутаторы позволяют повысить отдачу от уже существующей сети. При этом для повышения производительности всей сети не нужно менять существующую кабельную систему и оборудование конечных пользователей.

Общий термин коммутация применяется для четырёх различных технологий:

• конфигурационная коммутация,
• коммутация кадров,
• коммутация ячеек,
• преобразование между кадрами и ячейками.

В основе конфигурационной коммутации лежит нахождение соответствия между конкретным портом коммутатора и определенным сегментом сети. Это соответствие может программно настраиваться при подключении или перемещении пользователей в сети.

При коммутации кадров используются кадры сетей Ethernet, Token Ring и т. д. Кадр при поступлении в сеть обрабатывается первым коммутатором на его пути. Под термином обработка понимается вся совокупность действий, производимых коммутатором для определения своего выходного порта, на который необходимо направить данный кадр. После обработки он передается далее по сети следующему коммутатору или непосредственно получателю.

В технологии АТМ также применяется коммутация, но в ней единицы коммутации носят название ячеек. Преобразование между кадрами и ячейками позволяет станциям в сети Ethernet, Token Ring и т. д. непосредственно взаимодействовать с устройствами АТМ. Эта технология применяется при эмуляции локальной сети.

Коммутаторы делятся на четыре категории:

1. Простые автономные коммутаторы сетей рабочих групп позволяют некоторым сетевым устройствам или сегментам обмениваться информацией с максимальной для данной кабельной системы скоростью. Они могут выполнять роль мостов для связи с другими сетевыми сегментами, но не транслируют протоколы и не обеспечивают повышенную пропускную способность с отдельными выделенными устройствами, такими как серверы.
2. Коммутаторы рабочих групп второй категории обеспечивают высокоскоростную связь одного или нескольких портов с сервером или базовой станцией.
3. Коммутаторы сети отдела предприятия, которые часто используются для взаимодействия сетей рабочих групп. Они представляют более широкие возможности администрирования и повышения производительности сети. Такие устройства поддерживают древовидную архитектуру связей, которая используется для передачи информации по резервным каналам и фильтрации пакетов. Физически такие коммутаторы поддерживают резервные источники питания и позволяют оперативно менять модули.
4. Коммутаторы сети масштаба предприятия, выполняющие диспетчеризацию трафика, определяя наиболее эффективный маршрут. Они могут поддерживать большое количество логических соединений сети. Многие производители корпоративных коммутаторов предлагают в составе своих изделий модули АТМ. Эти коммутаторы осуществляют трансляцию протоколов Ethernet в протоколы АТМ.

Заказать решение ТОЭ

• Метрология Электрические измерения
• Пигарев А.Ю. РГЗ по электротехнике и электронике в Multisim
• Теория линейных электрических цепей ТЛЭЦ
  • —
    Теория линейных электрических цепей железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: задание на контрольные работы № 1 и 2 с методическими указаниями для студентов IV курса специальности Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте
    • —
      Контрольная работа №1
    • —
      Контрольная работа №2
• Электротехника и основы электроники
  • —
    Электротехника и основы электроники: Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников инженерно-технических специальностей высших учебных заведений / Соколов Б.П., Соколов В.Б. – М.: Высш. шк., 1985. – 128 с, ил
    • —
      Контрольная работа № 1 Электрические цепи
    • —
      Контрольная работа № 2 Трансформаторы и электрические машины
    • —
      Контрольная работа № 3 Основы электроники
• Теоретические основы электротехники ТОЭ
  • —
    Артеменко Ю.П., Сапожникова Н.М. Теоретические основы электротехники: Пособие по выполнению курсовой работы МГТУ ГА 2009
  • —
    Переходные процессы Переходные процессы в электрических цепях
  • —
    Теоретические основы электротехники Методические указания и контрольные задания для студентов технических специальностей вузов
    • —
      Задание 1 Линейные электрические цепи постоянного и синусоидального тока
      • —
        Задача 1.1 Линейные электрические цепи постоянного тока
      • —
        Задача 1.2 Линейные электрические цепи синусоидального тока
    • —
      Задание 2 Четырехполюсники, трехфазные цепи, периодические несинусоидальные токи, электрические фильтры, цепи с управляемыми источниками
  • —
    Теоретические основы электротехники сб. заданий Р.Я. Сулейманов Т.А. Никитина Екатеринбург УрГУПС 2010
  • —
    Трехфазные цепи. Расчет трехфазных цепей
  • —
    УГТУ-УПИ Решение ТОЭ Билеты по ТОЭ
  • —
    Электромагнитное поле Электростатическое поле Электростатическое поле постоянного тока в проводящей среде Магнитное поле постоянного тока

Классификация цепей

Электроцепи классифицируют по типу сложности: простые (неразветвленные) и сложные (разветвленные). Есть разделение на цепи постоянного тока и переменного, а также синусоидального и несинусоидального. Исходя из характера элементов, они бывают линейные и нелинейные. Линии переменного тока могут быть однофазными и трехфазными.

Разветвленные и неразветвленные

Во всех элементах неразветвленной цепи течет один и тот же ток. Простейшая разветвленная линия включает в себя три ветви и два узла. В каждой ветви течет свой ток. Ветвь определяют как участок цепи, который образован последовательно соединенными элементами, заключенными между двух узлов. Узел – это точка, в которой сходятся три ветви.

Линейные и нелинейные

Электрическая цепь, в которой потребители не зависят от значения напряжения и направления токов, а все компоненты линейные, называется линейной. К элементам такой цепи относятся зависимые и независимые источники токов и напряжений. В линейной сопротивление элемента не зависит от тока, например, электропечь.

В нелинейной, пассивные элементы зависят от значений направления токов и напряжения, имеют хотя бы один нелинейный элемент. Например, сопротивление лампы накаливания зависит от скачков напряжения и силы тока.

Методы автоматического расцепления

Защитные коммутационные устройства в их конструкции есть реле. Они являются частью релиза. Реле могут быть электромеханическими или статистическими. Полупроводниковые материалы контролируются и сравниваются с заданными параметрами. Этот принцип реализован во вводных машинах.

Электромеханические разновидности могут выполняться на основе электротермических, электромагнитных или комбинированных элементов. Вводное коммутационное устройство представленного типа устанавливается в квартирах, домах, промышленных предприятиях и т д

У релизов может не быть установленного временного интервала, когда релиз выполняется. Также в продаже есть устройства с независимой выдержкой или работой с зависимостью от обратного тока.

Общие сведения.

К схемам вторичной коммутации относятся схемы управления, сигнализации, измерений, релейной защиты, автоматики и телемеханики. Их составляют обычно для цепей управления, сигнализации, релейной защиты, измерений и т. п. какого-либо присоединения, что облегчает понимание взаимосвязи работы аппаратов и приборов этих присоединений. Схемы вторичной коммутации отдельных присоединений взаимно увязывают друг с другом. Этими схемами в дальнейшем пользуются при составлении монтажных схем вторичной коммутации.
Принципиальные схемы вторичной коммутации изображают совмещенным и разнесенным способом. При совмещенном способе реле, приборы и другие аппараты показывают в собранном виде. В разнесенных схемах расчленяют обмотки и контакты реле и аппаратов и показывают их там, где через них образуются электрические цепи. При этом составляют отдельно разнесенные схемы для цепей переменного тока и цепей постоянного тока. Таким образом, разнесенная схема состоит из ряда строчек (цепей) переменного и постоянного тока, которые располагают по вертикали сверху вниз или по горизонтали слева направо в порядке последовательности действия схемы. Следовательно, как отдельные строчки, так и всю схему читают или сверху вниз, или слева направо. Разнесенные схемы при соответствующем навыке дают более ясное представление о работе того или иного устройства по сравнению с совмещенными схемами.
Каждый аппарат и контакт разнесенной схемы имеет буквенное. обозначение. В качестве буквенных обозначений принимают начальные буквы, определяющие название прибора или аппарата. Например, трансформатор тока — ТТ, катушка отключения выключателя — КО, катушка включения — КВ, реле токовое — РТ и т. д. Контактам аппарата и реле дают те же буквенные обозначения, что и самим аппаратам или реле. Например, блок-контакт выключателя обозначают буквой В, контакты реле токового — РТ и т. д. Одним и тем же аппаратам, находящимся в разных фазах, присваивают дополнительную букву, обозначающую фазу (ТТА, ТТС и РТ а, РТс), а если их несколько в одной фазе, то перед буквенным обозначением ставят номер позиции, например 1ТТС и 2ТТ. Положение контактов в схемах обозначают соответствующим невозбужденному состоянию реле или невключенному положению аппаратов.

Рис. 83. Общим вид ключа управления (а), таблица замыкания контактов (б) и изображение контактов в схемах (в и г)

 Такое состояние принято называть нормальным, а контакты в этом случае называют размыкающими (замкнутые при невозбужденном состоянии реле или отключенном положении аппарата и размыкающиеся при возбужденной обмотке реле или включенном положении аппарата) или замыкающими (разомкнутые при невозбужденном состоянии реле или отключенном аппарате и замыкающиеся при возбужденной обмотке реле или включенном положении аппарата).

Для выполнения операций Включить и Отключить применяют различные кнопки и ключи управления. Ключ управления УП-5114 имеет (рис. 83) положения Включить, Включено, Отключить и Отключено. Операция Включить выполняется поворотом ключа на 45° вправо, а Отключить — на 45° влево. В обоих случаях после выполнения соответствующей операции ключ управления устанавливается в исходное положение под действием своих возвратных пружин. Ключ имеет оперативные и сигнальные контакты. Оперативные контакты 13-14 и 15-16 замыкаются при повороте рукоятки кратковременно при отключении, а контакты 9-10 и 11-12— при включении. После возврата рукоятки в вертикальное положение эти контакты размыкаются. Сигнальными контактами замыкаются цепи сигнализации, указывающие на операцию, выполненную ключом, а также ими замыкаются цепи несоответствия положения ключа и выключателя для аварийной сигнализации. В отличие от оперативных сигнальные контакты после съема команды (снятия руки с рукоятки) остаются замкнутыми или разомкнутыми. Изображение контактов ключей управления в схемах показано на рис. 83, в и г. На рис. 83, в контакт включается при повороте вправо (/) или влево (//) и отключается после возврата переключающего механизма (рукоятки) в нейтральное положение (0); на рис. 83, а контакт включается при повороте вправо (/) и остается включенным после возврата рукоятки в нейтральное положение (0); при повороте влево (//) контакт включается, а после возвращения в нейтральное положение (0) отключается.

Методы автоматического расцепления

Защитно-коммутационные аппараты имеют в своей конструкции реле. Они входят в состав расцепителей. Реле могут быть электромеханическими или статистическими. Производят контроль и сопоставление заданных параметров полупроводниковые материалы. Этот принцип заложен во вводных автоматах.

Электромеханические разновидности могут быть выполнены на базе электротепловых, электромагнитных или комбинированных элементов. Вводной коммутационный аппарат представленного типа устанавливается в квартирах, домах, на промышленных объектах и т. д.

Расцепители могут не иметь установленного интервала времени при выполнении срабатывания. Также в продаже присутствуют приборы с независимой выдержкой или срабатыванием с обратной зависимостью от тока.

Режимы электрических цепей

Переход цепи из одного режима в другой, является переходным динамическим процессом. В то время, как при стационарном установившемся режиме, токи и напряжения в цепях постоянного тока остаются неизменными по времени, при переменном токе временные функции периодически изменяются. Установленные режимы при любых параметрах полностью зависят исключительно от источника энергии. Поэтому, каждый источник энергии, постоянный или переменный, создают соответствующий ток. Причем, частота переменного тока полностью совпадает с частотой источника электрической энергии.

Возникновение переходных процессов происходит, когда каким-либо образом изменяются режимы в электрических цепях. Это может быть отключение или подключение цепей, изменения нагрузок, возникновение различных аварийных ситуаций. Все эти переключения и называются коммутацией. С физической точки зрения все процессы перехода энергетических состояний соответствуют режиму до коммутации и после коммутации.

Монтаж контрольных кабелей.

Внешние соединения вторичных цепей в основном выполняют контрольными кабелями. В пределах подстанций и распределительных устройств практически не приходится соединять кабели, поэтому выполнение соединений контрольных кабелей здесь не рассматривается.

Контрольные кабели прокладывают в кабельных каналах, туннелях и кабельных полуэтажах на специальных конструкциях, лотках и в коробах, а также открыто по стенам и потолкам. Концевые заделки контрольных кабелей выполняют по соответствующим монтажным инструкциям в зависимости от материала изоляции жил и оболочек кабеля.

При разделке контрольного кабеля с резиновой изоляцией жил на них надевают поливинилхлоридные трубки для защиты резины от высыхания. Перед разводкой и отмериванием жил кабелей для подключения к зажимам или аппаратам производят прозвонку жил и навешивание временных бирок.

Жилы контрольного кабеля предварительно распределяют по местам присоединения, по потокам, тщательно выпрямляют и укладывают в аккуратные пучки или пакеты, не допуская перекрещивания в наружном слое пакетов. Затем пучки бандажируют перфорированной пластмассовой лентой, а пакеты — полосками с пряжками.

Разложив жилы по местам присоединения и объединив в пучки и пакеты, присоединяют их к наборным зажимам или непосредственно к зажимам аппаратов или приборов. Жилы зачищают от изоляции, изгибают в кольцо и надевают на них пластмассовые бирки с условным обозначением проводника.

Алюминиевые жилы 4 присоединяют к зажимам с помощью специальной шайбы-звездочки 3 и пружинящей шайбы 2 (рис. 4). Шайба-звездочка 3 предотвращает выползание колечка алюминия из-под зажима при нажатии винта. Жилы проводов и кабелей во вторичных цепях по всей их длине не должны иметь промежуточных соединений. Соединение жил проводов и кабелей производят обычно в наборных зажимах или на контактах приборов и аппаратов; без зажимов соединяют только жилы контрольных кабелей, когда строительная длина кабеля меньше длины данной цепи.

Рис. 4. Присоединение к зажиму алюминиевой жилы контрольного кабеля:
1 — винт, 2 — пружинящая шайба, 3 — шайба-звездочка, 4 — алюминиевая жила

Типы наборных зажимов должны соответствовать напряжению цепи. Зажимы, относящиеся к разным объектам, выделяют в отдельные группы (сборки). Комплектацию наборных зажимов в группы осуществляют на специальных установочных скобках (профильных рейках), на которых можно разместить одновременно до 15 зажимов. При совместной установке зажимов на различные напряжения зажимы цепей выше 250 В, относящиеся к разным объектам, также выделяют в отдельные группы (сборки). Их закрывают кожухами и снабжают предупредительной надписью с указанием напряжения.

Сборки зажимов устанавливают в вертикальном, горизонтальном или наклонном положении по отношению к поверхности панели или камеры. Допускается их установка в два и несколько рядов, при этом расстояние между рядами не должно быть менее 150 мм.

Зажимы надежно закрепляют на опорных конструкциях. Сборки зажимов, устанавливаемых на панелях камер распределительных устройств, закрывают кожухами. При этом расстояние от стенки кожуха до зажимов должно быть не менее 40 мм, а края кожуха должны отстоять от проводов не менее чем на 15 мм. Соседние зажимы соединяют между собой специальными перемычками. Жилы разделанных многожильных кабелей и проводов для защиты изоляции от старения и повреждений помещают в изоляционные трубки либо обматывают поливинилхлоридной лентой, или покрывают светостойким лаком (например, ИКФ). Трубки и ленты должны быть из светотермостойкого поливинилхлорида. На жилы многожильных кабелей в месте их выхода из-под защитных оболочек накладывают бандажи из поливинилхлоридной или хлопчатобумажной ленты или тонкого шпагата с последующим покрытием бандажа изоляционным лаком.

Жилы проводов и кабелей, присоединяемые к зажимам и контактам аппаратов и приборов, прокладывают с достаточным запасом по длине, чтобы в случае обрыва конца жилы можно было вновь присоединить ее к зажиму. Концы жил и перемычек между зажимами на углах изгибают единообразно, а пучки длиной более 200 мм скрепляют бандажами. На концы жил проводов и кабелей надевают специальные оконцеватели из изоляционного материала или отрезки поливинилхлоридных трубок длиной около 10 мм для нанесения на них маркировочных обозначений. Концы многопроволочных жил, присоединяемые к сборкам зажимов и контактам приборов и аппаратов, оконцовывают наконечниками или скручивают и пропаивают. К зажиму с каждой стороны может быть присоединено не более двух жил.

Продолжительность переходных процессов

Длительность процессов очень короткая – вплоть до миллиардных долей секунды. В очень редких случаях, эти процессы, при необходимости, могут составлять до нескольких десятков секунд. Переходные процессы постоянно изучаются, поскольку именно с их помощью производится коммутация электрических цепей.

Работа очень многих устройств, особенно в промышленной электронике, базируется на переходных процессах. Например, продукция электрической нагревательной печи полностью зависит от того, как протекает переходный процесс. Чрезмерно быстрый или очень медленный нагрев могут нарушить технологию и привести к выпуску бракованной продукции.

В общих случаях, процессы электроцепей возникают при наличии в них индуктивных и емкостных элементов, способных осуществлять накопление или отдачу энергии магнитных или электрических полей. В момент начала процесса, между всеми элементами цепи и внешними источниками энергии, начинается процесс перераспределения электроэнергии. Частично, энергия безвозвратно преобразуется в другие виды энергии.

ЛЕКЦИЯ 3

2. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Коммутация электрической цепи

Коммутация

электрической цепи – процесс замыкания или размыкания цепи с током.

Коммутация может происходить под воздействием внешних или внутренних для данного устройства источников напряжения или тока.

При анализе и расчёте процессов коммутации необходимо учитывать общий закон коммутации:

— При коммутации индуктивных электрических цепей не могут изменяться скачком ток цепи и магнитный поток ( )

— При коммутации емкостных цепей не могут изменяться скачком напряжение и электрический заряд ( )

Под глубиной коммутации

понимают отношение сопротивленияRотк коммутирующего органа в отключенном состоянии к сопротивлениюRвкл во включенном состоянии

Контактные электрические аппараты, у которых сопротивление межконтактного промежутка в отключенном состоянии измеряется мегомами, а сопротивление замкнутых контактов – микроомами, обеспечивают глубину коммутации

Для бесконтактных аппаратов, которые по глубине коммутации уступают контактным аппаратам, обычно

2.1.1 Отключение электрической цепи контактными аппаратами

Отключение цепи контактным аппаратом характеризуется воз­никновением плазмы, которая проходит разные стадии газового разряда в процессе преобразования межконтактного промежутка из проводника электрического тока в изолятор.

При токах выше 0,5-1 А возникает стадия дугового разряда (область 1

)(рисунок 2.1.); при снижении тока возникает стадия тлеющего разряда у катода (область2 ); следующая стадия (область3 )– таунсендовский разряд, и наконец, область4 – стадия изоляции, в которой носители электричества – электроны и ионы – не образуются за счет ионизации, а могут поступать только из окружающей среды.

Первый участок кривой – дуговой разряд (область 1)

–характе­ризуется малым падением напряжения у электродов и большой плотностью тока. С ростом тока напряжение на дуговом промежутке сначала резко падает, а затем изменяется незначительно.

Основные компоненты

Инвентор электрического тока

Все составные части в цепи участвуют в одном электромагнитном процессе. Условно их разделяют на три группы.

• Первичные источники электрической энергии и сигналов могут преобразовывать энергию неэлектромагнитной природы в электрическую. Например, гальванический элемент, аккумулятор, электромеханический генератор.
• Вторичный тип, как на входе, так и на выходе имеет электрическую энергию. Изменяются только ее параметры – напряжение и ток, их форма, величина и частота. Примером могут быть выпрямители, инверторы, трансформаторы.
• Потребители активной энергии преобразовывают электрический ток в освещение или тепло. Это электротермические устройства, лампы, резисторы, электродвигатели.
• К вспомогательным компонентам относят коммутационные устройства, измерительные приборы, соединительные элементы и провод.

Основой электрической сети является схема. Это графический рисунок, который содержит условные изображения и обозначения элементов и их соединение. Они выполняются согласно ГОСТу 2.721-74 – 2.758-81

Схема простейшей линии включает в себя гальванический элемент. С помощью проводов к нему через выключатель подсоединена лампа накаливания. Для измерения силы тока и напряжения в нее включен вольтметр и амперметр.

Привод и расцепители

Устройство переключения единиц он приводится в движение вручную или бесконтактным способом. Есть системы с комбинированной системой управления. Выходит с помощью пружин. На них ориентируются после выхода релиза. Эта деталь исключает возможность удержания контактов в замкнутом положении в аварийной ситуации.

Релиз представляет собой систему связочно-шарнирных рычагов. Они соединяют привод с подвижными контактами, в свою очередь, рядом с размыкающей пружиной.

Именно расцепители отвечают за поддержание требуемых параметров цепи, которую они защищают. Если система отклоняется от нормы, эти элементы отключают питание.