Что такое высокое напряжение реферат
Обновлено: 07.07.2024
ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ, электрическое напряжение, превышающее 250 V между полюсами или между одним из полюсов и землей. Это подразделение произвольно и заставляет думать, что низкое напряжение, менее 250 V, неопасно для человека. Это заблуждение ежегодно стоит жизни нескольким сотням людей, так как даже напряжение прямого (постоянного) тока в 110 V м. б. смертельным для человека, если обстоятельства благоприятствуют прохождению тока достаточной силы (>0,1 А) через тело человека. Следует избегать касаться двумя руками одновременно точек, находящихся под напряжением друг относительно друга. При наличии заземления опасным м. б. и однополюсное прикосновение. Однако технические и экономические преимущества высокого напряжения столь велики, что в настоящее время, несмотря на опасность, пользуются чрезвычайно высоким напряжением. При этом существует ряд особых правил безопасности, которые следует соблюдать при устройстве и эксплуатации установок высокого напряжения. Так как электрическая мощность равна произведению из электрического напряжения на силу тока, то увеличение напряжения электропередачи дает возможность при данной мощности уменьшать силу тока, проходящего по проводам. Это обстоятельство сделало возможной передачу громадных мощностей порядка 100000 kW на расстояние в 200 км и больше. При низком напряжении такие электропередачи были бы невыполнимы, т. к. большая часть передаваемой мощности тратилась бы на нагревание проводов.
В настоящее время работают электропередачи с напряжением в 220 kV (в СССР до 115 kV), и серьезно обсуждаются проекты передачи с вдвое большим напряжением. Высокое напряжение применяется также для того, чтобы сообщить свободным ионам или электронам достаточный разбег, например, в рентгеновских установках, где применяют прямой ток (постоянный или выпрямленный) с напряжением в 100 kV и больше. Для очистки газов электрическим путем тоже применяют высокое напряжение, в настоящее время порядка 50 kV. Это напряжение устанавливается между электродами на сравнительно близком расстоянии. Возникает сильное электрическое поле, улавливающее твердые частицы из проходящих газов. Развитие применения высокого напряжения привело к созданию особой отрасли электротехники - техники высокого напряжения. Для экспериментального изучения явлений, связанных с применением высокого напряжения, пришлось создавать на заводах и в исследовательских институтах лаборатории, пользующиеся напряжением до 1x10 6 V.
Методы получения высоких напряжений. Устройство амплитудного вольтметра. Современные изоляционные материалы. Измерение постоянных и импульсных напряжений. Типы, назначение, классификация трансформаторов. Области применения высоких переменных напряжений.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.12.2015 |
| Размер файла | 476,0 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Введение
Электрическое напряжение - это физическая величина, значение которой равно отношению работы эффективного электрического поля, совершаемой при переносе пробного электрического разряда из точки А в точку Б.
Высоких напряжений техника, раздел электротехники, охватывающий изучение и применение электрических явлений, протекающих в различных средах при высоких напряжениях. Высоким считается напряжение 250 в и выше относительно земли. Экономически целесообразно строить мощные электрические станции вблизи мест добычи топлива или на больших реках и получаемую электрическую энергию передавать в промышленные районы, иногда значительно удалённые от основных источников энергии. Передача больших электрических мощностей на далёкие расстояния при низком напряжении из-за потерь практически невозможна, поэтому с развитием электрификации растут и рабочие (номинальные) напряжения электрических сетей. В СССР особенно быстро номинальные напряжения росли в период осуществления ГОЭЛРО, при создании Единой высоковольтной сети (ЕВС) Европейской части страны [1].
В развитии высоких напряжений большую роль сыграли советские и русские ученые. Первая Российская высоковольтная лаборатория была основана при Петербургском политехническом институте в 1911 году профессором М.А. Шателеном. В нашей стране работают различные лаборатории при научно-исследовательских институтах, заводах и вузах, изучающих проблемы высоких напряжений.
Методы и устройства получения высоких напряжений
амплитудный вольтметр высокий трансформатор
Основным методом получения высокого напряжения переменного тока промышленной частоты является преобразование низкого напряжения в высокое с помощью повышающих трансформаторов. В высоковольтной технике используются различные трансформаторы, которые можно условно классифицировать по конструктивному исполнению:
трансформаторы в металлическом и изоляционном корпусе с масляной изоляцией. Изоляционной и одновременно охлаждающей средой является трансформаторное масло. В качестве продольной изоляции применяется бумага, стеклоткань, полимерная пленка. Вывод высокого потенциала осуществляется фарфоровыми или бумажно - бакелитовыми изоляторами (выводами);
сухие трансформаторы с твердой изоляцией. Это бескорпусные трансформаторы, залитые компаундом, выполняющим роль основной изоляции;
сухие трансформаторы с газовой изоляцией. Эти трансформаторы в настоящее время практически не используются.
По способу включения вторичной обмотки трансформаторы бывают однофазные с одним высоковольтным выводом или с двумя высоковольтными выводами и средней точкой, соединенной с корпусом. Обмотки трехфазных трансформаторов включаются треугольником и звездой.
По назначению трансформаторы подразделяются на:
силовые, используемые в энергосистемах. Эти трансформаторы должны обладать высокой надежностью, противостоять атмосферным перенапряжениям. Мощность достигает десятки - сотни мегавольтампер. Выполняются трехфазными, реже однофазными.
трансформаторы напряжения (измерительные). Имеют небольшую мощность, но очень надежны в работе. Могут быть использованы как источники высокого напряжения при испытании изоляции.
Рис.1. Принципиальное устройство испытательного трансформатора с металлическим и изоляционным корпусами: а - схема; б - с металлическим корпусом; в - с изоляционным корпусом. 1 - сердечник; 2 - первичная обмотка; 3 - обмотка высокого напряжения; 4,6 - корпус; 5 - вывод высокого напряжения
Основными требованиями предъявляемые к испытательным трансформаторам это:
минимальное искажение кривой тока
отсутствие частичных разрядов в изоляции при испытательном напряжении
изоляция должна быть рассчитана на крутые срезы напряжения при замыкании на стороне высокого напряжения.
Суммарный вклад высших гармоник в кривой тока и напряжения не должен превышать 5%. Это достигается использованием сердечников из холоднокатаной стали с ориентированными зернами, дополнительной обработкой поверхности листа.
Чтобы достичь снижения градиентных напряжений в изоляции при крутых срезах напряжения и предотвратить внутренние частичные разряды применяют экраны и емкостные кольца при конструктировании высоковольтной обмотки.
Современные изоляционные материалы в совокупности с технологиями позволяют исключить появление частичных разрядов с кажущимся зарядом 10?-11 К даже при очень высоких напряжениях. В испытательных трансформаторах применяется слоевая цилиндрическая обмотка (рис. 1). Выбор мощности трансформатора осуществляется в зависимости от вида нагрузки. Нагрузка испытательных трансформаторов носит емкостный характер (рис.2.)
Рис. 2. Принципиальная электрическая схема испытания изоляции: Т трансформатор; Rз - защитное сопротивление; Cоб - емкость объекта; R1 - R2 - делитель напряжения; N - осциллограф
Общая мощность тр-ра может быть оценена как
где - емкостный ток, а -испытательное напряжение. Емкость объекта зависит от типа электрооборудования и лежит в пределах единиц - сотен тысяч пикофарад [1]. При выборе трансформатора и регулятора необходимо соблюдать условия Sт > Sн,
Sр > Sн и номинальный ток трансформатора и регулятора должен быть больше испытательного тока Iс.
При необходимости разгрузки регулятора и трансформатора (при больших Iс) осуществляют компенсацию емкостного тока индуктивным. В случае разгрузки регулятора необходимая мощность может быть оценена как:
где кт - коэффициент трансформации испытательного трансформатора; L - индуктивность компенсирующего реактора, включаемого на выходе регулятора. В случае разгрузки трансформатора мощность оценивается как
где L1 - индуктивность реактора, включаемого параллельно нагрузке (Соб).
Существенное снижение массы и стоимости источника высокого напряжения можно достигнуть, используя резонансные схемы.
Достигнутый прогресс в технологии и конструировании трансформаторов позволяет изготавливать их на напряжение до 1,0?1,2 МВ. Дальнейшее повышение напряжения единичного трансформатора становится нецелесообразным и с технической, и с экономической точки зрения. Поэтому испытательное напряжение свыше 750 кВ целесообразней получать от нескольких трансформаторов, соединенных последовательно в каскад.
При создании каскадов одной из проблем является питание первичных обмоток второго и последующих трансформаторов в схеме. Это связано с тем, что потенциалы корпусов в зависимости от места расположения трансформатора в схеме каскада значительно превышают уровни изоляции вторичных и первичных обмоток относительно корпуса и друг друга.
Поэтому получить высокое напряжение с помощью каскадного включения трансформаторов удается только при использовании специальных схем питания первичных обмоток.
Существует всего 3 способа каскадного включения:
каскадное включение трансформаторов с питанием первичных обмоток от отдельных изолированных генераторов;
каскадное включение трансформаторов с питанием первичных обмоток от отдельных изолированных (разделительных) трансформаторов:
каскадное включение трансформаторов с автотрансформаторным питанием первичных обмоток.
Обычно при каскадном соединении первичные обмотки последующих трансформаторов питаются по автотрансформаторному способу (рис. 3). В таких схемах (рис. 3, б) каждый трансформатор, помимо первичной низковольтной обмотки (1) и вторичной высоковольтной обмотки (2), имеет дополнительную обмотку возбуждения (3), по параметрам одинаковую с первичной и используемую для питания первичной обмотки последующего трансформатора. Средняя точка обмотки (2) соединяется с сердечником (4) и корпусом. Мощности трансформаторов в такой схеме не одинаковы и равны
где S0 - мощность трансформатора, ближайшего к нагрузке, а к - порядковый номер трансформатора в схеме, считая от нагрузки. Каждый трансформатор в такой схеме должен быть изолирован от земли на напряжение
где Uн - номинальное напряжение высоковольтной обмотки трансформатора, а n - число трансформаторов в каскадной схеме.
Рис. 3. Каскад из трех трансформаторов а) - общий вид; б) - схема соединения обмоток
Существенным недостатком каскадных схем является большая величина индуктивности рассеяния каскада в целом. Она растет быстрее, чем произведение индуктивности рассеяния одного трансформатора на их число в каскаде. Также серьезным недостатком каскадов является то, что они занимают огромную площадь и имеют низкий коэффициент использования установленной мощности.
Основное преимущество каскадных схем заключается в том, что, используя трансформаторы на относительно небольшое напряжение, можно получить большое напряжение на выходе каскада. Это достигается за счет использования внешней, простой и дешевой, изоляции относительно земли каждого последующего трансформатора в каскаде.
Кроме этого, каскадные схемы обеспечивают многообразие и эксплуатационную гибкость проведения испытаний объектов на различные классы напряжения, различной мощности.
Созданные в настоящее время каскады позволяют получать переменное напряжение до 2,5 МВ при мощности до 5 МВА.
Измерения высоких напряжений
Для проведения в лабораториях испытаний изоляции и экспериментальных исследований в области изоляции и разрядных процессов в изоляционных средах необходимы не только источники высоких напряжений и больших токов, но и разнообразные измерительные устройства. Для высоковольтных измерений используются шаровые разрядники, делители напряжений, амплитудные вольтметры, токовые шунты, а также широко - и узкополосные трансформаторы тока и т.п.
Между электродами измерительной системы. Под воздействием приложенного напряжения к электродам, образующих высоковольтный конденсатор, между ними возникает сила F, стремящаяся сблизить их. Перемещение подвижной пластины 3 уравновешивается механической силой системы ее крепления. Эта сила пропорциональна квадрату напряжения
где К - коэффициент пропорциональности, зависящий от параметров электродной системы. Металлическое зеркало, соединенное с подвижной системой пластины 3, позволяет регистрировать величину отклонения светового луча от лампы 6 на шкале 4, отградуированной в киловольтах. К этому классу киловольтметров относятся, например, С-96, С-100, С-101. [2].
Рассмотренные приборы имеют относительно малую погрешность измерения, небольшую входную емкость и позволяют измерять действующее значение напряжения и постоянное напряжение в пределах до 300 кВ.
Измерение основано на использовании зависимости пробивного напряжения воздушного промежутка между шаровыми электродами от расстояния между ними. Для измерения следует использовать промежутки с однородным или слабонеоднородным полем, в которых напряжение пробоя имеет линейную зависимость от расстояния.
Шаровые разрядники позволяют измерять высокое напряжение в широком диапазоне величин - от единиц киловольт до нескольких мегавольт.
Шаровые разрядники устанавливаются вертикально или горизонтально. При вертикальном расположении нижний шар всегда заземляется. Чтобы погрешность измерения не превышала ± 3 % необходимо соблюдать условия:
где D - диаметр шаров, а S - расстояние между ними.
Кроме этого, расстояние до окружающих предметов не должно быть меньше установленного норматива. Поэтому шаровые разрядники при больших диаметрах требуют значительного пространства. В связи с этим приходится отказываться от их применения в установках с напряжением выше 1000 кВ.
При измерении постоянных и переменных напряжений, с целью снижения эрозии поверхности шаров и для демпфирования колебаний в цепи разряда, последовательно с шарами включается сопротивление от 10 кОм до 1 Мом.
Методика измерения постоянных и переменных напряжений состоит в следующем. После подключения шаровых разрядников к источнику измеряемого напряжения изменяют расстояние между ними до возникновения пробоя промежутка.
Для измерения переменного и импульсного напряжения применяют емкостно-выпрямительные схемы.
При измерении переменного напряжения ток протекает в течение полупериода через вентиль и гальванометр, а в течение другого полупериода через вентиль. Средний ток через гальванометр за период будет равен
где Q= 2СUm - интеграл тока за период Т.
Следовательно, величина амплитудного значения напряжения
где к - коэффициент пропорциональности, зависящий от частоты и величины емкости конденсатора.
Погрешность измерения будет зависеть от точности измерения ве- личины емкости и частоты напряжения, а также от конечного значения сопротивления вентиля в открытом и закрытом состоянии. Кроме этого, погрешность зависит от наличия высших гармоник в кривой тока и напряжения.
Другой разновидностью устройства для измерения амплитудного значения переменного напряжения является схема амплитудного вольтметра (пик - вольтметра). Рассмотренные приборы имеют относительно малую погрешность измерения, небольшую входную емкость и позволяют измерять действующее значение напряжения и постоянное напряжение в пределах до 300 кВ.
Шаровой измерительный разрядник весьма широко используется для измерения высоких напряжений благодаря простоте устройства и приемлемой для практики точности, которую можно получить при правильной методике измерения с соблюдением определенных требований.
Параллельно плечу низкого напряжения емкостного делителя С1 - С2 подключается через вентиль V конденсатор Си. Напряжение на измерительном конденсаторе может быть измерено вольтметром электростатической системы или электронным вольтметром с большим входным сопротивлением.
При измерении амплитудными вольтметрами возникает погрешность, связанная с неидеальностью элементов измерительной схемы: конечное значение сопротивления вентиля в открытом и закрытом состоянии и конечное значение сопротивления Rу.
Кроме этого, возникает погрешность, связанная с влиянием схемы измерения на коэффициент деления делителя. Снижение этой погрешности можно добиться, соблюдая условие Си С2.
Применение высоких переменных напряжений
Высокое напряжение используется в электрофизических установках для решения задач мощной импульсной энергетики: ускорителях пучков заряженных частиц, мощных лазерах, установках управляемого термоядерного синтеза. Высокое напряжение применяется в технологических процессах, таких как электросепарация, электрофильтрация, электроокраска, магнитоимпульсная обработка, электрогидравлическая штамповка, плазмохимия, получение озона. Особая роль принадлежит такой быстроразвивающейся области нанотехнологии как синтез наноструктурных материалов с новыми свойствами. Синтез таких материалов проводится в специальных установках при воздействии концентрированных потоков энергии в виде потоков плазмы и пучков заряженных частиц, основным узлом которых является высоковольтный импульсный генератор.
Заключение
Высокие напряжения играют главную роль в современной энергетике. Ведь именно по ЛЭП высоких напряжений передается электроэнергия от станции к потребителю. Основное преимущество высокого напряжения при электропередаче состоит в увеличении передаваемой мощности, которая возрастает пропорционально квадрату номинального напряжения. В связи с этим, большое значение приобретают вопросы создания нового и совершенствования существующего комплекса высоковольтного оборудования, предназначенного для генерирования, передачи и распределения электрической энергии: генераторов, трансформаторов, конденсаторов, изоляции линий электропередачи и подстанций.
Список литературы
2. Техника высоких напряжений, под ред. Л. И. Сиротинского, ч. 1--3, М. -- Л., 1951--59
3. Иерусалимов М. Е., Орлов Н. Н., Техника высоких напряжений. К., 1967
Размещено на Allbest.ur
Подобные документы
Измерение высоких напряжений шаровыми разрядниками, электростатическим киловольтметром. Омические делители для измерения импульсного напряжения. Порядок проведения калибровки киловольтметра. Измерение амплитудного значения переменного напряжения.
реферат [1,1 M], добавлен 30.03.2015
Общие свойства средств измерений, классификация погрешностей. Контроль постоянных и переменных токов и напряжений. Цифровые преобразователи и приборы, электронные осциллографы. Измерение частотно-временных параметров сигналов телекоммуникационных систем.
курс лекций [198,7 K], добавлен 20.05.2011
Теоретический анализ основных контуров газонаполненного генератора импульсных напряжений, собранного по схеме Аркадьева-Мракса. Расчет разрядной схемы ГИН, разрядного контура на апериодичность. Измерение тока и напряжения ГИНа. Конструктивное исполнение.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 19.04.2011
Расчет электронов в лавине, развивающейся в воздухе при различных атмосферных условиях. Понятие короны как вида разряда. Построение кривых относительного распределения напряжений трансформатора. Годовое число грозовых отключений по территории Молдовы.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 14.06.2010
Определение: инвариантов напряженного состояния; главных напряжений; положения главных осей тензора напряжений. Проверка правильности вычисления. Вычисление максимальных касательных напряжений (полного, нормального и касательного) по заданной площадке.
Наиболее часто от высокого напряжения в сети страдают бытовые потребители. Тем более что электроснабжающая организация может намеренно увеличивать его уровень для потребителей электроэнергии, чтобы обеспечить нужную величину в конце цепи. В отличии от промышленных объектов, эта категория, как правило, не имеет надлежащей защиты, которая эффективно боролась бы с причинами таких нарушений.
Что такое высокое напряжение в сети?
В любой электрической сети, будь то бытовая, промышленная или высоковольтная, существует установленный уровень – 220В, 380В, 6 – 10кВ и другие. Данные параметры должны находиться в строго установленных рамках, не превышая длительно 5% от нормы и кратковременно 10%. Но на практике случаются ситуации, когда может возникнуть высокое напряжение в сети, превышающее номинальную величину на 20%, 30% и более. Что создает угрозу для электрических приборов и человека, в случае поломки устройства и перехода потенциала на их корпус. Причиной такого нарастания могут быть разнообразные процессы в сети.
Причины
На практике как низкое, так и высокое напряжение в сети имеет ряд негативных последствий для бытовых электроприборов. Не зависимо от уровня номинального напряжения в сети, повышение может произойти по следующим причинам:
- Искусственная подстройка выходного уровня при помощи РПН или ПБВ на подстанции или КТП. В связи с частыми жалобами на низкое напряжение электроснабжающая организация повышает выходной параметр. В результате чего в последнем доме, подключенном к линии, входное напряжение будет соответствовать норме, а в первом значительно превышать.
- Помимо этого высокое напряжение возникает при сезонных перепадах, переходе с дня на ночь, смене циклов работы мощного оборудования и т.д. Когда объем потребляемой электрической энергии существенно отличается на пике циклов. К примеру, в зимний период или перед началом запуска централизованного отопления бытовые электросети страдают от многочисленных обогревательных аппаратов, которые обуславливают пониженное напряжение. Если при этом производится регулировка в большую сторону, то с потеплением на обмотках трансформатора возникнет достаточно большой потенциал. — обуславливается как повреждением в сети (к примеру, обрывом нулевого провода), так и значительной разницей в подключенной мощности на каждую линию. При этом в какой-то из фаз возрастает переменный ток и снижается напряжение, а в соседних наоборот, появляется высокое напряжение.
Рис. 1. перекос фаз - Аварийная ситуация – из-за повреждения в сетях, к примеру, попадании фазы на ноль произойдет увеличение разности потенциалов до уровня линейной. То есть вместо 220 В на бытовую технику будет приходить 380 В. Идентично высокое напряжение может возникнуть при пробое изоляции между высокой и низкой стороной, при обрыве одной из фаз и возникновении токов нулевой последовательности.
Последствия
В результате возникновения высокого напряжения более допустимых колебаний всевозможные бытовые, силовые и электронные устройства испытывают значительную перегрузку. Из-за чего могут возникать различные неполадки в их работе. Среди наиболее весомых последствий выделяют:
- Поломка – в случае возрастания потенциала более 250 В электронные блоки и микросхемы различных приборов могут перегореть.
- Увеличение тока и перегрев — при колебании напряжения в большую сторону с одним и тем же сопротивлением участка, номинальный ток пропорционально возрастает. Что обуславливает чрезмерное нагревание проводников и может привести к возгоранию. Особенно опасно такое последствие для всех осветительных приборов.
- Нарушение нормального режима – характерно для электрических машин и высокоточных приборов, работа которых регламентируется строгим соблюдением параметров потребляемой электроэнергии.
- Сокращение срока эксплуатации – из-за нарастания разности потенциалов и перегрева происходит преждевременное старение изоляции, что влечет за собой поломку или отказ каких-то функций.
Следует отметить, что большинство дорогостоящих современных приборов оснащаются индикаторами перепадов напряжения, скачков тока и прочих отклонений более допустимых пределов. Из-за чего при выходе из строя таких устройств по причине высокого напряжения производитель имеет полное право отказаться от собственных гарантийных обязательств. Поэтому для предотвращения финансовых растрат на восстановление от подобных воздействий следует принимать меры для приведения параметров сети в норму.
Меры нормализации уровня напряжения в сети
По месту воздействия меры, направленные на борьбу с высоким напряжением, могут быть общими, влияющими на всю сеть, и локальными, применяемые к определенному потребителю. Обратите внимание, что при локальных мерах, к примеру, у себя дома или в ЧП нет никакой необходимости согласовывать установку стабилизатора с поставщиком электроэнергии. В то время как общие меры требуют обращения в определенные инстанции.
Куда жаловаться, чтобы решить проблему?
При высоком сетевом напряжении вы можете обратиться с соответствующей просьбой о принятии мер в контролирующие органы. Это могут быть и местные городские или поселковые советы или непосредственно электроснабжающая организация. Первый вариант наиболее действенен, так как их функция – это контроль над работой того же РЭСа. Но из-за большого количества передаточных звеньев обращение в местные органы является длительной процедурой.
Для обращения в электроснабжающую организацию вам необходимо не только сообщить о высоком напряжении на собственном присоединении, но и поинтересоваться этим параметром у соседних потребителей. Так как в случае, если других уровень устраивает, или кто-то из них жалуется на низкое напряжение, то дополнительно его понижать однозначно не станут.
Как правило, в РЭСе не спешат реагировать на единичные обращения, которые рассматривают интересы одного потребителя, но могут повлиять на трехфазный ток для всей группы или района. Тем более что до этого они уже могли производить регулировку по просьбе других лиц. Поэтому в таких случаях наиболее быстрым вариантом борьбы с высокой разностью потенциалов является установка стабилизаторов и других защитных устройств.
Как понизить высокое напряжение у себя дома?
Если вы не можете повлиять на величину напряжения посредством письменного обращения или оно попросту не дало желаемого результата, то необходимо установить устройства защиты. Среди наиболее распространенных вариантов следует выделить:
- Сетевой фильтр – позволяет устранять непродолжительные импульсные перенапряжения. Подразделяется на несколько категорий, в зависимости от сложности устройства и специфики работы защищаемого объекта. Его недостатком является невозможность устранения длительного перенапряжения в сети.
- Стабилизатор напряжения – позволяет изменить величину высокого или низкого напряжения на входе до номинального значения. При этом обеспечивается не только идеальное питание потребителя, но и его защита от аварийных режимов – скачков электрического тока при атмосферных перенапряжениях, коротких замыканиях и т.д.
Рисунок 2: Нормализация при помощи стабилизатора - Реле контроля напряжения – производит отключение всех устройств от сети, в которой низкое или высокое напряжение пересекло уровень допустимых отклонений. Естественный недостаток устройства в том, что оно не решает проблему длительного увеличения потенциала. А после коммутации реле, его необходимо включать назад самостоятельно.
При установке автоматики, самостоятельно отсекающей питание в случае обнаружения перенапряжения, для возобновления электроснабжения могут применяться источники бесперебойного питания. Которые продолжат запитку оборудования до нормализации потенциала в сети.
Рис. 3. Пример включения источника бесперебойного питания
Типовые часто задаваемые вопросы от читателей
Я подключила холодильник LIEBHERR через реле напряжения PH-122. Примерно неделю все было хорошо, напряжение в сети было в границах верхнего предела, заводская настройка 250 вольт, и холодильник работал. Но с 31декабря и по сей день реле показывает 250-253 вольта и холодильник бывает отключен в течении приблизительно 5 часов в день. А ночью я вообще не знаю как он работает. Скажите, пожалуйста, можно ли установить верхний предел на реле 255 вольт или это недопустимо для холодильника? Может быть реле неисправно? И почему в квартире в Москве такое высокое напряжение в сети, или это норма? Посоветуйте как быть? И еще, реле греется, немного но корпус теплый, это нормально или нет?
Я так понимаю, вы установили реле контроля напряжения RN-122 в штепсельную розетку для подключения холодильника. Вопросов много, но рассмотрим все по порядку. Если рассмотреть допустимые пределы срабатывания, то в соответствии с паспортными данными, диапазон регулирования по Umах составляет от 230 до 290 В. Поэтому, да вы можете выставить максимальный предел напряжения более 250 В.
То, что у вас установлен максимальный предел Umах 250 В, свидетельствует о использовании заводских настроек (для реле контроля напряжения RN-122 порог срабатывания по минимальному напряжению 185 В, а по максимальному 250 В). Чтобы изменить величину максимального порога срабатывания, вам необходимо выполнить следующие действия (см. рисунок по ссылке):
По поводу номинального напряжения, то в соответствии с ГОСТ 32144-2013 максимальный предел составляет 253 В (то есть +10% к 230 В). Но для многих бытовых приборов это слишком много. Рекомендую вам перепроверить его мультиметром или вольтметром, если это действительно так, обратитесь с официальным заявлением в управляющую компанию. В противном случае, возможно, реле действительно неисправно и его просто необходимо заменить.
Что такое напряжение в электронике и электротехнике? Как его можно трактовать? Обо всем этом мы как раз и поговорим в нашей статье.
Напряжение с точки зрения гидравлики
Так вот, представим себе, что башня доверху наполнена водой. Получается, в данный момент на дне башни ого-го какое давление!
А что, если слить из башни воду хотя бы наполовину? Давление на дно башни уменьшится вдвое. А давайте-ка нальем в пустую башню одно ведро воды! Давление на дно башни будет мизерное.
Представьте такую ситуацию. У нас есть водонос, а шланг мы закупорили пробкой.
Вода вроде бы готова бежать, но бежать то некуда! Пробка туго закупоривает шланг. Но на саму пробку сейчас оказывается давление, которое создает насосная станция. От чего зависит давление на пробку? Думаю понятно, что от мощности насоса. Если мощность насоса будет большая, то пробка вылетит со скоростью пули, или давление порвет шланг, если пробка туго сидит в шланге. В данном случае давление создается с помощью насоса. То есть можно сказать, что это модель башни с водой в горизонтальном положении.
Все то же самое можно сказать и про водобашню. Здесь давление на дно создается уже гравитационной силой. Как я уже говорил, давление на дне башни зависит от того, сколько воды в башне в данный момент. Если башня наполнена водой под завязку, то и давление на дне башни будет большое, и наоборот.
А теперь представьте себе какое давление на дне океана, особенно в Марианской впадине! Что можно сказать про давление в этих двух случаях? Оно вроде как есть, но молекулы воды стоят на месте и никуда не двигаются. Запомните этот момент. Давление есть, а движухи — нет.
Электрическое напряжение
Электрическое напряжение — это еще не значит, что в электрической цепи течет электрический ток. Для того, чтобы появился электрический ток, электроны должны двигаться в одном направлении, а они в данный момент тупо стоят на месте. А раз нет движения электронов, то и нет электрического тока.
С точки зрения электроники, на одном щупе блока питания есть давление, а на другом его нет. То есть это земля, на которой стоит башня, если провести аналогию с гидравликой. Поэтому, положительный щуп блока питания да и вообще всех приборов стараются сделать красным, мол типа берегитесь, здесь высокое давление! А отрицательный щуп — черным или синим.
Поэтому, если замкнуть эти два вывода между собой, электрический ток устремится от плюса к минусу, но напрямую этого делать крайне не рекомендуется, так как это уже будет называться коротким замыканием.
Формула напряжения
В физике есть формула, хотя практического применения она не имеет. Официальная формула записывается так.
A — это работа электрического поля по перемещению заряда по участку цепи, Джоули
U — напряжение на участке электрической цепи, Вольты
На практике напряжение на участке цепи выводится через закон Ома.
Напряжение тока — что это означает?
Постоянное и переменное напряжение
На примере выше мы с вами рассмотрели постоянное напряжение. То есть давление воды на дно башни в течение времени постоянно. Пока в башне есть вода, она оказывает давление на дно башни. Вроде бы все элементарно и просто. Но какое же напряжение называют переменным?
Все любят качаться на качелях:
Осциллограммы постоянного и переменного напряжения
Давайте рассмотрим, как выглядит переменное и постоянное напряжение на экране осциллографа. Как вы знаете, осциллограф показывает изменение напряжения во времени. Если на щуп осциллографа не подавать никакое напряжение, то на осциллограмме мы увидим простую прямую линию на нулевом уровне по оси Y. Ось Y — это значение напряжения, а ось Х — это время.
Давайте подадим постоянное напряжение. Как вы могли заметить, осциллограмма постоянного напряжения — это также прямая линия, параллельная оси времени. Это говорит нам о том, что с течением времени значение постоянного напряжение не меняется, о чем нам лишний раз доказывает осциллограмма.
А вот так выглядит осциллограмма переменного напряжения. Как вы видите, напряжение со временем меняет свое значение. То оно больше нуля, то оно меньше нуля.
Про параметры переменного напряжения можете прочитать в этой статье.
Также отличное объяснение темы можно посмотреть в этом видео.
Под электрическим напряжением понимают работу, совершаемую электрическим полем для перемещения заряда напряженностью в 1 Кл (кулон) из одной точки проводника в другую.
Как возникает напряжение?
Все вещества состоят из атомов, представляющих собой положительно заряженное ядро, вокруг которого с большой скоростью кружатся более мелкие отрицательные электроны. В общем случае атомы нейтральны, так как количество электронов совпадает с числом протонов в ядре.
Однако если некоторое количество электронов отнять из атомов, то они будут стремиться притянуть такое же их количество, формируя вокруг себя плюсовое поле. Если же добавить электронов, то возникнет их избыток, и отрицательное поле. Формируются потенциалы – положительный и отрицательный.
При их взаимодействии возникнет взаимное притяжение.
Чем больше будет величина различия – разность потенциалов – тем сильнее электроны из материала с их избыточным содержанием будут перетягиваться к материалу с их недостатком. Тем сильнее будет электрическое поле и его напряжение.
Если соединить потенциалы с различными зарядами проводников, то возникнет электрический ток – направленное движение носителей заряда, стремящееся устранить разницу потенциалов. Для перемещения по проводнику зарядов силы электрического поля совершают работу, которая и характеризуется понятием электрического напряжения.
В чем измеряется
Единицей напряжения называют вольт (В). Один Вольт выражается в разности потенциалов двух точек электрического поля, силы которого совершают работу в 1 Дж для перемещения заряда в 1 Кл из первой точки во вторую. Измеряют напряжение специальным прибором — вольтметром.
От чего зависит напряжение?
Напряжение участка цепи зависит от:
Виды напряжения ![Постоянное]()
Постоянное напряжение
Напряжение в электрической сети постоянно, когда с одной ее стороны всегда положительный потенциал, а с другой – отрицательный. Электрический ток в этом случае имеет одно направление и является постоянным.
Напряжение в цепи постоянного тока определяется как разность потенциалов на его концах.
При подключении нагрузки в цепь постоянного тока важно не перепутать контакты, иначе устройство может выйти из строя. Классическим примером источника постоянного напряжения являются батарейки. Применяют сети постоянного тока, когда не требуется передавать энергию на большие расстояния: во всех видах транспорта – от мотоциклов до космических аппаратов, в военной технике, электроэнергетике и телекоммуникациях, при аварийном электрообеспечении, в промышленности (электролиз, выплавка в дуговых электропечах и т.д.).
Переменное напряжение
Если периодически менять полярность потенциалов, либо перемещать их в пространстве, то и электрический ток устремится в обратном направлении. Количество таких изменений направления за определенное время показывает характеристика, называемая частотой. Например, стандартные 50 герц означают, что полярность напряжения в сети меняется за секунду 50 раз.
Напряжение в электрических сетях переменного тока является временной функцией.
Чаще всего используется закон синусоидальных колебаний.
Так получается за счет того, что переменный ток возникает в катушке асинхронных двигателей за счет вращения вокруг нее электромагнита. Если развернуть вращение по времени, то получается синусоида.
Переменный ток применяют при необходимости передавать энергию на значительные расстояния. В этих случаях эффективно использование трехфазных сетей: потери электроэнергии в проводах минимальны, простая электрогенерация (благодаря трехфазным электродвигателям без коллектора), выгодно экономически.
Трехфазный ток получают в трехфазных электродвигателях.
В них имеются сразу три катушки проводов, расположенных равномерно по кругу – через 120 градусов. Поэтому и синусоиды трехфазного тока отстают друг от друга на этот угол. Геомертическое представление трехфазного напряжения и тока выглядит в виде векторной диаграммы.
Трехфазная электросеть состоит из четырех проводов – трех фазных и одного нулевого. напряжение между проводами нулевым и фазным равно 220 В и называется фазным. Между фазными напряжение также существует, называется линейным и равно 380 В (разность потенциалов между двумя фазными проводами). В зависимости от вида подключения в трехфазной сети можно получить или фазное напряжение, или линейное.
Читайте также: