МИНИ-ЛЕКЦИЯ НА ТЕМУ: «ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА» С ПРАКТИЧЕСКИМ ПОКАЗОМ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ, ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ В УСЛОВИЯХ ЛАБОРАТОРИИ КОЛЛЕДЖА

Учебный материал был разработан для школьников преподавателем колледжа с целью проведения интегрированного урока в условиях лаборатории колледжа для формирования положительного отношения и устойчивого интереса к будущей профессии, популяризации предметов естественно-научного цикла и специальности 15.02.07 Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям). Мини-лекцию можно использовать во время изучения школьных предметов «Трудовое обучение» (8 класс, тема «Электротехнические устройства»), «Технология» (9 класс, раздел 10 «Готовность к выбору профиля, профессии»).

Горилько А.В., преподаватель

ГПОУ «Амвросиевский

индустриально-экономический колледж»

МИНИ-ЛЕКЦИЯ НА ТЕМУ: «ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА» С ПРАКТИЧЕСКИМ ПОКАЗОМ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ, ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ В УСЛОВИЯХ ЛАБОРАТОРИИ КОЛЛЕДЖА

План:

1. Электроизмерительные приборы

2. Провода и кабели

1. Электроизмерительные приборы

Электроизмерительными приборами называются приборы, служащие для измерения электрических величин. Они классифицируются по следующим признакам:

- по роду измеряемой величины: амперметры, вольтметры, омметры, ваттметры и комбинированные;

- по роду тока: приборы постоянного тока, переменного тока и комбинированные;

- по принципу действия: магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, индукционные, термоэлектрические, электростатические, электронные и др.;

- по погрешностям измерений: на восемь классов - 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5 и 4. Цифры показывают максимальную погрешность в процентах, которая возможна у прибора данного класса. Например, погрешность показаний амперметра класса 1,5 не превышает ±1,5%.

Существует два основных метода электрических измерений:

- метод непосредственной оценки;

- метод сравнения.

В методе непосредственной оценки измеряемая величина отсчитывается непосредственно по шкале прибора. Достоинство метода - удобство отсчета показаний прибора и малая затрата времени на операцию измерения. Недостаток - сравнительно невысокая точность измерений.

В методе сравнения измеряемая величина сравнивается непосредственно с эталоном. Метод сравнения используется в лабораторных условиях.

Кроме обычных показывающих приборов, которые указывают то или иное измерение на данный момент времени (обычно стрелкой на шкале прибора) существуют самопишущие измерительные приборы, записывающие непрерывно на движущейся ленте свои показания.

Условные обозначения, определяющие основные характеристики прибора, выносятся на шкалу электроизмерительного прибора (табл. 1).

Таблица 1

Основные условные обозначения, выносимые на шкалу электроизмерительного прибора

1,5

Класс точности 1,5

-

Постоянный ток

~

Переменный (однофазный) ток

Постоянный и переменный токи

Трехфазный ток

Прибор магнитоэлектрической системы

Прибор электромагнитный системы

Прибор электродинамической системы

Прибор индукционной системы

Прибор устанавливается горизонтально; вертикально; под углом 60°

Изоляция прибора испытана при напряжении 2 кВ

А

Для закрытых отапливаемых помещений

Б

Для закрытых неотапливаемых помещений

В

Для полевых и морских условий

Пример. На шкале прибора имеются следующие условные обозначения: 2,5; ; ; ; ; Б. Это значит, что погрешность при измерении - 2,5%; род тока - постоянный и переменный; электромагнитная измерительная система; вертикальная установка; изоляция испытана при напряжении 2 кВ; прибор предназначен для установки в закрытых неотапливаемых помещениях.

2. Провода и кабели

Основным материалом для токоведущих жил проводов и кабелей в настоящее время является алюминий. Для изготовления голых проводов применяется также сталь. Медь, хотя и обладает большей электропроводностью, чем алюминий, применяется в весьма ограниченных случаях (например, когда необходима особая гибкость провода).

В качестве изоляционных материалов для изготовления изолированных проводов и кабелей применяют резину, кабельную бумагу, пропитанную специальными составами, и пластмассы, например полихлорвинил. Пластмассовая изоляция обладает рядом положительных свойств и поэтому с каждым годом увеличивается ее применение в производстве кабельной продукции.

Все провода и кабели выпускаются нашей промышленностью по единой шкале сечений токоведущих жил: 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400 мм².

Токоведущие жилы проводов и кабелей изготовляют преимущественно многопроволочными.

Провода. Для воздушной линии электропередачи напряжением до 1 кВ на строительных площадках применяют изолированные или неизолированные провода, расположенные на открытом воздухе и прикрепленные линейной арматурой к опорам, изоляторам или кронштейнам, стенам зданий и инженерным сооружениям.

Воздушная линия электропередачи с применением самонесущих изолированных проводов (СИП) обозначается ВЛИ.

Самонесущий изолированный провод - скрученные в жгут изолированные жилы, причем несущая жила может быть как изолированной, так и неизолированной. Механическая нагрузка может восприниматься или несущей жилой, или всеми проводниками жгута.

Неизолированные алюминиевые провода (марка А) выпускаются многопроволочными сечением от 16 до 400 мм². На строительной площадке они применяются сечением не выше 150 мм².

Особый тип проводов - сталеалюминиевые провода, состоящие из стального троса, на который навиты алюминиевые проволоки. Стальной трос служит для увеличения прочности провода. Сталеалюминиевые провода на строительной площадке применяют для сооружения линий электропередачи напряжением 35 кВ и выше.

В современных условиях на ВЛ должны, как правило, применяться самонесущие изолированные провода.

Силовые кабели. Кабелем называют одножильный или чаще многожильный изолированный провод специальной конструкции в герметической оболочке. Кабели, предназначенные для передачи электроэнергии, носят название силовых.

Силовые кабели в настоящее время выпускаются главным образом с алюминиевыми жилами (одно-, двух-, трех- и четырехжильные), с изоляцией из бумаги, пропитанной маслоканифольным составом, а также с пластмассовой изоляцией.

Отличительной особенностью кабелей является наличие герметической (алюминиевой, свинцовой или пластмассовой) оболочки, предназначенной для предохранения от проникновения внутрь кабеля сырости. В связи с этим при прокладке силовых кабелей применяют особые методы соединения их при помощи специальных соединительных муфт. Свободные концы подвергаются особой разделке с герметическим оконцеванием.

Кабели, предназначаемые для прокладки непосредственно в земле, в траншеях, защищены от механических воздействий (поверх герметической оболочки) броней из стальных лент, покрытой сверху слоем кабельной пряжи, пропитанной битумом.

Представление о конструкции кабелей с бумажной пропитанной изоляцией дает рис. 1. Четвертая жила кабеля (рис. 1, б) служит нулевым проводом и делается меньшего сечения (около половины сечения фазных жил).

Кабели на напряжение 6 и 10 кВ отличаются от кабелей на напряжение до 1 кВ усиленной изоляцией токоведущих жил.

Для электроснабжения строительных площадок применяют в основном следующие марки силовых кабелей с бумажной изоляцией:

а) при напряжении до 1 кВ - кабель ААБ, силовой бронированный, в алюминиевой оболочке, с алюминиевыми жилами, предназначенный для прокладки в траншеях; в случае прокладки в каналах (например, при использовании постоянных сооружений строящегося предприятия) применяется такой же кабель, но без наружного покрова из кабельной пряжи сверх брони - бронированный голый - марки ААБГ;

б) при напряжении 6 и 10 кВ - кабель ААБ и АСБ той же конструкции, что и низковольтные, также для прокладки в траншеях, но в алюминиевой или свинцовой оболочке.

На напряжение до 1 кВ применяют трех- и четырехжильные кабели, на 6 и 10 кВ - трехжильные.

Кабели с пропитанной бумажной изоляцией имеют ряд недостатков: их нельзя сильно изгибать, так как при резких изгибах портится изоляция жил (радиус изгиба должен быть равен не менее 15 наружным диаметрам кабеля); нельзя прокладывать при низких температурах без предварительного прогрева (из-за хрупкости оболочки), нельзя прокладывать на большую высоту по вертикали, так как в этих условиях при нагревании кабеля током из него начинает вытекать пропиточный состав и изоляция кабеля теряет свои свойства.

Указанных недостатков не имеют силовые кабели с пластмассовой изоляцией. Такие кабели с изоляцией из полиэтилена или поливинилхлорида в поливинилхлоридной оболочке бронированные и небронированные с каждым годом получают все большее применение. Промышленность выпускает их на напряжения 1; 6 и 10 кВ трех- и четырехжильными с сечением жил до 150 мм². В марках этих кабелей вторая буква указывает материал герметической оболочки (В - поливинилхлорид), а третья - материал изоляции (П - полиэтилен, В - поливинилхлорид). Например: кабель марки АВПБ - с алюминиевыми жилами, с полиэтиленовой изоляцией, в поливинилхлоридной оболочке, бронированный; кабель марки АВВБ - такой же, но с поливинилхлоридной изоляцией.

К достоинствам кабелей с пластмассовой изоляцией помимо устранения указанных выше недостатков, присущих кабелям в бумажной пропитанной изоляции, следует отнести также отсутствие металлических (алюминиевых или свинцовых) оболочек, что снижает массу кабелей и расход цветного металла на их изготовление.

Установочные провода и кабели. Провода с резиновой и пластмассовой изоляцией (установочные) и кабели с резиновой изоляцией служат для выполнения электропроводок. Выпускают их, как правило, на напряжение до 500 В с алюминиевыми жилами; с медными жилами изготовляют только особо гибкие провода.

Назовем наиболее применяемые в условиях строительства марки установочных проводов и кабелей с резиновой изоляцией:

АПР и АПВ - провода одножильные алюминиевые, первый с резиновой изоляцией в оплетке из пропитанной хлопчатобумажной пряжи, второй - с полихлорвиниловой изоляцией и без оплетки; назначение - прокладка по роликам и изоляторам, а также в трубах и непосредственно (без труб) в каналах и пустотах строительных конструкций;

ПРГ и ПВГ - гибкие провода с медными жилами из большого числа тонких проволок; применяются для соединения подвижных частей машин и аппаратов;

АВРГ и АНРГ - кабели с алюминиевыми жилами с резиновой изоляцией в герметической оболочке из полихлорвинила, двух- и трехжильные прокладываются непосредственно по поверхности стен и потолков; используются для прокладки в сырых помещениях и в помещениях с химически активной средой;

АППВ и АПН - плоские провода двух- и трехжильные с алюминиевыми жилами в изоляции из полихлорвинила (АППВ) или резины (АПН); назначение - постоянные электропроводки в осветительных сетях; прокладываются скрыто или открыто, непосредственно по стенам и потолкам (без роликов);

ПРД и ПРВД - двухжильный витой провод (шнур) с медными жилами с резиновой изоляцией в оплетке из хлопчатобумажной пряжи или в полихлорвиниловой оболочке.

Шланговые кабели и провода. Для присоединения подвижных электроприемников предназначены шланговые кабели и провода. Их применяют на строительных площадках: для питания электропривода передвижных строительных машин и механизмов - кранов, экскаваторов, компрессоров; для питания сварочных трансформаторов, электроинструмента и т.д. Выпускаются они только с медными жилами, сплетенными из тонких проволочек (для большей гибкости). Для защиты от механических воздействий и от проникновения сырости к токоведущим жилам шланговые кабели и провода в дополнение к резиновой изоляции жил имеют толстую (5...8 мм толщиной) резиновую оболочку. Особенность их - наличие дополнительной, так называемой заземляющей, жилы, предназначенной для заземления корпусов строительных механизмов с электроприводом.

Для питания электроприемников напряжения до 500 В на строительстве применяют шланговые кабели и провода преимущественно следующих марок:

ШРПС - шланговые шнуры переносные (для питания электроинструментов, сварочных трансформаторов и переносных светильников); двух- и трехжильные с дополнительной заземляющей жилой;

КРПТ - шланговые кабели переносные тяжелые (для питания электропривода строительных механизмов) двух- и трехжильные с дополнительной заземляющей жилой (рис. 2);

Рис. 2. Шланговый кабель марки КРПТ:

1 - заземляющая жила; 2 - резиновая оболочка; 3 - прорезиненная ткань; 4 - изоляция жил; 5 - медная токоведущая жила; 6 - вулканизационная резина; 7- обмотка тканевой лентой

ГРШ и ГРШН - шланговые кабели шахтные (врубовые) гибкие трехжильные с заземляющей жилой; отличаются большей (по сравнению с маркой КРПТ) прочностью;

ПРГД - шланговые провода гибкие для дуговой сварки одножильные.

Для питания строительных машин с высоковольтным электроприводом промышленностью выпускаются шланговые кабели на напряжения 3 и 6 кВ следующих марок:

КШВГ и КШВГЛ - кабели шланговые высоковольтные гибкие трехжильные с дополнительной заземляющей жилой;

ГТШ - шланговые кабели гибкие, торфяные; применяются для питания электропривода строительных механизмов в особо сырых местах; имеют усиленную резиновую изоляцию и заземляющую оплетку (под шлангом) из медных проволок; изготовляются также и для напряжения до 500 В.