Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

В больших многоячейковых грозах существует закономерность, когда новая ячейка формируется справа по направлению несущего воздушного потока в северном полушарии и слева от направления несущего потока в Южном полушарии.

2.10.7. Энергия

Энергия, которая приводит в действие грозу, заключена в скрытой теплоте, которая освобождается, когда водяной пар конденсируется и образует облачные капли. На каждый грамм воды в капле освобождается около 600 калорий тепла. Когда водяные капли замерзают в верхней части облака, и освобождается еще около 80 калорий на грамм. Скрытая тепловая энергия, которая освободилась частично преобразуется в кинетическую энергию восходящего потока. Грубая оценка общей энергии грозы может быть сделана на основе общего количества воды выпавшей в виде осадков из облака. Типичной является энергия порядка 100 миллионов киловатт-часов, что по приблизительной оценке эквивалентно ядерному заряду в 20 килотонн (правда эта энергия выделяется в гораздо большем объеме пространства и за гораздо большее время).

Большие многоячейковые грозы легко могут обладать энергией и в 10 и в 100 раз большей.

2.10.8 Электрическая структура грозового облака

Распределение и движение электрических зарядов внутри и вокруг грозового облака является сложным непрерывно меняющимся процессом. Тем не менее, можно представить обобщенную картину распределения электрических зарядов на стадии зрелости облака. Доминирует положительная дипольная структура, в которой положительный заряд находится в верхней части облака, а отрицательный заряд находится под ним внутри облака. В основании облака и под ним наблюдается нижний положительный заряд. Атмосферные ионы, двигаясь под действием электрического поля, формируют на границах облака экранирующие слои, скрывающие электрическую структуру облака от внешнего наблюдателя. Измерения показывают, что в различных географических условиях основной отрицательный заряд грозового облака расположен на высотах с температурой окружающего воздуха от −5 до −17 °C. Чем больше скорость восходящего потока в облаке, тем на большей высоте находится центр отрицательного заряда.

Плотность объемного заряда лежит в диапазоне 1-10 Кл/км³. Существует заметная доля гроз с инверсной структурой зарядов: -отрицательным зарядом в верхней части облака и положительным зарядом во внутренней части облака, а также со сложной структурой с четырьмя и более зонами объемных зарядов разной полярности.

2.10.9 Механизм электризации

Для объяснения формирования электрической структуры грозового облака есть много механизмов, и до сих пор эта область науки является областью активных исследований. Основная гипотеза основана на том, что если более крупные и тяжелые облачные частицы заряжаются преимущественно отрицательно, а более легкие мелкие частицы несут положительный заряд, то пространственное разделение объемных зарядов возникает за счет того, что крупные частицы падают с большей скоростью, чем мелкие облачные компоненты. Этот механизм, в целом, согласуется с лабораторными экспериментами, которые показывают сильную передачу заряда при взаимодействии частиц ледяной крупы (крупа - пористые частицы из замерзших водяных капелек) или града с ледяными кристаллами в присутствии переохлажденных водяных капель.

Знак и величина передаваемого при контактах заряда зависят от температуры окружающего воздуха и водности облака, но также и от размеров ледяных кристаллов, скорости столкновения и других факторов. Возможно также действие и других механизмов электризации. Когда величина накопившегося в облаке объемного электрического заряда становится достаточно большой, между областями заряженными противоположным знаком происходит молниевый разряд. Разряд может произойти также между облаком и землей, облаком и нейтральной атмосферой, облаком и ионосферой.

В типичной грозе от двух третей до 100 процентов разрядов приходятся на внутриоблачные разряды, межоблачные разряды или разряды облако-воздух. Оставшаяся часть - это разряды облако-земля.

В последние годы стало понятно, что молния может быть искусственно инициирована в облаке, которое в обычных условиях не переходит в грозовую стадию. В облаках, имеющих зоны электризации и создающих электрические поля, молнии могут быть вызваны горами, высотными сооружениями, самолетами или ракетами оказавшимися в зоне сильных электрических полей.

2.11 Влияние грозовых разрядов на линии электропитания

Воздушные линии электропитания распространены по широкой географической территории и поэтому часто подвергаются ударам молний. Различные атмосферные разряды вблизи линий вызывают индукцию высоковольтных импульсов в линиях. При этом сама линия передачи ведет себя как масштабная антенна. Сеть линий электропитания главным образом проектируется для передачи электрической энергии, но она также служит средой передачи высоковольтных импульсов. Поэтому линии электропитания страдают от различных последствий атмосферных разрядов.

Грозовые разряды могут генерировать переходные импульсы перенапряжения в воздушных линиях следующим образом:

- непосредственное попадание в фазовый провод (неправильное экранирование);

- непосредственное попадание молнии в экранирующий провод или опору воздушной линии, энергия которой затем перетекает в фазовый провод;

- удар на расстоянии несколько сотен метров от линии электропитания (непрямое попадание), который индуцирует перенапряжение в линии.

Импульсы перенапряжения, вызванные прямыми или непрямыми попаданиями, распространяются от точки воздействия по всей сети. Эти импульсы также могут передаваться трансформаторами с верхних на нижние уровни сети, где они становятся новым видом импульсов перенапряжения.

2.12 Методы защиты

Для работающего персонала на электроустановках, предназначены электрозащитные средства, от воздействия электрической дуги, электромагнитного поля и от поражения электрическим током.

В электроустановках электрозащитные средства по назначению подразделяются на:

• ограждающие;

• изолирующие;

• вспомогательные.

Для изоляции человека от токоведущих частей служат изолирующие, они подразделяются на основные и дополнительные.

Основные - это те средства защиты, изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение. Они позволяют прикасаться к токоведущим частям под напряжением. К ним относятся:

• клещи электроизмерительные и изолирующие;

• штанги изолирующие;

• обувь диэлектрическая;

• перчатки диэлектрические;

• слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками;

• указатели напряжения.

Совместно с основными средствами, так же применяются и дополнительные изолирующие средства, сами по себе они не обеспечивают защиту от электрического тока. Это есть изолирующие коврики, боты, подставки.

Для временного ограждения токоведущих частей, служат ограждающие защитные средства, а также в работе с коммутационной аппаратурой для предупреждения ошибочных действий. То есть, это и есть щиты, переносные заземления, переносные ограждения, изолирующие накладки.

А для защиты от тепловых воздействий, падения с высоты, служат вспомогательные средства. Это страхующие канаты, когти, предохранительные пояса, рукавицы, очки.

Проходят испытания на механическую и электрическую прочность все электрические устройства. Так же предоставляется все необходимые защитные средства, обеспечивающие безопасность работы персонала, обслуживающие электроустановки. Пронумерованы должны быть электрозащитные средства, находящиеся в эксплуатации. Номер может быть совмещен со штампом об испытании, так же он наносится только на самом защитном средстве.

Обязательно нужно вести журналы учета и содержания средств защиты, таких как:

• наименование;

• инвентарные номера;

• местонахождение;

• даты периодических испытаний и осмотров.

Журналы ведутся в цехах, в лаборатории, на подстанции (при централизованном обслуживании - в службе, на участке), на участках строительно-монтажных организаций и прочих мест.

Журналы должны проверяться раз в полгода, лицом ответственным за состояние средств защиты. Средства защиты, которые находятся в индивидуальном пользовании, также регистрируются с указанием даты выдачи и с подписью получившего лица, в журнале учета и содержания средств защиты.

Во время эксплуатации электрозащитные средства подвергаются осмотрам в сроки и периодическим испытаниям, указанные в таблице 2.6.

Таблица 2.6 – Сроки осмотров электрозащитных средств и периодических испытаний

Те защитные средства, которые прошли испытания, кроме инструмента слесарно-монтажного с изолирующими, ставят штамп с указаниям номера, наименования лаборатории и срока годности, проводившей испытания. А на защитные средства, которые, признаны негодными, штамп перечеркивается красной краской.

Правила пользования защитными средствами:

• электрозащитными средствами пользуются по их прямому назначению в электроустановках напряжением не выше того, на которое они рассчитаны;

• основные изолирующие средства должны применяться в закрытых установках, а в воздушных линиях и открытых электроустановках они применяются только в сухую погоду. Перед применением средств защиты персонал обязан проверить его исправность, очистить от пыли, отсутствие внешних повреждений, проверить по штампу срок годности. Следует проверять отсутствие проколов путем скручивания их в сторону пальцев, у диэлектрических перчаток перед употреблением. Срок годности которых истек, пользоваться средствами защиты, запрещается. Ручной инструмент, применяемый при ремонтных работах, демонтажных, монтажных, при обслуживании электрооборудования (плоскогубцы, кусачки отвертки, и т.д.) должен быть длиной не менее 100 мм, иметь покрытие из влагостойкого нехрупкого изоляционного материала и специальные упоры перед рабочей частью и находиться в исправном состоянии.

2.12.1 Средства защиты для обеспечения электробезопасности

Электроустановки должны быть укомплектованы испытанными, готовыми к использованию защитными средствами (СЗ), а также средствами оказания первой медицинской помощи в соответствии с действующими правилами и нормами. Средства защиты подразделяются на классы, такие как:

• средства защиты от поражения электрическим током (электрозащитные средства);

• средства защиты от электрических полей повышенной напряженности (индивидуальные и коллективные);

• средства индивидуальной защиты.

К электрозащитным средствам относятся:

• изолирующие штанги;

• клещи электроизмерительные и изолирующие;

• указатели напряжения всех классов и видов;

• бесконтактные сигнализаторы наличия напряжения;

• изолированный инструмент;

• диэлектрические ковры, боты и галоши, подставки изолирующие, перчатки;

• защитные ограждения (ширмы, щиты, колпаки, изолирующие накладки);

• переносные заземления;

• приспособления и устройства для обеспечения безопасности труда при проведении измерений и испытаний в электроустановках (устройства для прокола кабеля, указатели напряжения для проверки совпадения фаз, указатели повреждения кабеля и т.п.);

• знаки и плакаты безопасности;

• прочие средства защиты, изолирующие приспособления и устройства для ремонтных работ под напряжением в электроустановках 110 кВ и выше. Из класса электрозащитных средств выделяются изолирующие электрозащитные средства, которые в свою очередь подразделяются на основные и дополнительные. Основное электрозащитное средство - это СЗ, применяемое при работе в ЭУ, и изоляция которая позволяет прикасаться к токоведущим частям и длительно выдерживает рабочее напряжение ЭУ, находящимся под напряжением. Дополнительное электрозащитное средство - это СЗ, которое само по себе при данном напряжении не способна обеспечить защиту от поражения электрическим током, но дополняет основное средство защиты, а также служит для защиты от шагового напряжения и напряжения прикосновения.

2.13 Рациональное предложение

Для повышения отказоустойчивости блока защиты электронного (БЗЭ) от перенапряжения, необходимо в релейном шкафу заменить выравниватели оксидно-цинковые с ножевыми выводами типа ВОЦН-200 на ограничители перенапряжения типа УЗП1-500-0,26, которые при появлении импульсных перенапряжений резко ограничивают их за счет крутой нелинейной вольтамперной характеристики. УЗП имеют широкий рабочий диапазон напряжений.

Основные технические характеристики УЗП1-500-0,26 указаны в таблице 2.2.

УЗП1-500 устройство, состоящее из оксидно-цинкового варистора. Неразборный, герметизированный, полимерный корпус обеспечивает максимально эффективную защитную характеристику.

ВОЦН-220 предназначены для защиты устройств железнодорожной автоматики и телемеханики от импульсных перенапряжений, возникающих в результате грозовых разрядов, коротких замыканий и коммутаций в контактной сети и электрических сетях высокого и среднего напряжения. Выравниватель ВОЦН является невосстанавливаемым изделием и ремонту не подлежит.

Рисунок 2.10 – Внешний вид ВОЦН-220

Характеристики

Список файлов ВКР