Двигатель мощностью в сотни киловатт выходит из строя не потому, что сгорела медь или треснула сталь. В девяти случаях из десяти виновата тонкая полимерная плёнка толщиной в десятки микрон - изоляция обмоточного провода. Она работает на пределе своих возможностей при температуре 150-200 °C, под вибрацией и в условиях перепада влажности, и именно её химическая структура определяет, проживёт машина три года или тридцать лет. Изоляция электрических машин нужна для того, чтобы разделить токоведущие части между собой и отделить их от корпуса, магнитопровода и других элементов конструкции. Она должна выдерживать рабочее напряжение, нагрев, вибрации и старение, потому что в машине изоляция работает ...
Газы как изолирующая среда широко применяются на воздушных линиях, в распределительных устройствах (РУ) и другой электрической аппаратуре. В качестве изолирующих газов используется воздух, элегаз (SF6), азот, смесь элегаза с азотом и др. Достоинства газовой изоляции - это относительно низкая стоимость, относительно высокая электрическая прочность, свойство "самовосстановления", хорошая теплопроводность. Электрическая прочность — основная характеристика газа как изоляционной среды. При нормальных атмосферных условиях и в однородном электрическом поле электрическая прочность воздуха составляет 30 кВ/см ...
Во всякой системе проводников, обтекаемых током, возникают механические силы, и она стремится определенным образом деформироваться. Точно так же любые две (или несколько) системы проводников, обтекаемых током, будут испытывать между собой определенные механические силы, если только они связаны общим магнитным потоком. Эти силы принято называть электродинамическими. Во многих случаях практики величина электродинамических сил настолько мала, что они не могут вызвать разрушения конструкции и они не заслуживают специального внимания. Однако, в ряде случаев эти силы настолько велики, что приходится уделить им особое внимание и положить немало усилий ...
Выбор профессионального пути — это всегда попытка заглянуть в будущее и найти свое место в сложном механизме цивилизации. Если ваш выбор падает на профессию инженера-электрика, вы должны осознавать: это не просто работа с «проводами и лампочками». Это решение посвятить себя управлению одной из самых фундаментальных и загадочных сил Вселенной – электромагнетизмом. Инженер-электрик - это специалист, который проектирует, обслуживает и модернизирует системы электроснабжения, электрические сети и оборудование. В отличие от программиста, создающего виртуальные миры, или экономиста, оперирующего условными единицами, инженер-электрик взаимодействует с объективной физической реальностью ...
Аналоговым называется такой сигнал, который может быть представлен непрерывной линией из множества значений, определенных в каждый момент времени относительно временной оси. Значения аналогового сигнала произвольны в каждый момент времени, поэтому он может быть в принципе представлен как некая непрерывная функция (зависящая от времени как от переменной) либо как кусочно-непрерывная функция времени. Аналоговым сигналом можно назвать, например, звуковой сигнал, генерируемый обмоткой электромагнитного микрофона или ламповым акустическим усилителем, поскольку такой сигнал непрерывен и его значения сильно отличаются друг от друга в каждый момент времени ...
Нормальная продолжительная безаварийная работа силовых трансформаторов обеспечивается при условии контроля и соблюдения допустимых пределов различных параметров, одним из которых является температурный режим. Соблюдение температурного режима в пределах установленных для того или иного типа трансформатора норм обеспечивается специально предусмотренными системами охлаждения. Рассмотрим, какие бывают системы охлаждения силовых трансформаторов. Буквы С в маркировке силовых трансформаторов показывают, что трансформатор сухой, то есть в нем не предусмотрено использование трансформаторного масла для охлаждения. В данном случае обмотки и магнитопровод трансформатора ...
Слово «фидер» (заимствованное из английского языка: «feeder») – термин многозначный. В рыбалке это одно, в электротехнике — другое, в радиолокации - третье. Среди переводов этого слова: питатель, кормушка, передающий механизм, едок, вспомогательная линия и т. д., в зависимости от контекста. Чтобы не запутаться, давайте разберемся, что же такое электрический фидер, то есть рассмотрим данный термин применительно к электроэнергетике. Несмотря на то, что каждый электрик в принципе понимает значение этого слова, даже здесь есть варианты. Речь может идти о сети, питающей трансформаторы подстанции, и соединяющей трансформаторы с конкретным выключателем ...
Говоря о переменном токе, часто оперируют такими терминами как «фаза», «фазовый угол», «сдвиг фаз». Обычно это касается синусоидального переменного или пульсирующего тока (полученного путем выпрямления синусоидального тока). Поскольку периодическое изменение ЭДС в сети или тока в цепи — это гармонический колебательный процесс, то и функция, описывающая данный процесс, — гармоническая, то есть синус или косинус, в зависимости от начального состояния колебательной системы. Аргументом функции в данном случае является как раз фаза, то есть положение колеблющейся величины (тока или напряжения) в каждый рассматриваемый момент времени относительно момента начала колебаний ...
С момента своего открытия в 2004 году графен вызывает восхищение и интерес в научных и инженерных кругах. Его уникальные свойства - высокая электропроводность, невероятная прочность, гибкость и превосходная теплопроводность - делают его поистине «материалом будущего». Однако, несмотря на огромный потенциал, графен до сих пор не смог вытеснить кремний из мира электроники. Почему так происходит? Одной из ключевых причин, по которой графен не смог заменить кремний, является отсутствие у него запрещенной зоны (bandgap). Графен, будучи полуметаллом, а не полупроводником, не подходит для создания транзисторов - основы современной электроники ...
Для передачи электроэнергии на большие расстояния через реки, крупные озера, проливы, моря и океаны, применяют подводные кабели высокого напряжения. Пример такого кабеля — подводный кабель постоянного тока «North Sea Link», введенный в эксплуатацию в октябре 2021 года. При помощи данного кабеля протяженностью в 720 километров, от Норвегии к Великобритании через воды Северного моря подается электрическая мощность в 1400 МВт при постоянном напряжении ±515 кВ. Это самый длинный кабель такого рода в мире. Жила подводного кабеля высокого напряжения представляет собой многокомпонентную сборку концентрического типа, включающую проводники, изоляторы, внутренние и наружный защитные слои ...
Теплица площадью 5000 квадратных метров держит внутри 24 градуса, влажность 70 процентов и концентрацию CO2 около 900 ppm - независимо от того, что происходит за стеклом: солнце, дождь или снегопад. Обеспечивает это не оператор с пультом, а программируемый логический контроллер (ПЛК), выполняющий алгоритмы, написанные на языке Structured Text (ST). Разберёмся, какая физика стоит за микроклиматом теплицы и как эта физика превращается в рабочий код контроллера. Растение зависит от четырёх параметров: температуры воздуха, относительной влажности, концентрации CO2 и освещённости. Каждый влияет на скорость фотосинтеза по-своему, а вместе они образуют взаимосвязанную систему ...
В колебательном контуре, обладающем индуктивностью, емкостью и сопротивлением, свободные электрические колебания имеют тенденцию к затуханию. Чтобы колебания не затухали, необходимо периодически пополнять контур энергией, тогда возникнут вынужденные колебания, которые не будут затухать, ведь внешняя переменная ЭДС станет теперь поддерживать колебания в контуре. Если колебания поддерживать источником внешней гармонической ЭДС, частота которой очень близка к резонансной частоте колебательного контура, то амплитуда электрических колебаний в контуре станет резко возрастать, то есть наступит явление электрического резонанса ...
Магнетрон правит бытовыми и промышленными СВЧ-установками уже почти сто лет не потому, что он идеален, а потому что альтернатива, твердотельная СВЧ-генерация, долго оставалась дороже и сложнее в реализации. Сегодня ситуация меняется благодаря развитию GaN-транзисторов, но полупроводниковые генераторы всё ещё несут набор технических и экономических проблем, которые определяют скорость их внедрения. Магнетрон устроен обманчиво просто. Это одна вакуумная лампа, куда подаётся высокое напряжение через простой импульсный трансформатор, а на выходе получается СВЧ-излучение фиксированной частоты. Вся «интеллектуальная» часть печи или промышленной установки ...
Величина коэффициента мощности характеризует степень использования активной мощности источника электроэнергии. Чем выше коэффициент мощности электроприемников, тем лучше используются генераторы электрических станций и их первичные двигатели (турбины и др.), трансформаторы подстанции и электрические сети. Низкие значения cos фи при тех же величинах активной мощности приводят к дополнительным затратам па сооружение более мощных станций, подстанций и сетей, а также к дополнительным эксплуатационным расходам. Действительная мощность электроприемников предприятия непрерывно изменяется с течением времени ...
Ещё недавно искусственный интеллект в промышленной автоматизации воспринимался как красивая надстройка над привычными системами управления - полезная для аналитики, но слишком рискованная для реального контура. Сегодня ситуация изменилась. ИИ всё чаще рассматривают не как экспериментальную экзотику, а как следующий этап развития автоматизации там, где классических методов уже недостаточно: в процессах с высокой нелинейностью, изменчивыми режимами, большим числом взаимосвязанных переменных и слабой наблюдаемостью объекта. При этом главный вопрос давно сместился. Речь идёт уже не о том, заменит ли ИИ ПИД-регулятор или модельно-прогнозирующее управление ...
Электрик открывает щиток после жалобы клиента на "непонятные отключения света" - и видит на DIN-рейке два внешне одинаковых серых модуля. Оба на 16 А, оба с кнопкой теста, оба размером 2-4 модуля. Только один из них не спасёт проводку от короткого замыкания, а второй стоит в 2-3 раза дороже связки из двух отдельных устройств. Разбираемся, что стоит за этими корпусами, откуда берётся ток утечки и почему путаница между ними - одна из типичных ошибок при проектировании электрощита. УЗО (устройство защитного отключения), в ГОСТе оно называется ВДТ - выключатель дифференциального тока, реагирует только на разницу между током, вошедшим по фазному проводнику, и током, вернувшимся по нулевому ...
Представьте ситуацию: провод где-то в стене повреждён, происходит короткое замыкание, а автомат в щитке молчит. Никакого щелчка, никакого отключения, только слабый нагрев проводки, который может продолжаться минутами, а иногда и часами. Многие уверены, что автомат обязан сработать при любом коротком замыкании мгновенно, и когда это не происходит, грешат на «бракованный» автомат или «плохую электрику». На самом деле причина почти всегда одна - слишком высокое сопротивление всей цепи, по которой должен пройти ток короткого замыкания от щитка до места повреждения и обратно. Эта цепь называется петлёй фаза-ноль, и именно её реальное состояние ...
Электроэнергия поступает в жилые здания через понижающие трансформаторные подстанции напряжением 10/0,4 кВ, реже 6/0,4 кВ, которые преобразуют напряжение линии среднего уровня в параметры низковольтной сети, пригодные для бытового и коммунального потребления. Первичная обмотка трансформатора подключена к питающей линии среднего напряжения, а вторичная обмотка, как правило, соединена по схеме звезды, что позволяет сформировать три фазных проводника L1, L2 и L3 и вывести нейтральный провод N от общей точки соединения обмоток. Саму нейтральную точку намертво соединяют с контуром заземления подстанции - это называется рабочим (или глухим) заземлением нейтрали ...