Какое электрооборудование применяется в химической индустрии?

Электрооборудование предприятия

Каждое предприятие нуждается в хорошем энергообеспечении. Без электричества и света невозможно выполнить ни одну работу. Также стоит учесть и экономию, без которой вашему бизнесу будет очень тяжело.

Установленное электрическое оборудование должно обеспечивать выполнение всех возложенных на него задач, при этом потреблять как можно меньше электрической энергии.

Именно поэтому электрооборудование предприятия обязано быть качественным. Совокупность машин, аппаратов, устройств и приборов играют большую роль в предприятиях, так как они производят преобразование электрической энергии в другие виды энергии, что позволяет существенно автоматизировать сам технологический процесс.

В современных условиях работы электрооборудование предприятия нуждается в глубоких и доскональных знаниях. Для того, чтобы создать новое либо произвести модернизацию уже имеющего оборудования, механизма или устройства, необходимо привлекать технологов, электриков и механиков.

Электрооборудование не рассматривается отдельно от технологических и конструктивных свойств электрифицируемого объекта. Поэтому специалисты, обслуживающие электрооборудование предприятия, обязаны знать не только лишь электрическую часть, но и основополагающие технологические процессы. Касается это: металлообрабатывающих станков, электрической сварки, подъемно-транспортных механизмов, электронагревателей и т.д.

Электрооборудование предприятий проектируется, монтируется и эксплуатируется в соответствии с «Правилами устройства эксплуатации» (ПУЭ) и другими руководящими документами.

Электрооборудование для промышленных предприятий

В нынешнее время трудно себе представить работу абсолютно любого предприятия без использования там электрического оборудования. Это касается как небольших мастерских, так и масштабных заводов.

Электрооборудование промышленных предприятий имеет специфику своей работы, которая закрепляется при помощи «Правил устройств электроустановок» (ПУЭ).

К этому относятся такие мероприятия, как: монтаж, ремонт, техническое обслуживание электрических сетей и трансформаторных подстанций, монтаж заземления, эксплуатация электродвигателей, различные устройства защиты и наладочные работы. Все это объединяется одним понятием – электрооборудование промышленных предприятий и установок.

Конструктивное исполнение такого оборудования обусловлено свойством самого производства, имеющимися экономическими ресурсами, какое состояние имеет окружающая среда, а также характеристиками производственных помещений.

Силовое электрооборудование промышленных предприятий включает в себя большое количество устройств:

  • трансформаторы;
  • печи индукционного типа;
  • сварочные аппараты;
  • асинхронные двигатели;
  • высоковольтные и низковольтные аппараты;
  • электрические машины и т.п.

При выборе такого оборудования стоит сравнить несколько вариантов их применения, после чего выбрать самое экономически целесообразное устройство. Используемое оборудование должно обеспечивать возможность произведения электромонтажных и подготовительных работ на объекте, а также их механизацию.

Для выбора самой конструкции, вида и способа монтажа, силовое электрооборудование промышленных предприятий должно обладать соответствующим номинальным напряжением питающей сети, а также стоит учитывать и условия окружающей среды. Его мощность должна быть таковой, чтобы не было перегревания при нормальных режимах работы.

Синхронные электродвигатели рекомендовано применять для механизмов с продолжительным временем работы, с регулированием частоты вращения. Обусловлено это их высоким коэффициентом полезного действия и небольшим эксплуатационным расходом.

Электрические двигатели применяют на промышленных предприятиях тогда, когда нужно осуществлять регулировку частоты вращения и в больших пределах. Также, стоит учитывать и его стоимость и затраты на монтаж.

При выборе электрического оборудования стоит акцентировать внимание на уровень его шума и вибрации. На разную степень их накладываются ограничения, связанные с режимом работы производственных механизмов, а также условий труда работающего там персонала.

При проектировании электроустановки стоит брать во внимание и расходы на его утилизацию после прекращения его эксплуатации. В оборудование могут входить такие материалы, как ртутные лампы.

Во время эксплуатации электрооборудования на предприятии стоит периодически осуществлять его ремонт. Он бывает трех видов: текущий, средний и капитальный.

Детальный осмотр электрического оборудования осуществляется при последнем виде ремонтных работ. Устраняются такие дефекты, которые связаны с заменой отдельных узлов и деталей.

Средний и текущий ремонт не требует полной разборки электрического оборудования (очистка, замена изношенных частей, регулировка различных узлов и т.п.). Осуществляют ремонт электрооборудования промышленных предприятий в специально предназначенных помещениях: электромонтажные мастерские или цеха, которые имеют соответствующее ремонтное оборудование.

Электрооборудование для промышленных предприятий

Много стационарных процессов в сельском хозяйстве выполняются с применением электроэнергии. Очень часто можно встретить различное электрооборудование в мобильных сельскохозяйственных машинах.

Большой популярностью в данной отрасли пользуется электрический привод, освещение помещений, инфракрасный обогрев животных, электротехнологические установки. Порядка 60 процентов всей потребляемой энергии затрачивает такое электрооборудование сельскохозяйственных предприятий, как электропривод.

В данной отрасли применяются следующие простые устройства:

  • насосы;
  • вентиляторы;
  • измельчители и дробилки;
  • транспортеры.

Каждое такое оборудование основано на электрическом приводе с асинхронным электродвигателем и несложной системой управления.

Сейчас стали очень популярны и успешно развиваются энергосберегающие технологии, которым нужны приводы с регулированием. Оснащаются они силовыми преобразователями энергии, которые выполняют разные управляющие свойства. Это и регулировка частоты, и автоматическая защита, и самодиагностика.

Электрооборудование для сельскохозяйственных предприятий

Электрооборудование сельскохозяйственных предприятий, для эффективной своей работы, обязано иметь современные системы управления, в которых используются самые последние достижения в микропроцессорной технике, а также автоматизации.

Вместо релейных устройств используют микропроцессорные контролеры, которые позволяют осуществить более сложные процессы в управлении, а также быстро перенастроить оборудование и обеспечить надлежащую его защиту от различных аварийных ситуаций.

Такое современное электрическое оборудование нуждается в квалифицированном обслуживании, понятии всех технологических процессов не только лишь в самом технологическом оборудовании для сельскохозяйственных предприятий, но и в электрооборудовании.

Электрооборудование для горных предприятий

Электрооборудование горных предприятий представляет собой множество электротехнических устройств и изделий (пускатели, трансформаторные подстанции, электродвигатели, станции контроля и т.д.). Оно может иметь разные наименования: подъемное, вентиляционное, очистительное, конвейерное, погрузочное и т.п.

Электрооборудование горных предприятий выпускается в следующих видах:

  • общего назначения, без наличия специфических требований с конкретным предназначением;
  • взрывозащищенные устройства, которые имеют специальную систему защиты от возгорания взрывоопасной среды;
  • рудничное оборудование, применяемое в шахтах и рудниках.

В зависимости от того, где будет оно использоваться, такое электрооборудование бывает:

  • наружное, для работы вне закрытых помещениях и сооружениях;
  • внутреннее, предназначаемое для внутри таких помещений.

Также, электрическое оборудование, применяемое в сельской и горной промышленности, может быть стационарного типа, работа которого осуществляется без перемещения относительно обслуживаемого объекта, и мобильного. Последнее способно перемещаться относительно объектов. Это оборудование очистных и проходческих комплексов, экскаваторы, погрузочные машины и т.п.

Также, существует и переносное электрооборудование. По величине напряжения, такие агрегаты бывают до 1000 Вольт и свыше 1000 В.

На современных открытых горных разработках применяют высокопроизводительные комплексы механизированного типа: экскаваторы, насосы, буровые станции, электровозы и т.п.

В каждом таком оборудовании присутствует значительное количество электрических устройств, на работоспособность которого влияют такие факторы, как работа под открытым небом, большая площадь или глубина, взрывные работы, перемещение фронта работ.

Электрооборудование для предприятий на выставке

На крупнейшей ежегодной выставке «Электро», которая пройдет этим летом в ЦВК «Экспоцентр», вы сможете узнать многое об электрооборудовании для электротехники и энергетики, модернизации и автоматизации производства.

Это крупная выставка России с масштабным международным участием. Ежегодно тут принимают участие разные страны. Это производители из Германии, Индии, Чехии, Китая, Испании и т.д.

На выставке «Электро» вы сможете узнать о:

  • электрическом оборудовании для электростанций;
  • проектировании различных объектов электроэнергетика;
  • интеллектуальных сетях «Smart Grid»;
  • турбогенераторах, компрессорах, газотурбинных установках и многое другое.

В разделе энергосбережения и инноваций вы сможете узнать о возобновляемой и малой энергетике, атомных источниках питания, повторном использовании энергетических ресурсов, энергоэффективном оборудовании и различных современных технологиях в электроэнергетике.

Вы также сможете заключить очень выгодные контракты с одной из европейских компаний, и приобрести современное и высококачественное оборудование. Оно способно модернизировать ваше производство и привести к существенному росту выпуска готовой продукции.

А благодаря автоматизации, вы сможете не наращивать штат своих сотрудников, исключая и «человеческий фактор».Такое электрооборудование обладает и высокой экономичностью, так как позволит вашему предприятию существенно снизить расходы на электричество.

В выставке смогут принять участие и продемонстрировать свои инновационные разработки любые компании. Для этого вам необходимо связаться с организаторами или оставить онлайн заявку на сайте.

Примеры современного электрооборудования для предприятий: сельскохозяйственных, промышленных и горных; демонстрируются на ежегодной выставке «Электро»

Электроснабжение промышленных предприятий: требования к сетям и нюансы их проектирования

Грамотное проектирование сетей электроснабжения позволит создать надежную и безопасную систему энергообеспечения предприятия с возможностью расширения его производственных мощностей.

Грамотно составленная проектная документация поможет исключить дополнительные финансовые затраты при реализации проекта электроснабжения.

Предварительный анализ проекта электроснабжения по ключевым критериям и возможность оперативного внесения в него изменений — позволят избежать ошибок на этапе монтажа оборудования.

Сомневаетесь в качестве имеющегося проекта? Можно заказать его анализ и оптимизацию под конкретный бюджет.

Успешные проектные организации дают гарантии на установленное оборудование и работоспособность всей системы.

Опыт, солидное портфолио, членство и допуски СРО – ключевые факторы при выборе проектной организации.

Динамичность технологических процессов и закономерное совершенствование производства требуют от системы электроснабжения современных предприятий гибкости, простоты и надежности. При этом промышленные объекты различных отраслей хозяйства имеют свои, зачастую уникальные требования к проектированию каналов электроснабжения.

Электроэнергия — равноправный компонент производственного процесса, а значит, правильно спроектированное электроснабжение промышленного предприятия способно существенным образом оптимизировать издержки и в результате сократить себестоимость продукции.

Особенности электроснабжения производственных площадок

Какими же практическими принципами следует руководствоваться при проектировании промышленной системы электроснабжения?

Простота и масштабируемость. Система электроснабжения промышленных предприятий не должна быть многоступенчатой, питающие сети не должны быть длинными, а способ прокладки сети должен быть максимально простым. Кроме того, система обязана обеспечивать возможность внедрения нового оборудования, то есть быть масштабируемой.

Отсутствие перегрузок. При проектировании цехов промышленных предприятий значение имеет как размещение оборудования в цехах, так и расположение трансформаторных подстанций. По возможности каждый участок должен быть снабжен отдельным распределительным устройством, которое устанавливается рядом с центром нагрузки. Другие потребители и участки не должны иметь возможности подключения к данному устройству во избежание перегрузки.

Обеспечение бесперебойного производственного процесса. На производствах с параллельными технологическими потоками сеть должна быть построена так, чтобы при необходимости отключения одного элемента сети (в случае аварии, с целью ремонта) отключались только те механизмы, которые относятся к данному потоку. Другие технологические потоки при этом должны оставаться в рабочем состоянии.

Безопасность. Все используемое электрооборудование должно обладать степенью защиты, соответствующей условиям работы конкретного цеха.

Если все эти факторы учтены на этапе проектирования системы, повышаются возможности расширения производства, внедрения новых технологий, применения инновационного оборудования.

Элементы системы электроснабжения предприятий

К основным элементам системы электроснабжения относятся:

  • источник питания;
  • линии электропередачи от источника питания к предприятию;
  • пункт приема электрической энергии;
  • распределительные сети;
  • приемники (потребители электроэнергии).

Основными составными частями системы электроснабжения являются питающая и распределительная сети. Питающая сеть — это линии, отходящие от источника питания к пункту приема электрической энергии. Распределительные сети — это линии, подводящие электроэнергию от пунктов приема непосредственно к электрооборудованию. При этом схемы питания могут быть радиальными, магистральными или смешанными. Магистральная схема подразумевает питание узлов и мощных потребителей по отдельным линиям, присоединенным к магистрали в различных точках.

Магистральная схема актуальна для энергоемких производств в машино- и приборостроении, цветной металлургии, экспериментальном производстве. Магистральные схемы электроснабжения предприятий являются высоконадежными, применяются в помещениях с нормальной средой и достаточно равномерным распределением оборудования. Радиальные схемы питания применяются в помещениях с любой средой. При данной схеме каждый потребитель соединяется с подстанцией или распределительным пунктом по отдельной линии. При смешанной схеме каждая магистраль питает ряд пунктов, от которых отходят радиальные линии непосредственно к приемникам. Радиальные схемы используют для питания сосредоточенных нагрузок и мощных электродвигателей.

Требования к электросетям промобъектов

Помимо озвученных выше принципов электроснабжения промышленных предприятий (бесперебойность, экономичность, гибкость, приближенность к источникам питания, минимальное число ступеней трансформации, использование надежных магистральных схем и пр.), существуют также определенные нормативные требования к электросетям промобъектов.

На промышленных предприятиях источник питания может представлять собой электрическую станцию центральной системы электроснабжения или собственную станцию предприятия. Собственная электростанция необходима при большом потреблении энергии, при наличии специальных требований к надежности системы электроснабжения, при удаленности предприятия от энергосистем.

Требования к источникам питания:

  • На предприятиях с электроприемниками I и II категорий должно быть два и более независимых взаимно резервируемых источника питания.
  • Для электроприемников особой группы I категории должен быть предусмотрен третий независимый источник питания.
  • Питание энергоемких предприятий от сетей энергосистемы следует осуществлять при напряжении 110 или 220 кВ.
  • Предприятия с незначительной нагрузкой могут работать при напряжении 6, 10 и реже 35 кВ.
  • При малой нагрузке достаточно напряжения 0,4 кВ от сетей энергосистемы либо соседнего предприятия.
  • Распределительная сеть промышленных предприятий должна работать на напряжении 10 кВ, в некоторых случаях — 6 кВ, энергоемких — на напряжении 110 кВ.
Читайте также:  Как научиться ремонтировать телевизор

Пункт приема при компактном размещении приемников электроэнергии может быть один. Два приемных пункта необходимы при следующих условиях:

  • при наличии на предприятии двух и более относительно мощных обособленных групп потребителей;
  • при повышенных требованиях к надежности питания электроприемников I категории;
  • при поэтапном развитии предприятия для питания нагрузок второй очереди.

Требования к электроснабжению различных типов объектов обширны и регулируются большим числом нормативных актов. В части электроснабжения промышленных предприятий можно выделить следующие документы:

  • Правила устройства электроустановок (ПУЭ) — группа нормативных документов, которая не является документом в области стандартизации.
  • НТП ЭПП-94. Нормы технологического проектирования. Проектирование электроснабжения промышленных предприятий.
  • СН 357-77. Инструкция по проектированию силового и осветительного электрооборудования промышленных предприятий.
  • СНиП 3.05.06-85. Электротехнические устройства.
  • ГОСТ 30852.0-2002 (МЭК 60079-0:1998). Межгосударственный стандарт. Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 0. Общие требования НТП ЭПП 94. Проектирование электроснабжения промышленных предприятий.

Проектирование электроснабжения играет ключевую роль при вводе в эксплуатацию промобъектов. Любые ошибки на этапе проектирования в будущем приведут к проблемам в функционировании всего предприятия.

Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий

При проектировании системы электроснабжения в первую очередь определяются следующие параметры:

  • электротехнические нагрузки групп электротехнических приемников, узлов нагрузок и всего предприятия в целом;
  • структура системы электроснабжения — число и место размещения всех элементов системы;
  • рациональное напряжение питающей и распределительной сетей;
  • способ транспорта электроэнергии в сетях питания и распределения;
  • конструктивное исполнение электроустановок и электрооборудования;
  • технические средства для обеспечения электробезопасности при эксплуатации системы электроснабжения.

Качественно выполненный этап проектирования избавит от таких распространенных проблем, как увеличение сметы при монтаже и «наползание» разных инженерных сетей друг на друга. Тщательная проработка деталей проекта позволяет минимизировать доработки при монтаже и интегрировать все инженерные системы между собой.

Проектирование и эксплуатация систем электроснабжения промышленных предприятий — задача многофункциональная и трудоемкая. Данная сфера постоянно совершенствуется и усложняется в силу появления новых технологий и оборудования. Требования к качеству электрической энергии и надежности электроснабжения также повышаются. Для решения поставленных задач в данной сфере необходимо применение вычислительной техники, а также высокий профессионализм.

В какую проектную компанию можно обратиться?

Каким специалистам по проектированию инженерных систем можно доверить электроснабжение предприятия? Отвечает на этот вопрос представитель компании «Обион»:

«Безусловно, первоочередное значение имеет опыт работы компании. Лучше выбирать подрядчика, выполняющего работы по проектированию и монтажу под ключ как отдельно электрических сетей, так и всех инженерных коммуникаций в целом. Специфику компании также определяет тип объектов, с которыми имеется опыт работы. Если речь идет об электроснабжении промышленных предприятий, то нет смысла выбирать партнера, который работает исключительно с жилыми объектами или имеет незначительное количество производственных объектов в портфолио.

Например, наша компания «Обион» выполняет полный спектр работ на объектах любой сложности, в том числе на промышленных предприятиях. Проектирование включает в себя как составление ТЗ и проектной документации, так и прохождение экспертизы, согласование в надзорных органах. Работы по монтажу предполагают аудит проектной документации и экономическую оптимизацию проекта. Мы предлагаем дилерские цены от ведущих производителей электрики. В части электроснабжения мы работаем с производственными, коммерческими и торговыми площадями. Нам интересны крупные объекты от 5000 кв. м. За всю историю нашей компании мы спроектировали более 574 300 кв. м площадей и смонтировали более 156 800 кв. м. Проект электрики для офисов, зданий и складов у нас будет стоить от 65 рублей за кв. м. Но, пожалуй, лучше всего о нас говорят позитивные отзывы крупных клиентов, которые переходят в число постоянных благодаря качеству наших работ и честному ценообразованию».

P.S. «Обион» — проектная и монтажная организация в области инженерных систем, работает на российском рынке с 2007 года. В пул постоянных клиентов входят ПАО «Фармстандарт», ГК «ПИК», ПАО «Газпром», MR Group и многие другие компании.

В сфе­ре ор­га­ни­за­ции сис­тем элек­тро­с­наб­же­ния для це­хов про­мыш­лен­ных пред­при­я­тий важ­но най­ти та­ко­го парт­не­ра, ко­то­рый бы имел по­нят­ное це­но­об­ра­зо­ва­ние, гиб­ко под­хо­дил к со­зда­нию но­вых или ре­кон­струк­ции су­щест­ву­ю­щих ин­же­нер­ных се­тей, шел на­встре­чу за­каз­чи­ку в во­про­сах про­ек­ти­ро­ва­ния в це­лом. И од­ной из глав­ных за­дач здесь яв­ля­ет­ся глу­бо­кая про­ра­бот­ка ком­мер­чес­ко­го пред­ло­же­ния еще на уров­не тех­ни­чес­ко­го за­да­ния. Это по­зво­лит ис­клю­чить в даль­ней­шем кон­фликт меж­ду пла­ни­ро­воч­ны­ми ре­ше­ни­я­ми, по­треб­нос­тя­ми в мощ­нос­тях и ин­ди­ви­ду­аль­ны­ми пред­по­чте­ни­я­ми кли­ен­та.

Электроснабжение химического завода

Краткая характеристика электроприемников цеха и описание технологического процесса. Расчет электрических нагрузок, сети выбранного присоединения. Среда производственных помещений химзавода. Выбор трансформаторов. Определение места их расположения.

РубрикаФизика и энергетика
Видкурсовая работа
Языкрусский
Дата добавления14.02.2018
Размер файла362,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Электроснабжение химического завода

электрический трансформатор химзавод

Первое место по количеству потребителей электроэнергии принадлежит промышленности, на долю которой приходится более 60 % всей выработанной в стране электроэнергии

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников электрической энергии, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие промышленные приемники электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким применением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электрических станций.

По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. Сооружаются электростанции большой мощности. В системы электроснабжения включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов, осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процесса производства с применением телесигнализации и телеуправления и вести активную работу по экономии электроэнергии.

Ускорение научно-технического прогресса диктует необходимость совершенствования промышленной электроэнергетики: создание экономичных, надежных систем электроснабжения промышленных предприятий, освещения, автоматизированных систем управления электроприводами технологическими процессами; внедрения микропроцессорной техники, эле газового и вакуумного электрооборудования, новых комплектных преобразовательных устройств.

Все это ставит большие задачи перед работниками научно-исследовательских, проектных, монтажных и наладочных организаций, работающих в области электрификации промышленности.

Общая задача оптимизации систем промышленного электроснабжения включает рациональные решения по выбору сечения проводов и жил кабелей, способу компенсации реактивной мощности, автоматизации и диспетчеризации.

1 Задание и исходные данные для проектирования

Тема курсового проекта: электроснабжение химзавода.

Исходные данные на проектирование цеха приведены в таблице 1. План цеха представлен на рисунке 1.

Таблица 1 – Электрические нагрузки цеха

Установленная мощность электроприемника, кВт

Суммарная установленная мощность электроприемника, кВт

Кран мостовой, G=5т, ПВ=40%

Ножницы дисковые концевые

Четырехвалковый прокатный стан

Кран мостовой, G=10т, ПВ=40%

Брикетировочный пресс, 630т

Рисунок 1 – План цеха

Исходные данные на проектирование химзавода приведены в таблице 2 и на рисунке 2

Таблица 2 – Электрические нагрузки химзавода

Название цехов нагрузок

Установленная мощность, кВт

Цех хлора и каустика

б) синх. двигат. 6 кВ

б) синх. двигат. 6 кВ

Цех метилхлора №1

Цех метилхлора №2

Склад готовой продукции

Цех сульфата амония №1

Цех сульфата амония №2

Цех сжигания газов

Цех синильной кислоты №1

Цех синильной кислоты №2

Рисунок 2 – Генплан химзавода

2. Краткая характеристика электроприемников цеха и описание технологического процесса

2.1 Оборудование цеха и описание технологического процесса

Оборудование используемое в цехе:

– прокатный стан – комплекс оборудования, в котором происходит пластическая деформация металла между вращающимися, т. е. для осуществления процесса прокатки, в более широком значении – автоматическая система или линия машин, выполняющая не только прокатку, но и вспомогательные операции;

– кран мостовой – разновидность грузоподъёмного крана мостового типа, у которого электроталь передвигается по пролётной ездовой балке, оборудованной концевыми балками с ходовыми тележками. Данный кран работает кратковременно повторяющимися циклами;

– ножницы пятки, дисковые, дисковые концевые – устройства для резки металла;

– сушильная печь – устройство, используемое при порошковом окрашивании для сушки изделий от остаточной влаги;

– листоправочная машина – используется в процессе производства металлического проката, основное предназначение станка — холодная и горячая правка листовой стали;

– четырехвалковый прокатный стан – тип металлопрокатного стана, обычно используемого для прокатки плоскокатаных продуктов, в которых два опорных валка с большим диаметром использованы, чтобы укрепить два меньших рабочих валка, которые находятся в контакте с заготовкой. Как рабочие, так и основные валки могут управляться;

– пресс – машина для обработки давлением, которая рабочими частями оказывает неударное воздействие на материал;

– вальцешлифовальный станок – устройство, используемое для полировки листовой стали;

– токарный полуавтомат – устройство, используемое для обработки металлов;

– вертикально сверлильный станок – станок для сверления отверстий в заготовках из металла и других материалов, а также рассверливания отверстий, растачивания;

– токарно-винторезный станок – металлорежущий станок для нарезания точной резьбы на винтах резцом.

Исходя из названий и количества однотипных станков их компановке и расположению можно сделать вывод что проектируемым цехом является цех металлопроката, данный цех относится к серийному производству.

Разделю оборудование на группы:

– прокатное оборудование: прокатный стан, четырехвалковый прокатный стан;

– металлорежущие станки: ножницы-тяпки, ножницы дисковые концевые, ножницы дисковые, гильотинные ножницы;

– прессовое оборудование: пресс, гидравлический пресс, брикетировочный пресс;

– металлообробатовающие станки: листоправочная машина, вальцешлифовальный станок, токарный полуавтомат, вертикально-сверлильный станок

-краны: кран мостовой, G = 5 т, кран мостовой, G = 10 т.

Выделю оборудование по характеру нагрузки:

– ударная нагрузка: гидравлический пресс, гильотинные ножницы, пресс, брикетировочный пресс;

– резко переменная нагрузка: кран мостовой G=5т, кран мостовой G=10т;

– особо мощные приёмники: прокатный стан, четырехвалковый прокатный стан.

В данном цехе происходит металлообработка. В цех поступают горячие слябы стали и преобразуются в длинные рулоны в прокатном стане. Их очищают от окалины с помощью металлообрабатывающих станков, далее листы металла раскраивают гильотинными ножницами. Рулоны очищенной горячекатанной тонколистовой стали могут пройти холодную прокатку в четырехвалковый прокатном стане для получения более тонкого и гладкого изделия. После этого металл режут на конкретные заготовки с помощью различных ножниц. После этого листы металла подвергают первичной обработке прессами и токарными станками. В конце технологического цикла заготовки поступают в другие цеха для последующей обработки.

2.2 Характеристика электро приемников по условиям электроснабжения

Перерыв электроснабжения электроприёмников цеха не влечёт за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, нарушение нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Поэтому все электроприёмники цеха по обеспечению надёжности электроснабжения можно отнести к электроприёмникам второй категории [3].

2.3 Анализ строительной части цеха

Размер цеха составляет 24Ч36 м. Высота цеха составляет 6 м. По площади цеха установлены 35 колонн. Расстояние между колоннами составляет 6 м. В цехе имеются 3 отдельные комнаты 6Ч6 м.

Всего в цехе десять окон: по три – на стенах большей длины и по и два – меньшей длины. Высота от пола – 3 м, высота окна 2 м.

В цехе имеется два дверных проема шириной три метра.

2.4 Характеристика условий среды и электробезопасности

Анализируя технологическое оборудование цеха, делаем вывод, что заданное производственное помещение относится к цеху с нормальной средой. Так как относительная влажность воздуха не превышает 60 % и отсутствуют следующие условия [3]:

-температура не превышает постоянно или периодически (более 1 сут.) +35 °С;

-по условиям производства не выделяется технологическая пыль в таком количестве, что она может оседать на проводах, проникать внутрь машин, аппаратов и т.п.;

– не содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, не образуются отложения или плесень, разрушающие изоляцию и токоведущие части электрооборудования.

По условиям электробезопасности цех относится к особо опасным помещениям, так как присутствуют следующие условия:

-токопроводящий пол (железобетонные).

3. Расчет электрических нагрузок по группам электроприемников

3.1 Описание схемы цеховой сети

Схемы цеховых сетей делят на магистральные и радиальные. Линию цеховой электрической сети, отходящую от распределительного устройства низшего напряжения и предназначенную для питания отдельных наиболее мощных приёмников электроэнергии и распределительной сети цеха, называют главной магистральной линией (или главной магистралью). Главные магистрали рассчитаны на большие рабочие токи (до 6300 А); они имеют небольшое количество присоединений.

Распределительные магистрали предназначены для питания приёмников малой и средней мощности, равномерно распределённых вдоль линий магистрали. Такие схемы выполняются с помощью комплектных распределительных шинопроводов серии ШРА на токи до 630 А. Питание их осуществляют от главных магистралей или РУ низшего напряжения цеховой подстанции. Радиальные схемы обеспечивают высокую надёжность электроснабжения. Однако они требуют бульших затрат на электрооборудование и монтаж, чем магистральные схемы.

Читайте также:  Репитеры сотовой связи — что это, как выбрать и настроить

В цехе имеются мощные электроприемники 1,11,10,13 которые будут запитаны с помощью кабеля проложенного в трубах непосредственно от ВРУ. Питание электроприемников 6,17,18, 25-30 будет осуществляться от ШРА-1 расположенного вдоль внутреннего ряда колонн, крепление будет осуществляться при помощи кронштейнов к колоннам и на стойках между колоннами. Запитывать ШРА-1 будет кабель подключенный к ВРУ и проложенный в трубе. Электроприемники 2,7 будут запитаны от РП-1 при помощи гибких проводов, от РП-2 будут запитаны 3,4,5,8,9,12,14,16 с помощью кабеля проложенного в трубе. От РП-3 будут запитаны 15,19,21,22 с помощью кабеля проложенного в трубе.

Схема электроснабжения представлена в приложении 1.

3.2 Расчет электрических нагрузок металлопрокатного цеха

Определение расчетной нагрузки по цеху в целом по установленной мощности электроприемников и средним значениям коэффициентов использования (таблица 3)

Расчёт электрических нагрузок напряжением до 1 кВ производится для каждого узла питания (распределительного пункта, шкафа, распределительного шинопровода, троллей), а также по цеху в целом.

Исходные данные для расчёта (графы 1-6) заполняются на основании, полученных от технологов и других специалистов, таблиц-заданий на проектирование электротехнической части (графы 1-4) и согласно справочных материалов (графы 5, 6), в которых приведены коэффициенты использования и реактивные мощности для отдельных электроприёмников. Заполнение таблицы начинается с нахождения Ки и tgц. Затем определяем соотношения: Ки·Pн; Ки·Pн·tgц.

В итоговой строке записываем суммы этих величин. Значение группового коэффициента использования определяем по следующей формуле и заносим в графу 5.

Значение группового коэффициента реактивной мощности определяем по следующей формуле и заносим в графу 6.

Далее определяем эффективное число электроприёмников и заносим результат в графу 10.

Полученный результат округляем до ближайшего целого числа. Если nэ больше чем истинное количество присоединений n, то нужно принять nэ=n.

Дальше по Ки и nэ определяем коэффициент расчётной нагрузки Кр и заносим результат в графу 11.

Определим расчётную мощность по следующим выражениям:

Результаты вычисления по данной формуле заносим в графу 12.

Результаты вычисления по данной формуле заносим в графу 13.

Результаты вычисления по данной формуле заносим в графу 14.

4. Расчет сети выбранного присоединения

Рассмотрим схему присоединения пресса (позиция 33 на плане цеха). Это присоединение представляет собой следующую электрическую цепочку:

-цеховой трансформатор (ЦТП);

-щит распределительный (ЩР1);

-шинопровод распределительный (ШРА-1);

Рисунок 3 – Схема присоединение вертикально-сверлильного станка

4.1 Выбор кабелей, шинопровода, коммутационных и защитных аппаратов

4.1.1 Выбор кабеля на участке «двигатель – шинопровод»

Двигатель пресса подключим к распределительному шинопроводу ШРА1 кабелем АВВГ с алюминиевыми жилами с ПВХ изоляцией, оболочкой из ПВХ и без наружного покрова. Кабель проложим в стальной трубе.

Рассчитаем ток, проходящий по проводу, питающему пресс:

Допустимый длительный ток для провода АВВГ (3Ч2,5+1Ч2,5(ож)) равен Iдоп=13,3 А.

При плотности нагрузки напряжением 380 В свыше 0,39 Вт/м 2 целесообразно применять трансформаторы мощностью до 1000 кВА включительно. Примем мощность трансформатора, равной Sном.тр=1000 кВА.

Определим число трансформаторов:

где Kз – коэффициент загрузки трансформатора, который при нагрузках II категории равен Kз=0,7.

Так как N Iуд=6,92кА

Динамическая стойкость для данного выключателя выполняется.

Проверка расцепителя по условию:

где Iр.max – максимальный рабочий ток двигателя пресса.

Выключатель АЕ 2066-100

Предельная отключающая способность Iав.пр=12 кА.

Iав.пр=12 кА>Iуд=10,86 кА

Динамическая стойкость для данного выключателя выполняется.

Проверка расцепителя по условию:

где Iр.max – максимальный рабочий ток двигателя пресса.

Выключатель А3142 100/140

Предельная отключающая способность Iав.пр=65 кА.

Динамическая стойкость для данного выключателя выполняется.

Проверка расцепителя по условию:

где Iр.max – максимальный рабочий ток двигателя пресса.

4.5 Проверка выбранного присоединения по потерям напряжения

Для расчета потери напряжения составляем схему замещения (рисунок 5), разбиваем ее на участки и для каждого участка определяем перетоки мощности. Расчет производим от двигателя, двигаясь в сторону ЦТП. Считаем напряжение на всех участках постоянным и принимаем равным 0,38 кВ.

Рисунок 5 Схема замещения для расчета потери напряжения

Результаты расчетов сведены в таблицу 6.

Таблица 6- Потери напряжения одного присоединения

Энергия в химической промышленности

Энергия в химической промышленности имеет большое значение, поскольку эта индустрия – одна из наиболее затратных. В зависимости от направления деятельности доля расходов на нее может достигать 9%. Для сравнения отметим, что в других отраслях она не превышает 2,5%.

Использование энергии в химической промышленности

Активное потребление энергии при изготовлении многих товаров этой отрасли обуславливается широким спектром работ, которые требуют её использования.

Для различных видов деятельности используют и разнообразные её источники:

  1. Тепловая – является высокопотенциальной и применяется для обработки материалов с помощью высоких температур и стимулирования химических реакций. При сжигании тепло передается через стенку нагреваемой системы или при прямом контакте с материалом. Есть три степени нагрева, каждая из которых имеет свои температурные границы и используется при осуществлении определенных видов работ.
  2. Электрическая – необходима для запуска оборудования и транспортирования материалов. Кроме того, она является элементом проведения электрохимических, термических, магнитных и статических процессов.
  3. Топливная – специфический вид, используемый для работы печей особого назначения и ТЭЦ. Производится путем сжигания топлива. Ранее основным топливом для этой энергии выступал уголь, но сейчас, после переориентации промышленности, он стал менее востребованным. Его заменило нефтегазовое сырье. В общем количестве расходуемой энергии в химической промышленности эта разновидность занимает около 50%.
  4. Механическая – требуется для физических манипуляций с материалами. К ним относятся: центрифугирование, дробление, перемещение и прочее.
  5. Световая – используется при изготовлении галогеналканов, хлороводорода и др. При этом производится облучение материалов, которое имеет фитохимический характер.
  6. Химическая – добываемая при работе химических источников тока.
  7. Ядерная – применяется для радиационно-химических работ, а кроме того, при производстве в АЭС и организации контрольно-аналитических мероприятий.

Однако, несмотря на повышенную энергоемкость самой отрасли, её расходы дополнительно увеличивает и устаревшее оборудование. Примерно 80 % всех предприятий требуется замена техники или её модернизация. Однако для проведения этих работ предприятиям необходимы серьезные финансовые вливания.

Привлечение инвестиций для стимулирования развития отрасли и уменьшения затрат энергии в химической промышленности

Сегодня Россия серьезно отстает в области изготовления современных товаров от других развитых стран. Причина этого – эксплуатация устаревшей технической базы. Большинство из них имеет оборудование, установленное еще 50-60 лет назад.

В силу своих технологических особенностей оно физически не может выполнять сложные работы и производить наукоемкие товары. А ведь это направление наиболее выгодно и конкурентоспособно для отечественных компаний.

Несмотря на то, что государство проводит программу поддержки химической отрасли, ей требуется серьезная инвестиционная поддержка.

Отличной площадкой для привлечения спонсоров является центральная ежегодная выставка «Химия». Организаторы не первый год проводят мероприятие в московском выставочном центре «Экспоцентр».

Мероприятие представляет современные достижения отрасли, новые товары, инновационные разработки, способы уменьшения затрат энергии в химической промышленности и прочее. Это создает благоприятную обстановку и стимулирует увеличение инвестиционной привлекательности индустрии.

На выставку «Химия» приедет множество специалистов и представителей компаний, которые заинтересованы в отечественной химической отрасли.

Выставка «Химия» предоставляет экспонентам, организующим свои стенды в павильонах ЦВК «Экспоцентр», возможность выгодно представить свои предприятия, акцентировать внимание на их перспективности. Это привлечет внимание не только клиентов и партнеров, но и спонсоров, как отечественных, так и зарубежных.

О специальности
«Технология электрохимических процессов»

В наш век электричества и химии особое место занимает электрохимия, объединяющая “электрические” и “химические” науки и технологии. Электрохимия, электрохимические процессы и технологии используются настолько широко во всех отраслях промышленности, что без них невозможно ни существование, ни дальнейшее развитие цивилизации.

Среди многообразных направлений прикладной электрохимии особое место занимают гальванические процессы и производства. Электроосаждение покрытий металлами и сплавами, которые, защищая самые разные изделия от коррозии, позволяют в десятки и сотни раз увеличить срок их службы в машиностроении, авиа-, ракето- и судостроении, в энергетике и приборостроении, в радиотехнике, электронике и микроэлектронике, в сантехнике, медицинской, мебельной, ювелирной, пищевой и других отраслях промышленности.

Такие, осажденные из электролитов, металлические (электролитические, гальванические) покрытия могут одновременно выполнять и другие, самые разнообразные функции: например, придать изделиям красивый декоративный вид, магнитные свойства, повысить твердость, износостойкость, жаростойкость, электропроводность, (в том числе сделать электропроводными неэлектропроводные детали из полимеров, керамики), придать паяемость изделиям из металлов, которые не паяются (алюминий, титан и сплавы на их основе), восстановить изношенные детали машин и механизмов, придать поверхности изделий из металлов и неметаллов свойства абсолютно черного тела или зеркала.

Сердцевина изделий в приборостроении, электронике и микроэлектронике электрические схемы, которые создаются методом электроосаждения металлов и сплавов. Выпуск всей современной радиотехнической и электронной аппаратуры, начиная с бытовой техники и кончая сложнейшими приборами современной техники, не может быть осуществлен без специальных методов – функциональной гальванотехники и электрохимии полупроводников. На их использовании основано современное производство интегральных микросхем, чипов и микрочипов, печатных плат и магнитных накопителей информации ЭВМ.

Гальванические покрытия сегодня везде: от сантехники в кухне и ванной комнаты до искусственных спутников земли и космических станций, от запонок до блоков памяти электронной техники.

Будущее за электрохимическими нанотехнологиями, за покрытиями металлами и сплавами, в том числе содержащими нанодисперсные частицы второй фазы, за покрытиями, состоящими из слоев различных металлов толщиной в тысячные доли микрона, за нанокомпозиционными электрохимическими покрытиями. Все эти покрытия позволяют придать покрываемым изделиям совершенно новые уникальные свойства, которые другими методами получить невозможно.

Современный человек на каждом шагу сталкивается со свидетельствами могущества электрохимии:

– она лежит в основе науки о коррозии и технологий борьбы с коррозионными потерями; широчайшее применение получили электрохимические методы защиты от коррозии различных видов аппаратуры, сооружений и машин, работающих в агрессивных средах, подземных газо- и нефтепроводов, химической аппаратуры, корпусов судов, автомобилей и т.д. Для этого используются методы катодной, анодной и протекторной защиты;

-химические источники тока – обширный раздел электрохимии, посвященный вопросам разработки различных систем гальванических элементов, батареек, аккумуляторов, топливных элементов, электрохимических генераторов, а также технологии их изготовления. Назначение их крайне разнообразно – от жизнеобеспечения космических станций, питания двигателей подводных лодок и радиоаппаратуры, до питания наручных часов, фотоаппаратов, мобильных телефонов, видеотехники и т.д. и вживления в тело человека для стимулирования его сердечной деятельности. Исследование и разработка топливных элементов для автомобильной промышленности, для космических объектов и других объектов современной и будущей техники – важнейшие задачи электрохимической науки и технологии;

-практически все цветные металлы, ежегодное производство которых составляет около 30 млн. тонн, получаются, а затем очищаются до высокой степени чистоты электрохимическим путем. Можно назвать такие металлы, как алюминий, медь, никель, свинец, цинк, кадмий, магний, натрий, калий и другие редкие металлы и сплавы. Здесь же получение фольги и порошков цветных и черных металлов;

-хемотроника – новая область применения электрохимии, связанная с созданием электрохимических преобразователей информации.

-большие перспективы у метода так называемой электрохимической размерной обработки деталей (ЭРХО). Интенсивно внедряется в практику электрохимическое фрезерование и сверление, полирование и травление, изготовление деталей сложной формы. Такими способами производства (в первую очередь авиационной и космической технике) будет изготавливаться от 50 до 80% деталей;

-научно обоснованные электрохимические технологии широко применяются для решения экологических проблем, в частности, очистки сточных вод самых различных производств (химических, гальванических, лакокрасочных, нефтяных, биотехнологических), регенерации электролитов, извлечения металлов из промывных вод и отходов производства;

-электрохимический метод лежит в основе технологии обессоливания воды, значительная часть физико-химических методов исследований и анализов зиждется на электрохимических принципах;

-электрохимический синтез простых и сложных неорганических соединений хорошо известен и широко применяется в химической промышленности. Без электролиза невозможно получать водород и кислород высокой степени чистоты, производить хлор, фтор, щелочи различные окислители и восстановители (хлораты, перхлораты, перманганат калия, диоксид марганца, дитионит натрия). Электрохимически синтезируют и многие органические и элементоорганические соединения, которые используют в дальнейшем для получения различных полимерных материалов, витаминов, лекарственных препаратов, косметических средств;

-тончайшие, деликатнейшие процессы в живых организмах – в клетках, мембранах, нервных волокнах и нейронах – это тоже электрохимия. Имплантированные топливные элементы, в которых используются составляющие ультрафильтрата крови, представляют собой постоянные источники энергии для вспомогательных приборов, контролирующих состояние здоровья пациента. Перспективным является биологический топливный элемент, обеспечивающий работу протеза сердца. В будущем приобретет особое значение электролизный способ удаления из организма человека мочевины путем ее окисления в почечной диализной системе. Такой проект приблизит создание действительно портативного аппарата искусственной почки.

Читайте также:  Многостраничный каталог разного швейного оборудования в интернет-магазине softorg.com.ua

Несмотря на солидный возраст, электрохимия относится к числу наук, переживающих бурное развитие с огромными перспективами на будущее. По прогнозам ряда ведущих ученых роль электрохимии в мировой промышленности будет стремительно возрастать. Считают, что по мере истощения запасов природного топлива человечество вступит в атомно-электрохимическую эру. Электроэнергия, вырабатываемая атомными электростанциями, будет использоваться для генерации водорода электролизом воды, водород заменит природный газ и будет применяться в водородно-кислородных электрохимических генераторах – сегодня эти технологии будущего определяют общим понятием «водородная энергетика». Будут реализованы на практике процессы электролиза воды в фотоэлектрохимических системах, преобразующих солнечную энергию в электрическую.

Такой широкий круг использования электрохимических методов в практике значительно облегчает трудоустройство инженеров-электрохимиков, которые могут найти работу практически на любом заводе, частном или государственном предприятии, научно-исследовательских и проектных институтах любого города России и за рубежом.

Специалисты, окончившие университеты по специальности “Технология электрохимических процессов”, работают в самых разнообразных областях науки и техники, получая достойную зарплату. Это могут быть предприятия машиностроительного, авиационного и химического профиля, радиоэлектронных отраслей промышленности, металлургические, пищевые, фармацевтические, нефтяные, газовые и многие другие производства. Такой широкий спектр деятельности выпускников данной специальности связан с большими возможностями электрохимических методов в реализации различных технологических процессов.

В настоящее время специальности “Технология электрохимических процессов” обучают на 13-ти специализированных кафедрах в университетах Москвы, Санкт-Петербурга, Нижнего Новгорода, Казани, Кирова, Пензы, Екатеринбурга, Новомосковска, Иванова, Энгельса, Новочеркасска, Новосибирска, Ангарска (информацию о кафедрах можно найти в соответствующих разделах сайта).

Виды, свойства и область применения электроизоляционных материалов

Любое электрическое оборудование, включая генераторы, силовые установки и распределительные устройства, состоит из токоведущих частей. Для надежной и безопасной эксплуатации последние должны быть защищены друг от друга и от воздействия окружающих компонентов. В этих целях используются электроизоляционные материалы.

Важно, чтобы обмотка на якоре была отделена от его сердечника, виток возбуждения – от аналогичной детали, полюсов и каркаса агрегата. Материалы, которые применяются для изоляции чего-либо от воздействия электрического тока, называются диэлектриками. Стоит отметить, что такие изделия бывают двух типов – одни абсолютно не пропускают ток, другие – хоть и делают это, но в мизерных количествах.

При создании подобных материалов применяют органические и неорганические элементы вкупе с различными добавками, необходимыми при пропитке и склеивании. В последнее время широкую популярность набирает жидкая изоляция для проводов, часто используемая в выключателях и трансформаторах (например, трансформаторное масло). Не реже в электротехническом оборудовании применяют газообразные диэлектрики, вплоть до обычного воздуха.

Электроизоляционные материалы и сферы их применения

К основным областям применения электроизоляционных материалов можно отнести различные промышленные ветви, радиотехнику, приборостроение и монтаж электрических сетей. Диэлектрики – это основные элементы, от которых зависит безопасность и стабильность работы любого электроприбора. На качество и функциональность изоляции влияют различные параметры.

Таким образом, главная причина применения электроизоляции – соблюдение правил безопасности. В соответствии с ними строго запрещено эксплуатировать оборудование с частично или полностью отсутствующей изоляцией, поврежденной оболочкой, поскольку даже малые токи могут нанести вред человеческому организму.

Свойства диэлектриков

Для того чтобы гарантировать выполнение важных функций, электроизоляционные изделия должны обладать необходимыми свойствами. Основное отличие диэлектрика от проводника – намного большее удельное сопротивление (100-1100 Ом*см). С другой стороны, их электрическая проводимость в 14-15 раз ниже токоведущих жил. Связано это с природным происхождением изоляционных материалов, в составе которых намного меньше свободных отрицательных электронов и положительно заряженных ионов, влияющих на токопроводимость.

Важно! Несмотря на последнее высказывание, при нагревании любого диэлектрика количество ионов и электронов существенно возрастает, из-за чего повышается электрическая проводимость и возникает риск пробоя током.

Все свойства диэлектриков можно разделить на две основные группы – активные и пассивные, при этом вторая является наиболее важной. К пассивным относится диэлектрическая проницаемость: чем меньше ее значение, тем более надежным и качественным является изолятор, поскольку он не оказывает негативного влияния на электрическую схему и не добавляет паразитные емкости. С другой стороны, если изделие эксплуатируется в роли диэлектрического конденсатора, то проницаемость должна быть максимально высокой (паразитные емкости в данном случае важны).

Параметры изоляции

К числу основных относятся:

  • электропрочность;
  • удельное электрическое сопротивление;
  • относительная проницаемость;
  • угол диэлектрических потерь.

Оценивая качество и эффективность диэлектриков, и сравнивая их свойства, нужно выявить зависимость перечисленных параметров от значений тока и напряжения. По сравнению с проводниками электроизоляционные компоненты имеют повышенную электрическую прочность. Учитывая сказанное выше, не менее важным является то, насколько хорошо изоляторы сохраняют свои полезные свойства и удельные величины при нагревании, увеличении напряжения и других воздействиях.

Классификация диэлектрических материалов

Выбор того или иного изоляционного материала зависит от мощности тока, протекающего по проводникам оборудования. Существует несколько критериев для классификации диэлектриков, но наиболее важными являются два – агрегатное состояние и происхождение. Для изоляции шнуров бытовых электроприборов используют твердые изоляторы, трансформаторов и прочего высокомощного оборудования – жидкие и газообразные.

Классификация по агрегатному состоянию

По агрегатному состоянию выделяют три типа диэлектрических материалов – твердые, жидкие и газообразные.

Твердые диэлектрики

Электроизоляционные материалы данного типа считаются наиболее распространенными и популярными, используются практически во всех сферах, где присутствует оборудование с токоведущими частями. Их качество зависит от некоторых химических свойств, при этом диэлектрическая проницаемость может быть совершенно разной – 10-50 000 (безразмерная величина).

Твердые изоляторы бывают полярными, неполярными и сегнетоэлектрическими. Главное отличие трех разновидностей – принцип поляризации. Основными свойствами данных материалов являются химическая стойкость, трекингостойкость и дендритостойкость. От химической стойкости зависят возможности диэлектрика противостоять воздействию агрессивной среды – кислотам, щелочам, активным жидкостям. Трекингостойкость влияет на защиту от электрической дуги, дендритостойкость – от появления дендритов.

Керамические изоляторы эксплуатируют как линейные и проходные диэлектрики в составе подстанций. Для защиты бытовых электрических приборов могут применяться текстолиты, полимеры и бумажные изделия, промышленного оборудования – лаки, картон и различные компаунды.

Сочетая несколько разных материалов, производителям диэлектриков удается получить особые свойства изделия. Благодаря этому повышается устойчивость к нагреву, воздействию влаги, экстремально низких температур и даже радиации.

Наличие нагревостойкости говорит о том, что изолятор способен выдерживать высокие температуры, но в каждом отдельном случае максимальная планка будет разной (она может достигать и 200, и 700 град. Цельсия). К числу таковых относятся стеклотекстолитовые, органосиликатные и некоторые полимерные материалы. Фторопластовые диэлектрики устойчивы к воздействию влаги, могут эксплуатироваться в тропиках. Вообще фторопласт не только гидрофобен, но еще и негигроскопичен.

Если в состав электротехнического оборудования включены атомные элементы, то важно использовать изоляцию, устойчивую к радиоактивному фону. На помощь приходят неорганические пленки, часть полимеров, стеклотекстолиты и различные слюдинитовые изделия.

К морозостойким диэлектрикам относятся компоненты, сохраняющие свои удельные свойства при температуре до -90 град. Цельсия. Наконец, в электроприборах, эксплуатируемых в космосе, применяются изоляционные материалы с повышенной вакуумной плотностью (например, керамика).

Жидкие диэлектрики

Диэлектрики в подобном агрегатном состоянии зачастую эксплуатируются в промышленном электрооборудовании. Наиболее ярким примером являются трансформаторы, для безопасной работы которых требуется специальное масло. К числу жидких диэлектриков можно отнести сжиженный газ, парафиновое или вазелиновое масло, спреи, дистиллированную воду, которая была очищена от солей и других примесей.

Жидкие электроизоляционные материалы описываются следующими технико-эксплуатационными характеристиками:

  • диэлектрическая проницаемость;
  • электропрочность;
  • электропроводность.

Величина физических параметров жидких диэлектриков зависит от степени их чистоты (загрязнения). Наличие твердых примесей в воде или масле приводит к существенному повышению электрической проводимости, что связано с увеличением числа свободных электронов и ионов. Жидкости очищаются разными методами, начиная от дистилляции и заканчивая ионным обменом. После выполнения данного процесса повышается электропрочность материала и снижается его электропроводность.

Жидкие электроизоляторы можно разделить на три основные группы:

  1. Из нефти изготавливают трансформаторное, конденсаторное и кабельное масла.
  2. Синтетические жидкости активно применяются в промышленном приборостроении. К их числу можно отнести соединения на основе фтор- и кремнийорганики. Кремнийорганические материалы способны выдерживать сильные морозы, они относятся к числу гигроскопичных, поэтому могут применяться в малых трансформаторах. С другой стороны, стоимость таких соединений намного выше, чем у нефтяных масел.
  3. Растительные жидкости крайне редко используются при изготовлении электроизоляции. Речь идет о касторовом, льняном, конопляном и других маслах. Все перечисленные вещества считаются слабополярными диэлектриками, поэтому могут применяться только для пропитки бумажных конденсаторов или для образования пленки в электроизоляционных лаках и красках.

Газообразные диэлектрики

Самыми популярными газообразными диэлектриками считаются электротехнический газ, азот, водород и воздух. Все они могут быть разделены на две категории – естественные и искусственные. К первым относится воздух, который часто эксплуатируют в качестве диэлектрика для защиты токоведущих частей линий электрической передачи и машин.

Наряду с преимуществами, есть у воздуха недостатки, из-за чего он не подходит для эксплуатации в герметичном оборудовании. Поскольку в его состав входит большое содержание кислорода, то данный газ является окислителем, поэтому в неоднородном поле существенно снижается электрическая прочность.

Азот – отличный вариант для изоляции силовых трансформаторов и высоковольтных линий электропередач. Помимо хороших изоляционных свойств, водород способен принудительно охлаждать оборудование, поэтому зачастую применяется в высокомощных электромашинах. Для герметизированных установок подойдет электротехнический газ, при использовании которого снижается взрывоопасность любых агрегатов. Электротехнический газ часто эксплуатируется в высоковольтных выключателях, что обусловлено способностью к гашению электрической дуги.

Классификация по происхождению

По происхождению диэлектрики делятся на органические и неорганические.

Органические диэлектрики

Органические электроизоляционные изделия можно разделить на естественные и синтетические. Все материалы, относящиеся к первой категории, в последнее время практически не эксплуатируются, что связано с увеличением производственных мощностей синтетических диэлектриков, стоимость которых намного ниже.

Естественными диэлектриками являются растительные масла, парафин, целлюлоза и каучук. К синтетическим материалам можно отнести пластмассы и эластомеры разных типов, применяемые в бытовых приборах и другой электротехники.

Неорганические диэлектрики

Электроизоляционные материалы неорганического типа бывают естественные и искусственными. Из компонентов природного происхождения можно выделить слюду с большой устойчивостью к воздействию химически активных веществ и высоких температур. Не менее популярными являются мусковит и флогопит.

Искусственные диэлектрики – стекло в чистом или разбавленном видах, фарфор и керамика. Материалам данной категории зачастую придают особые свойства, добавляя в их состав различные компоненты. Если изолятор проходной, то нужно применять полевошпатовую керамику с большим тангенсом диэлектрических потерь.

Волокнистые электроизоляционные материалы

Волокнистые диэлектрики эксплуатируются для защиты различного оборудования. К числу таковых относятся каучук, целлюлоза, различные ткани, нейлоновые и капроновые изделия, полистирол и полиамид.

Органические волокнистые диэлектрики имеют высокую гигроскопичность, поэтому практически никогда не используются без специальной пропитки. В последние годы вместо органических изоляторов применяют синтетические волокнистые изделия с ярко выраженной нагревостойкостью.

В качестве примера можно выделить стеклянные волокна и асбест: первые пропитываются лаками и смолами, улучшающими гидрофобность, вторые характеризуются минимальной прочностью, поэтому в их состав добавляют хлопчатобумажные элементы. Речь идет о материалах, которые не плавятся при нагреве.

Классы нагревостойкости электроизоляционных материалов

Класс нагревостойкости диэлектриков указывается буквой латинского алфавита. Перечислим основные из них:

  • Y – максимальная температура 90 град. Цельсия. К данной категории относятся различные волокнистые изделия из хлопка, натуральных тканей и целлюлоза. Они не пропитываются и не дополняются жидкими электроизоляторами.
  • A – 105 град. Цельсия. Все материалы, перечисленные выше, и синтетический шелк, пропитываемые жидкими диэлектриками (погружаемые в них).
  • E – 120 град. Цельсия. Синтетические изделия, включая волокна, пленки и компаунды.
  • B – 130 град. Цельсия. Слюдинитовые диэлектрики, асбест и стекловолокно вкупе с органическим связующим и пропиткой.
  • F – 155 град. Цельсия. Слюдинитовые материалы, в качестве связующего звена которых выступают синтетические компоненты.
  • H – 180 град. Цельсия. Слюдинитовые диэлектрики с кремнийорганическими соединениями, выступающими в качестве связующего.
  • C – более 180 град. Цельсия. Все перечисленные выше изделия, в которых не используется связующее или применяются неорганические адгезивы.

Выбор электроизоляционных материалов зависит не только от мощностей оборудования, но и от условий его эксплуатации. Например, для высоковольтных линий электропередач должны использоваться диэлектрики с повышенной морозостойкостью и защитой от воздействия ультрафиолетовых лучей.

Таким образом, информация выше может использоваться только в качестве ознакомительных целей, а окончательное решение должен принимать профессиональный, квалифицированный специалист.

Ссылка на основную публикацию