Технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ в электроустановках.. 30
СОДЕРЖАНИЕ:
ВВЕДЕНИЕ.. 3
ГЛАВА 1. 7
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ.. 7
1.1 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ, ЕГО СИЛОВЫЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСИКЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ.. 7
1.2 МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА 14
1.3. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ 19
1.4.ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА 22
1.5. ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.. 25
ГЛАВА 2. 30
Технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ в электроустановках.. 30
ГЛАВА 3. 50
Защитные меры в электроустановках от поражения электрическим током... 50
ГЛАВА 4. 64
Электрическое освещение, как один из потребителей электроэнергии.. 64
4.1 Общие сведения.. 64
4.2 Источники света.. 67
ГЛАВА 5. 74
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ОЦЕНКИ В СИСТЕМЕ ОХРАНЫ ТРУДА И ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ.. 74
ГЛАВА 6. 83
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.. 83
ВВЕДЕНИЕ
Выбор профессии – один из серьезнейших шагов молодежи. Оттого насколько адекватно он совершен, отвечает ли выбранная профессия способностям, интересам и склонностям, востребованности на рынке труда зависит многое в дальнейшей жизни молодого человека.
Важно знать и чисто бытовые особенности профессиональной жизни: каков характер рабочего дня, с какой техникой придется иметь дело, с какими людьми общаться, в какое время года обычно отпуск, какова зарплата и др.
Профессии электрика существуют практически во всех отраслях производства начиная с добычи энергоресурсов, их переработке, получения и использования электроэнергии. Любая профессия топливно-энергетического комплекса позволяет человеку побывать в разных уголках не только родной страны. Это связанно с разными климатическими и погодными условиями для чего необходим достаточный уровень здоровья.
Работа в электроэнергетике по любой специальности и на любой должности отличается напряженными разъездами и ненормированным характером в отношении рабочего времени. Это связанно с масштабами электроэнергетической системы (предприятие, поселок, город, регион). При этом специалист может заниматься монтажом, наладкой, контролем и ремонтом электротехнического оборудования в любую погоду, зачастую вдали от какого - либо населенного пункта.
Профессии и специальности в электроэнергетическом комплексе достаточно разнообразны. Получив любую из них, выпускник должен отчетливо представлять, что:
1) подавляющее большинство специалистов живут и работают не в столицах и крупных областных центрах, а в городах районного значения, поселковых образованиях или на предприятиях, достаточно удаленных от центральных районов страны;
2) у большей части специалистов, особенно, дежурного персонала, работа посменная, даже для инженерно-технических работников, т.е. придется выходить на работу и ночью, и в праздничные дни, высока вероятность, что и в новогоднюю ночь и даже путем отзыва из отпуска, причем в случае каких-то сбоев в работе электрооборудования работа может продолжаться круглосуточно;
3) возможно постоянное нахождение в условиях, которые считаются вредным для здоровья: распределительные устройства атомных электростанций, электромагнитные поля высокой напряженности на крупных районных подстанциях, ремонтные работы без снятия напряжения и др.;
4) электроэнергетика становится все более автоматизированной сферой, в которой физическая выносливость свойственная мужчинам уже особой роли не играет, тем более, если речь идет о работе в органах, занимающихся проектированием объектов электроэнергетики или управления. Замечено, что женщины здесь все чаще становятся равноправными коллегам мужчин, вместе с ними участвуют в разработке различных проектов;
5) характер работы отнюдь не гарантирует ежегодный отпуск летом;
6) труд представителей практически всех профессий этой отрасли, довольно напряженный, а иногда он ещё и физически утомительный и требует немалой силы и выносливости.
Характер и содержание работы:
§ в службах электрической части электростанций или подстанций, иногда начиная с их строительства;
§ на диспетчерских пунктах управления электрическими сетями различного уровня;
§ в конструкторских бюро и электротехнических лабораторий энергетических научно-исследовательских институтов;
§ в электротехнических хозяйствах промышленных и сельскохозяйственных предприятий;
§ в электротехнических службах городов и муниципальных образований и других подобных объектов.
Необходимо отметить, что везде к дисциплине работника в электроэнергетике предъявляются требования сродни армейским, т.к. объекты электроэнергетики не только в ряде случаев повышенной опасности для населения, но и являются объектами жизнеобеспечения всей инфраструктуры городов, производственных предприятий, объектов сельского хозяйства.
ГЛАВА 1
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
1.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ, ЕГО СИЛОВЫЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСИКЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Заряженные тела взаимодействуют между собой: одноименно заряженные - отталкиваются, разноименно заряженные – притягиваются. Это взаимодействие происходит на расстоянии и передается не мгновенно, а через конечный промежуток времени, т.е. существует конечная скорость передачи взаимодействия. Объяснение действия на расстоянии вызвало много гипотез, в результате которых возникла теория близкодействия, центральным понятием которой является понятие силового поля.
Заряженное тело является источником электрического поля. Взаимодействие заряженных тел объясняется тем, что каждое из них создает в окружающем пространстве поле, которое действует на другое заряженное тело с некоторой силой.
Электрическое поле является одной из форм материи, оно столь же реально, как и обычное вещество. Поле обладает энергией. Согласно закону Эйнштейна энергия 
связанна с массой 
зависимостью 
, где 
- скорость света, поэтому поле должно иметь и массу.
Электрическое поле – одна из двух сторон электромагнитного поля, характеризующаяся воздействием на электрически заряженную частицу с силой, пропорционально заряду частицы и не зависящей от ее скорости. Строго говоря, в природе отдельно не существуют электрическое и магнитное поля, они являются проявлением единого электромагнитного поля. Отдельно рассматривать электрическое поле можно лишь в том случае, если магнитное поле достаточно мало и его влияние на изучаемые процессы не существенно. В аналогичной ситуации рассматривается и магнитное поле.
Взаимодействие заряженных тел зависит от их формы. Чтобы устранить влияние формы тела и установить общие закономерности сил, действующих на заряды в электрическом поле, рассматривают так называемые точечные заряды, т.е. такие заряженные тела, размеры которых намного меньше расстояния между ними. Сила 
взаимодействия двух точечных зарядов 
и 
определяется законом Кулона
.
Эта сила пропорциональна произведению величин зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния 
между ними.
Электрическая сила взаимодействия двух зарядов зависит от расстояния так же, как и сила тяготения. Ее отличие от силы тяготения состоит, во-первых, в изменении знака силы в зависимости от знака заряда (сила может быть отталкивающей и притягивающей), а, во-вторых, в том, что эта сила неизмеримо больше силы тяготения (в 
раз!).
Важнейшей характеристикой электрического поля, определяющей его действие на неподвижный заряд, является напряженность. Если величина и линейные размеры заряда достаточно малы и практически не искажают исследуемое поле, то для различных по величине зарядов отношение силы, действующей на заряд, к его величине, т.е. 
. Следовательно, это отношение не зависит от величины заряда, а определяется только полем в данной точке.
Отношение
является векторной характеристикой электрического поля и называется напряженностью поля. Она равна силе, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля.
Графически электрическое поле изображают линиями напряженности, называемыми также электрическими силовыми линиями.
Электрическое поле уединенного заряда представляется в виде силовых линий, имеющих вид лучей, выходящих из центра, где расположен заряд (рис. 1.1, а). Поле в точке 2, созданное зарядом , расположенным в точке 1:
,
где 
- диэлектрическая проницаемость среды.
Электрическое поле двух одноименных и двух разноименных зарядов показано на рис. 1.1, б, в.
Поле может создаваться множеством источников и не обязательно определяется путем сложения полей отдельных зарядов, а может быть определенно по распределению плотности поверхностного или объемного заряда. Если поле 
каким-то образом измерено или рассчитано в месте расположения заряда , то сила, действующая на заряд ,
.
Электрическое поле может иметь сложную форму, например в высоковольтном изоляторе. Поле в плоском конденсаторе равномерно, за исключением краев (рис. 1.1, г).
а б
в г
Рис.1.1. Конфигурация электрический полей:
а – уединенного положительно заряда; б – двух разноименных зарядов; в – двух одноименных зарядов; г – плоского конденсатора.
Линии электростатического поля начинаются на положительном заряде и оканчиваются на отрицательном, т.е. они не замкнуты. Незамкнутые силовые линии означают наличие источников поля - зарядов.
Заряженное тело, например проводник, изолированный от земли, обладает потенциалом относительно земли. Потенциал 
в данной точке измеряемся работой, которую необходимо затратить, чтобы перенести единицу заряда из бесконечности в данную точку. В бесконечности, под которой можно понимать землю, потенциал принимается равным нулю. В отличие от напряженности, являющейся векторной величиной, потенциал – величина скалярная. Он является энергетической характеристикой поля и определяет потенциальную энергию заряда 
в данной точке поля:
.
Потенциальная энергия 
определена с точностью до произвольной постоянной, это же относится и к потенциалу . Поэтому практический интерес представляют не сами потенциалы точек поля, а их разность или изменение потенциала при перемещении из одной точки поля в другую. Разность потенциалов между двумя точками равна напряжению 
и может быть рассчитана, если известно распределение электрического поля между ними. Для плоского конденсатора, например, считая поле равномерным, получим
,
т.е. разность потенциалов равна напряженности электрического поля, умноженной на расстояние 
между обкладками. Зная распределение потенциалов в различных точках поля, можно определить его напряженность. Если при перемещении на величину 
потенциал изменяется на 
, то проекция вектора напряженности электрического поля на направление перемещения определяется по формуле
.
Отсюда следует, что напряженность поля определяется изменением потенциала и направлена в сторону его уменьшения. Если разность потенциалов между любыми точками некоторой поверхности равна нулю, то составляющая напряженности поля вдоль такой поверхности также равна нулю и, следовательно, вектор напряженности электрического поля 
может быть только перпендикулярен, и направлен в сторону наиболее быстрого уменьшения потенциала.
Важной характеристикой электрического поля является также вектор электрического смещения 
. Он связан с вектором соотношением
,
где 
- абсолютная диэлектрическая проницаемость вещества, равная произведению диэлектрической проницаемости вещества (безразмерная величина) и электрической постоянной 
(диэлектрической проницаемости вакуума), т.е.
,
причем
.
Вектор напряженности электрического поля изменяется при переходе из одной среды с диэлектрической проницаемостью 
в другую среду с диэлектрической проницаемостью 
, а вектор остается неизменным.
У поверхности проводника при отсутствии пространственных свободных зарядов в прилегающих слоях диэлектрика величина вектора электрического смещения равна поверхностной плотности заряда 
.
При равномерном распределении заряда
или 
,
где 
- площадь поверхности проводника.
Одной из важнейших физических характеристик проводников является их электрическая емкость. Если к уединенному проводнику (т.е. проводнику, вблизи которого нет других тел, влияющих на распределение зарядов на нем) подвести заряд 
, то потенциал возрастет на величину , пропорциональную приращению заряда. Отношение
называется электрической емкостью.
Емкость проводника характеризует его способность накапливать электрический заряд. Единицей емкости в единицах СИ является фарад (Ф). Это емкость такого проводника, увеличение заряда которого на 1 Кл приводит к повышению его потенциала на 1 В. Фарад очень крупная единица (например, емкость земного шара составляет всего 
), поэтому на практике применяются более мелкие единицы: микрофарад ( 
Ф) и пикофарад ( 
Ф). Значение емкости зависит от размеров тела и расстояния от поверхностей, где сосредоточенны положительные и отрицательные заряды.
Свойство емкости используется в технике для накопления зарядов, т.е. создания накопителей энергии. Такие устройства называются конденсаторами. Конденсатор состоит из проводящих поверхностей, разделенных диэлектриком.
Емкость плоского конденсатора
,
где - площадь поверхности одной из обкладок, м2; 
- расстояние между обкладками, м; - абсолютная диэлектрическая проницаемость вещества, разделяющая обкладки.
1.2 МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Наиболее распространенным видом электрического тока является ток проводимости, представляющий собой направленное движение свободных носителей электрического заряда в веществе или вакууме. Ток создает магнитное поле. Например, ток, протекающий по прямолинейному уединенному проводнику достаточно большой длины, создает магнитное поле, силовые линии которого имеют вид концентрических окружностей. Вектор напряженности магнитного поля в данной точке совпадает с направление касательной к окружности, определяемым по правилу буравчика. Величина напряженности определяется законом полного тока: падение магнитного потенциала вдоль некоторого замкнутого контура, охватывающего ток, равно полному току через этот контур. Полный ток представляет собой алгебраическую сумму всех токов, охваченных контуром.