Электрические сети

Электрическая сеть — это совокупность подстанций, распределительных устройств и линий, которые их соединяют. Располагают их на территории района, города, клиента. Очень важно, чтобы их монтаж прошел правильно, так как ошибки приведут к созданию опасных для жизни людей ситуаций.

Классификация электрических сетей по роду тока

По роду тока можно выделить сети переменного и постоянного тока. Если говорить о первом типе, то трехфазная разновидность 50 Гц имеет ряд преимущество по сравнению со вторым:

1. Можно трансформировать напряжение с одного на другое в больших пределах.
2. Можно передавать большие мощности на солидные расстояния. Достигаются такие результаты трансформацией напряжения генераторов в более высокое напряжение. Этот способ позволяет сократить потери в линиях.
3. При трехфазном переменном токе нет нужды монтировать в конструкцию коллектор, что повышает надежность, а также упрощает работу.

Конечно, у переменного тока есть и недостатки. В первую очередь следует выделить необходимость выработки реактивной мощности, которая требуется для создания магнитных полей оборудования. Кроме того, для повышения ее коэффициента приходится брать конденсаторные батареи или синхронные компенсаторы. А это значит, что установка обойдется дороже по цене. Передача мощности на большие расстояния ограничиваются стойкостью параллельной работы систем.

Если говорить о постоянном токе, то он также имеет свои преимущества:

1. В токе нет реактивной составляющей.
2. Регулировка электродвигателей очень удобная и плавная.
3. Имеется большой начальный вращаемый момент у сериесных двигателей, которые часто используются в кранах.
4. Присутствует возможность электролиза.

При этом постоянный ток не позволяет простыми способами трансформировать одно напряжение в другое. Кроме того, передавать мощность на дальние расстояние не получится.

Переменный ток считается универсальным за счет обилия своих преимуществ. Его можно использовать в самых разных сферах, меняя напряжение в необходимую сторону посредством изоляторов.

Постоянный ток используется в основном для обеспечения стабильной работы промышленных предприятий, в которых питает цехи, печи и так далее. Кроме того, именно он позволяет ездить трамваям, троллейбусам, поездам в метро. На нем функционируют также и электромобили.

Классификация электрического тока по напряжению

По напряжению сети можно поделить на: до 1 кВ или выше 1 кВ. У каждой отдельной есть свои номинальные показатели, при котором оборудование работает стабильно и не тратит лишних ресурсов. Можно выделить такие варианты деления:

1. Ультравысокое напряжение — от 750 кВ и более. Подобные линии обустраиваются на высоких и мощных столбах, по три провода на фазе. Минимальное число изоляторов — 20.
2. Сверхвысокое напряжение — 750, 500, 330 кВ. Линии также устраиваются на высоких и мощных столбах, на каждой фазе — два провода. Минимальное число изоляторов — 14.
3. Высокое напряжение — 220, 150, 110 кВ. В линиях применяют столбы из материалов высокой прочности, а между проводами делают изоляцию. Число изоляторов — от 6 до 9. ЛЭП дополняется тросами, защищающими от молний.
4. Среднее первое напряжение — 35 кВ. Для обустройства применяют столбы из материалов высокой прочности, а между проводами делают изоляцию. Защита от молний необходима лишь на тех участках, которые находятся в опасных зонах.
5. Среднее второе напряжение — 20 кВ, 10 кВ, 6 кВ, 1 кВ. Линии передач устраиваются на одиночных столбах увеличенного размера.
6. Низкое напряжение — 0,38 кВ, 0,22 кВ, 0,11 кВ и менее. Это бытовая или промышленная проводка местного характера на одиночных столбах, установленных в земле.

Именно такой классификацией пользуются специалисты чаще всего.

Какие еще используются классификации

Помимо уже указанных классификаций, можно также применять для деления сетей такой критерий, как функциональная нагрузка:

1. Общее электроснабжение: быт, промышленность, сельское хозяйство, транспорт.
2. Автономные сети: мобильные и обособленные объекты, промышленная и оборонная инфраструктура.
3. Промышленно-технологическое электроснабжение.
4. Контактные сети: железнодорожный транспорт, электрический и гибридный транспорт и тому подобное.

Кроме того, электрические сети делятся на группе в зависимости от масштабных признаков и размеров:

1. Магистральные. Для таких сетей типично очень высокое напряжение и огромная мощность.
2. Региональные. Обеспечивают энергией города, районы и так далее.
3. Районные. Электричество распределяется между малыми и средними объектами-потребителями.
4. Внутренние. В таком случае сеть работает внутри маленьких локаций.
5. Сети электрической проводки в отдельных зданиях или помещениях.

От принадлежности к конкретной группе зависит напряжение и прочие характеристики всей сети.

Как оптимизировать расходы электроэнергии

Бывают ситуации, когда домашние приборы тратят слишком много электроэнергии. На самом деле, ее можно экономить, при этом не жертвуя собственным комфортом. Эффективнее всего — снизить потребление. Банальный пример: многие люди не отключают зарядку смартфона от сети. На самом деле, она поглощает не так много энергии, но если умножить на 720 часов, то итоговая сумма выходит внушительной. Даже в спящем режиме приборы потребляют какое-то количество электричества. Вынуть шнур питания из розетки не так сложно.

Что касается бытовых приборов высокой мощности, здесь необходимо изучить инструкции по эксплуатации. К примеру, если разогревать в чайнике не полный объем воды, а ровно под пару стаканов чая, можно немного сэкономить. Чтобы холодильник потреблял меньше электричества, необходимо установить его дальше от источников тепла. При работе с утюгом следует подбирать оптимальную температуру, а не самую большую.

Ощутимый источник трат — техника, которая создает дома комфортный микроклимат. Чтобы тратить меньше денег на искусственный обогрев, рекомендуется хорошо продумать вопрос с утеплением. При использовании кондиционера рекомендуется следить за тем, чтобы прохлада не выходила за пределы жилища, а также важно вовремя обслуживать технику.

Грамотно продуманные и верно расположенные источники освещения также помогают сэкономить потребление энергии. Специалисты советуют покупать не лампы накаливания, а светодиодные. Также рекомендуется локализовать зоны комфорта с возможностью отключения общего освещения. Высокий потенциал энергопотребления есть у умных домов.

Помехи в электрических сетях

Периодически в сетях могут происходить помехи, которые возникают по разным причинам: природным явлениям (грозы, ионизация воздуха и так далее), техногенные воздействия, электромагнитные волны различного происхождения. Наличие импульсных токов отрицательно сказывается на работе современной технике, со временем она перестает работать стабильно, а также может вообще сломаться. Стоит отметить, что самые распространенные проявления помех такие:

• неожиданные, но непродолжительные изменения напряжения;
• отклонения от номинальных параметров;
• изменение гармоники электричества;
• колебания амплитуды;
• импульсные всплески.

Конечно же, нельзя полностью управлять работой электросети, но все же реально защитить свою технику от поломок. Конкретный способ подбирается в зависимости от специфики прибора. Обычно для этого используют стабилизаторы напряжения, источники бесперебойного питания, преобразователи частоты, регулируемые трансформаторы или сетевые фильтры. При этом отмечается, что именно бесперебойники являются самым надежным способом защиты. Техника будет снабжаться питанием в течение некоторого времени, что позволяет корректно все отключить.

Помехи можно «увидеть» только при помощи специализированной аппаратуру. С такой задачей справляется, например, осциллограф. У него есть экран, который выдает осцилограмму. На ее основе можно сделать соответствующие выводы.

Зачем нужны изоляторы

Электрические изоляторы — важная часть любой сети. Они представляют собой диэлектрические элементы установок из изоляции и армирующих материалов. Используются для крепления шин, проводов и прочих элементов к корпусу всей установки. В зависимости от назначения изоляторы можно классифицировать на такие типы:

1. Стационарные. Применяются для механического крепления токоведущих стрежней и ошиновки в распределительных устройствах. Могут быть опорными и проходными.
2. Аппаратные. Похожи на стационарные, но применение у них более широкое.
3. Линейные. Подходят для установки на наружные конструкции. Отличительная черта — присутствие широких ребер или юбок.

Электрические изоляторы не только применяются для крепления, но еще и позволяют отделить установки друг от друга, а также выполняют прочие несущие функции.

Что такое короткое замыкание

Иногда в электросетях случается короткое замыкание. Это не самое приятное явление, которое визуально напоминает небольшую молнию, сопровождаемую хлопком. Возникает при случайном замыкании голых проводов, попадании сверла дрели в открытую проводку и так далее. На фоне этой проблемы часто наблюдаются повреждения самой сети, иногда горит изоляция или вспыхивают окружающие предметы.

По сути, короткое замыкание — это случайное соединение двух точек, представляющих единую цепь и имеющих при этом различные потенциалы. В роли источника нагрузки может выступать буквально что угодно, даже не вовремя подключенный к сети чайник. К сожалению, никто не застрахован от такого явления. Раньше для защиты использовались электрические щитки со специальными пробками. Сейчас для этой же цели применяются автоматические предохранители, которые отключают отдельные элементы сети при возникновении критической ситуации.

Как защитить электросеть в доме от пожара

Электросети, к сожалению, порой могут становиться причиной пожара. Большая часть возгораний возникает вследствие коротких замыканий, но на втором месте находится простая человеческая халатность, когда приборы остаются без внимания. Также иногда проблема состоит в излишней нагрузке на сеть. Хотя, конечно, изредка причиной пожара выступает низкое качество самой сети или ошибки при ее оборудовании.

Проще не допускать подобных ситуаций, а не разбираться с последствиями. При монтаже проводки следует помнить о следующем:

1. Необходимо избегать прокладки кабелей под горючей отделкой. Лучше всего делать это под штукатуркой.
2. Распределительные щитки должны быть из материалов, стойких к огню.
3. Нельзя экономить на сечении проводов.
4. Скрутки под запретом.

Во время ремонтных работ необходимо проверить состояние проводки, при необходимости ее починив. Важно проводить ревизию на предмет стабильности.

Для чего необходимо заземление

Ни одна электросеть не обойдется без качественного заземления. Несмотря на то, что современная техника абсолютно безопасна, порой все же могут возникать ситуации, когда высок риск получить удар током. Заземление призвано сохранить человеку жизнь. Принцип работы очень простой: корпус прибора, подверженный электрическому потенциалу, благодаря защитным контактам имеет надежное соединение с заземлителем. В опасной ситуации материал берет основную силу тока на себя.

По факту система включает три части: контур, шины и разводка проводов. Реализация происходит при помощи специальной конструкции, углубленной в землю. Для выведения наружу применяются специализированные шины.

Если прибор не заземлить, высок риск возникновения различных аварий. При соприкосновении человека с прибором он получит удар током, который может оказаться смертельно опасным. Кстати, достаточно часто подобные системы применяются и для защиты от молний.

Чем опасно поражение током

Человеческое тело, как известно, является хорошим проводником тока. При этом сопротивление электричеству абсолютно разное у разных людей (даже у одного и того же человека оно отличается в зависимости от ряда факторов). Большое влияние оказывает влажность в помещении, температура, состояние одежды, обуви и так далее.

Тяжесть поражения тела зависит от того, какой была сила и частота тока, как долго он воздействовал, насколько сильным было сопротивление, какова была площадь соприкосновения. Опасность резко возрастает при проведении таких работ, как починка колодцев и прочих резервуаров. Самыми опасными считают помещения, в которых влажность достигает показателя 100%. Специалисты выделяют четыре типа травм:

1. Вспышка или короткий удар. Обычно у человека отмечаются только поверхностные ожоги. Ток не проходит сквозь кожу.
2. Воспламенение. Такие травмы появляются, когда разряд провоцирует возгорание одежды. Ток или проходит, или не проходит через кожу.
3. Удар молнии. Травма вызвана непродолжительным контактом с высоким напряжением. Ток проходит по телу.
4. Замыкание цепи. Электричество входит в тело, а затем покидает его.

Удар током от розетки или небольших приборов редко приводит к серьезным последствиям. Но если контакт был продолжительным, то опасность действительно высока.

Стоит отметить, что симптомы поражения током зависят от многих факторов. Возможны ожоги, аритмия, судороги, чувство покалывания или онемения пораженных частей тела, боли в голове или обмороки. В самых тяжелых случаях возникает кома, остановка сердца и дыхания. В долгосрочной перспективе наблюдается амнезия, депрессия, постоянные боли, бессонница, панические атаки и так далее. При поражении током стоит как можно скорее вызвать на место происшествия скорую помощь, особенно если напряжение было очень высоким.

Прикасаться к пострадавшему не стоит, по возможности следует отключить источник электроэнергии. Как только контакт с током точно будет оборван, следует проверить, жив ли человек. Не стоит снимать с него одежду или прикасаться к ожогам. При необходимости — сделать непрямой массаж сердце и искусственное дыхание.

Электрические сети могут иметь разное напряжение, назначение и масштабы. От стабильности их работы зависит безопасность деятельности на предприятии или жизнь дома. Стоит знать о них все важные подробности, чтобы при возникновении сложных ситуаций правильно на них среагировать.

Характеристика и сферы применения сортового металлопроката

Под металлопрокатом в металлургии понимается продукция, которая получается после пропуска металла через прокатные станы. На предварительном этапе сырье подогревается до определенных температур, приобретая необходимую податливость. В результате формируется прокат разной толщины, который подвергается дальнейшей холодной обработке для получения нужных профилей.

Сортовой прокат

К сортовому прокату относятся изделия с простой формой сечения. Выпускаемая продукция бывает следующих видов:

1. Арматура. Круглый цельный прокат, имеющий гладкую или ребристую поверхность. В качестве исходного материала используются низкоуглеродистые или закаленные стали. Толщина выпускаемых прутков может колебаться от 4 до 80 мм. Основное предназначение материала состоит в усилении железобетонных конструкций. С этой целью из арматуры изготавливается металлический каркас, который заливается бетоном. В результате плиты или фундамент приобретают повышенную прочность за счет того, что прутки воспринимают на себя возникающие изгибающие напряжения.
2. Катанка. Это проволока круглого сечения, изготавливаемая из марок сталей Ст1, Ст2, Ст3 или цветного металла. Стальная продукция имеет диаметр от 5 до 9 мм и поставляется в мотках. Цветная катанка выпускается диаметрами от 1 до 16 мм. Изготавливают изделия методом последовательного пропуска кубических заготовок через ряд валов до формирования нужного диаметра.
3. Уголок. Изделия в сечении имеют г-образную форму. На основании существующего ГОСТа высота полок может быть одинаковой или отличаться по размеру. Длина выпускаемых изделий составляет пределы от 4 до 12 м. В последнем случае максимальная величина кривизны достигает 0,4%. Продукция нашла широкое применение в строительстве при укреплении стен и перекрытий.

Все виды изделий могут изготавливаться горячим и холодным методом прокатки.

Листовой прокат

Получение листового проката ведется горячекатаным и холоднокатаным способами. При этом формируют следующие виды изделий:

1. Листы и рулоны горячекатаные. После нагревания металла до высоких температур, достигающих порядка 1100⁰, он приобретает повышенную пластичность, что позволяет изготавливать листы толщиной от 0,5 до 160 мм. Чтобы избавиться от сформировавшейся окалины, металл подвергается травлению. Это обеспечивает ему повышенную чистоту. В результате изделия находят применение в промышленности, где к данному показателю предъявляются повышенные требования. Примером может служить необходимость нанесения покрытия в виде оцинковки. Также важным преимуществом проката является его пониженная стоимость.
2. Листы и рулоны холоднокатаные. В качестве основного вида сырья для получения такого вида продукции служит горячекатаный металл. На специальных станах он прокатывается в холодном виде до требуемой толщины с высокой степенью точности. Изготавливаемая продукция бывает листовой и рулонной. Основное применение находит для изготовления деталей методом холодной штамповки. Работа проводится на прессах больших усилий, в которых установлена специализированная оснастка. Такие изделия требуются во множестве сфер промышленности, включая автомобилестроение и судостроение.
3. Листы с полимерным покрытием. В качестве базы используется оцинкованная холоднокатаная сталь. В состав покрытия входит полимерный порошок и ряд наполнителей. В окончательном виде они могут представлять жидкий материал, органзоли и пластизоли. Полученный состав наносится на профнастил, черепицу и различные виды строительных металлоконструкций. Нанесенное покрытие придает поверхности высокую декоративность, при этом оно обладает прочностью и пластичностью. В результате срок службы изделия значительно возрастает.
4. Листы и рулоны рифленые. Это листовой прокат, с одной стороны которого нанесено рифление, а вторая поверхность остается гладкой. Присутствующий рисунок имеет строгие параметры на основании разработанной стандартизации. Основная его потребность заключается в обеспечении надежного сцепления полотна с обувью человека или покрышками автомобиля. Часто такой материал прокладывается на дорогах в районах пешеходных переходов, где требуется обеспечить высокие противоскользящие характеристики. Иногда на поверхность наносится дополнительный декор для повышения эстетичности внешнего вида.
5. Листы и рулоны оцинкованные. Для повышения стойкости материала, изготовленного холоднокатаным способом, на его поверхность наносятся оксид цинка, что придает изделиям защиту от влияния внешних факторов. При этом оцинкованный слой в зависимости от условий применения изделий может отличаться глубиной проникновения. Используется такой материал в автомобилестроении, металлургической области и строительстве. Оцинкованная холоднокатаная продукция идет на изготовление автомобильных кузовов и кровельных элементов.
6. Профнастил. Это материал, который изготавливается из оцинкованного металла. Его характерной особенностью является наличие на поверхности ребер жесткости, выполненных в виде волн. В результате при относительно невысокой толщине металла, которая может составлять от 0,5 до 1 мм, изделиям обеспечивается высокая прочность. В отдельных случаях используемый металл может достигать толщины 2 мм. Профнастил характеризуется универсальностью, поскольку может применяться в различных сферах деятельности. При небольшой толщине металла и высоте волн он идет на строительство заборов или обустройство фасадных частей зданий. При увеличенных параметрах изделия применяются для кровли крыш.

Выпускаемый листовой прокат имеет наиболее массовое применение.

Электросварные трубы и профили

Отличительной особенностью электросварных труб является наличие сварного шва, проходящего вдоль всей длины изделия. Продукция изготавливается следующих видов:

1. Круглые трубы. Это цилиндрические изделия, производимые из углеродистой и низколегированной стали. Благодаря круглой форме трубы отличаются универсальностью и могут применяться во множестве отраслей промышленности. В первую очередь они используются при монтаже трубопроводов, по которым может протекать жидкая или газообразная среда. Кроме того, изготавливаются элементы строительных конструкций, такие как перила лестниц или ограждения для зданий.
2. Квадратные трубы. Изготавливаются изделия гибкой листовой стали с последующим выполнением продольного сварного шва. В качестве исходного материала применяются стали Ст2сп,Ст4сп. Все параметры квадратных труб нормируются ГОСТом. Продукция используется в строительстве и машиностроении.
3. Прямоугольные трубы. Отличительной особенностью является наличие в сечении не квадрата, а прямоугольника. Выпускаемая продукция обладает высокой сопротивляемостью на изгиб. Как и квадратная труба, данный профиль металлопроката не применяется для транспортировки различных сред.

Весь производимый промышленностью металлопрокат выпускается в большом ассортименте, и каждый вид пользуется спросом. Связано это с высокими функциональными и качественными характеристиками сортового проката.