Электротехнический справочник. Пособие

Глава 1. Базовые понятия, формулы и системы единиц электротехники...11
1.1. Основные определения электротехники...11
Понятия, относящиеся к электромагнитным явлениям...11
Понятия, относящиеся к электрическому полю...13
Понятия, относящиеся к электрическому току...15
Понятия, относящиеся к магнитному полю...17
Понятия, относящиеся к электрическим и магнитным свойствам сред...18
Понятия, относящиеся к электрическим цепям...19
Понятия, относящиеся к топологии электрических цепей...28
Понятия, относящиеся к электромагнитным процессам...31
1.2. Основные законы и правила электротехники...37
1.3. Основные формулы электротехники...40
Расчетные формулы для цепей трехфазного тока...40
Расчетные формулы для цепей переменного однофазного тока...41
Расчетные формулы для цепей с чисто активным сопротивлением...42
Расчетные формулы для цепей с чисто индуктивным сопротивлением...42
Расчетные формулы для цепей с чисто емкостным сопротивлением...43
Расчетные формулы для цепей, содержащих последовательно включенные активное,
индуктивное и емкостное сопротивления...44
Расчетные формулы для цепей, содержащих параллельно включенные активное,
индуктивное и емкостное сопротивления...44
Расчетные формулы для цепей постоянного тока...45
Формулы для расчета емкости и индуктивности...47
Основные законы и формулы для магнитных цепей...49
Уравнения Максвелла для электромагнитного поля...51
Расчетные формулы электрической мощности и энергии...53
Расчетные формулы электрического сопротивления... 55
Расчетные формулы соединения резисторов...56
Упрощенные расчетные электротехнические формулы...56
1.4. Система единиц в электротехнике...57
1.5. Основные соотношения единиц в электротехнике...77
Пересчет единиц электрического заряда...78
Пересчет единиц линейной плотности заряда...79
Пересчет единиц поверхностной плотности заряда...79
Пересчет единиц объемной плотности заряда...79
Пересчет единиц электрического тока.... 80
Пересчет единиц линейной плотности тока...80
Пересчет единиц поверхностной плотности тока...81
Пересчет единиц электрического сопротивления...81
Пересчет единиц удельного электрического сопротивления...82
Пересчет единиц электростатического потенциала и напряжения...82
Пересчет единиц электрической проводимости...83
Пересчет единиц удельной электрической проводимости...83
Пересчет единиц напряженности электрического поля...84
Пересчет единиц электрической емкости...85
Пересчет единиц индуктивности...86

Глава 2. Металлы и их сплавы...87
2.1. Электрические свойства металлов и их сплавов...87
2.2. Черные металлы...87
2.3. Сплавы, используемые в магнитопроводах...89
2.4. Металлопрокат...89
2.5. Проводниковые материалы...92
2.6. Сплавы для катушек сопротивлений и измерительных приборов...98
2.7. Жаростойкие сплавы для нагревательных приборов...99
2.8. Контактные материалы...102
2.9. Токопроводящие жилы...105

Глава 3. Припои и флюсы...109
3.1. Классификация припоев и система их обозначений...109
3.2. Свойства припоев...110
3.3. Классификация флюсов и система их обозначений...117
3.4. Свойства флюсов...118
4 Электротехнический справочник

Глава 4. Электробезопасность...122
4.1. Действие электрического тока на человека...122
4.2. Заземление...127
4.3. Молниезащита...134
4.4. Устройства защитного отключения...140
4.5. Токи короткого замыкания...149
4.6. Средства индивидуальной защиты...151
4.7. Инструмент электрика...152
4.8. Меры пожарной безопасности...154

Глава 5. Люминесцентные лампы...157
5.1. Устройство и принцип работы. Достоинства и недостатки...157
Принцип построения...157
Достоинства люминисцентных ламп...159
Недостатки люминисцентных ламп...161
Классификация ЛЛ ведущих производителей...162
Характеристики и параметрами люминесцентных ламп...163
5.2. Стандартные люминесцентные лампы...164
Особенности ламп, которые нужно учитывать...164
Маркировка...164
Коды цветности...165
Разновидности зарубежных ЛЛ...166
Отечественные ЛЛ...166
5.3. Люминесцентные лампы с улучшенной цветопередачей...168
Особенности...168
Достоинства...168
Характеристики...169
5.4. Современные люминесцентные лампы Т5...176
5.5. Современные ультрафиолетовые и специальные люминесцентные лампы...180
Лампы для дезинфекции, загара, установок фотобиологического действия...180
Лампы для освещения аквариумов...182
Лампы для декоративного освещения...184
5.6. Компактные люминесцентные лампы...185
Классификация КЛЛ...185
Дополнительные возможности КЛЛ...185
Соответствия КЛЛ различных производителей...186
Технические характеристики КЛЛ...187
5.7. Безэлектродные индукционные люминесцентные лампы...193
Создание безэлектродных индукционных люминесцентных ламп...193
Принцип действия ИЛЛ...193
Технические характеристики ИЛЛ типа QL...196
Компактные ИЛЛ фирмы GE...197
Компактные ИЛЛ фирмы OSRAM...198

Глава 6. Пускорегулирующие аппараты люминесцентных ламп...202
6.1. Электромагнитные ПРА. Принцип работы и недостатки...202
Что такое балласт?...202
Схема светильника с электромагнитным ПРА...203
6.2. Электронные стартеры...206
Достоинства электронных стартеров...206
Разновидности электронных стартеров...206
Принцип действия электронного стартера на ИМС UBA2000T...207
Принцип действия электронного стартера на ИМС EFS STARLIGHT KIT...215
6.3. Электронные ПРА...216
Преимущества электронных ПРА...216
Основные направления развития ПРА...217
Электрические параметры ЭПРА...219
Отечественные электронные ПРА...219
Структурная схема электронного балласта...219
Как зажечь люминесцентную лампу...220
Микросхемы управления балластами...221
Программы для проектирования электронных балластов...222

Глава 7. Светодиодные модули, лампы, ленты...223
7.1. Устройство и принцип работы светодиодов...223
Принцип действия светодиода...223
Какое строение имеет светодиод?...224
7.2. Строение мощных светодиодов...225
Принципы получения белого свечения...225
Принципы построения мощных светодиодов...228
7.3. Современные высокоэффективные светодиоды...231
7.4. Питание светодиодов...233
Требования к питанию светодиодов...233
Особенности питания белых светодиодов...233
7.5. Устройство и принцип действия светодиодных ламп...237
Общие сведения...237
Достоинства и недостатки светодиодных ламп...238
Устройство светодиодной лампы...239
Пускатель балласт (драйвер)...239
Алюминиевый радиатор...241
Плата, на которой установлены светодиоды...242
Светодиоды...245
Рассеивающая свет оптика (линзы, рассеиватели)...245
Цоколь...247
7.6. Светодиодные лампы фирмы Shine Technologies Limited...248
Светодиодные лампы Shine на основе диодов Cree...248
Светодиодные лампы Shine профессионального назначения...251
Светодиодные лампы Shine декоративные...252
Светодиодные панели Shine...254
7.7. Светодиодные лампы фирмы Philips...255
7.8. Светодиодные лампы фирмы OSRAM...255
7.9. Светодиодные ленты...262
Достоинства светодиодных лент...262
Устройство и внутренняя схема светодиодной ленты...263

Глава 8. Галогенные лампы...266
8.1. Принцип работы галогенных ламп...266
Что такое галогенная лампа накаливания...266
Принцип действия...266
8.2. Техническая информация...267
Преимущества галогенных ламп...267
Основные параметры...268
Типовые схемы включения...269
Габаритные размеры галогенных ламп...269
Срок службы...269
Эксплуатационные особенности...270
8.3. Современные галогенные лампы с питанием...220 В...271
Линейные (софитные) галогенные лампы...271
Линейные лампы повышенной эффективности...272
Одноцокольные галогенные лампы с резьбовыми цоколями...272
Капсульные галогенные лампы...273
Зеркальные галогенные лампы...274
8.4. Низковольтные галогенные лампы...275
Для чего нужен переход к низкому напряжению питания...275
Низковольтные капсульные лампы...275
Низковольтные лампы с интерференционными отражателями...276
Низковольтные зеркальные лампы с алюминиевыми отражателями...278
8.5. Трансформаторы и электроника для галогенных ламп...280
Особенности включения низковольтных галогенных ламп...280
Преимущества электронных трансформаторов...281
Расчет электронного трансформатора под различные мощности...283
Блок питания на микросхеме TDA4605...284
8.6. Продление срока службы и регулировка яркости свечения...285

Глава 9. Электрические аппараты: устройство, эксплуатация и ремонт...287
9.1. Классификация электрических аппаратов...287
Определение и классификация...287
Классификация электрических аппаратов по назначению...288
Классификация электрических аппаратов по принципу действия и характеру работы...288
Исполнение электрических аппаратов по степени защиты...289
Климатическое исполнение электрических аппаратов...290
9.2. Модульные электрические аппараты...290
Назначение...290
Классификация...291
6 Электротехнический справочник
9.3. Электромагнитные реле управления...291
Назначение и классификация...291
Выбор электромагнитного реле...293
Наладка и настройка контактов при эксплуатации электромагнитных реле...293
Уменьшение и устранение искрения контактов электромагнитных реле...295
9.4. Катушки электрических аппаратов...296
Определение и классификация...296
Борьба с перегревом катушек...297
Замена катушки...298
9.5. Герконы и герконовые реле...299
Достоинства и недостатки герконов...299
Принцип действия герконов...299
Устройство герконовых реле...300
Герсиконы и гезаконы...301
9.6. Реле времени...301
Назначение и классификация реле времени...301
Реле времени с электромагнитным замедлением...302
Схемы включения реле времени...304
Электронные реле времени...305
9.7. Электромагнитные контакторы...306
Классификация контакторов...306
Выбор контакторов...307
Параметры контактора...308
Устройство контакторов...308
Контакторы постоянного тока...309
Контакторы переменного тока...309
9.8. Электромагнитные пускатели...310
Назначение и разновидности...310
Выбор электромагнитного пускателя...311
Схема подключения магнитного пускателя...313
Схема подключения реверсивного магнитного пускателя...315
Наладка и эксплуатация электромагнитных пускателей и контакторов...316
Неисправности электромагнитных пускателей и методы их устранения...318
9.9. Бесконтактные контакторы и пускатели...319
Назначение...319
Достоинства и недостатки бесконтактных аппаратов...319
Тиристорный однополюсный контактор...321
Бесконтактные тиристорные пускатели...321
9.10. Электрические аппараты ручного управления...322
Назначение и классификация...322
Буквенные обозначения рубильников...323
Особенности конструкции рубильников и переключателей...323
Ящики силовые с рубильниками...324
Эксплуатация и ремонт рубильников...325
9.11. Пакетные выключатели и переключатели...326
Пакетные выключатели...326
Пакетные переключатели...327
Трехполюсный пакетный переключатель...328
9.12. Аппараты для коммутации цепей управления...329
Назначение...329
Устройство универсальных переключателей...329
Переключатели для фланцевого монтажа...331
Кнопки управления...332
9.13. Аппараты защиты и плавкие предохранители...332
Назначение...332
Виды защиты и требования к ней...333
Плавкие предохранители...334
Выбор предохранителей для защиты асинхронных электродвигателей...334
Выбор предохранителей для защиты магистралей, питающих несколько асинхронных
электродвигателей...335
Выбор предохранителей для защиты магистралей при отсутствии самозапускающихся
электродвигателей...336
Выбор предохранителей для защиты асинхронных электродвигателей от перегрузки...336
Обеспечение селективности срабатывания плавких предохранителей...337
Выбор плавких предохранителей для защиты цепей управления...340
9.14. Тепловые реле...341
Принцип действия тепловых реле...341
Времятоковые характеристики теплового реле...342
Влияние температуры окружающей среды на работу теплового реле...342
Конструкция тепловых реле...343
Выбор тепловых реле...344
9.15. Термисторная (позисторная) защита электродвигателей...345
Назначение термочувствительных защитных устройств...345
Работа схем позисторной защиты...346
Применение термозащиты...348
9.16. Автоматические выключатели...348
Назначение...348
Термины и определения...350
Параметры автоматических выключателей...350
Принцип действия...351
Защитные характеристики автоматических выключателей...351
Автоматический выключатель АБ 25...352
Выбор автоматических выключателей...353
Эксплуатация аппаратов защиты...354
9.17. Обозначения электрических аппаратов на электрических схемах...355

Глава 10. Электродвигатели: устройство, эксплуатация и ремонт...357
10.1. Выбор электродвигателя...357
Условия для выбора электродвигателя...357
Выбор электродвигателей по мощности...358
10.2. Что можно узнать об электродвигателе, зная его каталожные данные...359
Состав информации каталога...359
Система обозначений и примеры...360
Номинальная мощность двигателя...361
Механические характеристики и пусковые свойства двигателя...361
Рабочие характеристики электродвигателей...362
10.3. Монтаж и центровка электродвигателя...363
Основания для электродвигателей...363
Центровка электродвигателей...364
Монтаж двигателей с фазным ротором...366
Монтаж пускового реостата...366
Проверка контактных колец и обмотки ротора...367
10.4. Первый пуск электродвигателя...368
10.5. Пуск двигателя с фазным ротором...369
10.6. Измерение вибрации электродвигателей...371
Причины возникновения вибрации...371
Технические характеристики виброметров...372
10.7. Устранение вибрации электродвигателя...373
Методика поиска внешних причин вибрации...373
Методика поиска внутренних причин вибрации...374
10.8. Схемы присоединения асинхронных электродвигателей к сети...375
Схемы присоединения односкоростных асинхронных электродвигателей
с короткозамкнутым ротором...375
Схемы присоединения многоскоростных асинхронных электродвигателей
с короткозамкнутым ротором...376
10.9. Определение начала и концы фаз обмотки асинхронного двигателя...378
Напряжения сети и схемы статорных обмоток электродвигателя...378
Определение согласованных выводов (начал и концов) фаз статорной обмотки...379
10.10. Включение трехфазного электродвигателя в однофазную сеть без перемотки...382
10.11. Измерение параметров трехфазного асинхронного двигателя при условиях,
отличных от номинальных...384
10.12. Предупреждение повреждения изоляции обмотки статора асинхронного
электродвигателя...385
Причины повреждения обмоток статора асинхронных электродвигателей...385
Сопротивление изоляции обмотки статора асинхронных электродвигателей...387
10.13. Влияние токовых перегрузок на работу и срок службы электродвигателей...387
Перегрузки электродвигателя технологического происхождения...388
Аварийные перегрузки электродвигателя...388
Перегрузки при длительном режиме работы с постоянной нагрузкой...388
Перегрузки при переменном длительном режиме работы...390
10.14. Контроль температуры нагрева электрических двигателей...390
10.15. Способы контроля нагрева электрооборудования в процессе эксплуатации... 391
Методы контроля нагрева электрооборудования...391
Контроль нагрева электрооборудования по методу термометра...391
Контроль нагрева электрооборудования термометром с указателем манометрического типа...392
Контроль нагрева электрооборудования с помощью термометров сопротивления...393
Контроль нагрева электрооборудования по методу термопары...393
Контроль нагрева электрооборудования по методу инфракрасного излучения 394
10.16. Определение температуры обмоток электродвигателей переменного тока
по их сопротивлению...394
Метод сопротивления...394
Метод амперметра вольтметра...395
10.17. Методы диагностики неисправностей асинхронных электродвигателей...396
10.18. Предупреждение повреждения изоляции обмотки статора асинхронного
электродвигателя...400
Измерение сопротивления изоляции электрических машин...400
Способы сушки асинхронных электродвигателей...400
10.19. Методы определения места повреждения изоляции обмотки...402
10.20. Разборка и сборка электродвигателей при ремонте...403
Порядок разборки электродвигателей...403
Порядок сборки электродвигателей...404
10.21. Определение места короткого замыкания в обмотках электрических машин
переменного тока...406
Признаки замыкания в обмотках...406
Опыт определения дефектной фазы...407
Диагностика обмоток...409
Метод последовательного деления на части...409
10.22. Срочный аварийный ремонт обмотки с удалением из схемы поврежденных катушек... 410
10.23. Измерение сопротивления обмоток электродвигателей по постоянному току 412
Цель проведения измерений сопротивления обмоток...412
Метод амперметра вольтметра...412
Мостовой метод...413
Измерение сопротивления обмоток электродвигателей постоянному току 414
Определение температуры обмотки...416
10.24. Эксплуатация электродвигателей...417

Глава 11. Электроизмерительные приборы...419
11.1. Измерение электрических величин...419
Основные электрические величины...419
Виды средств электротехнических измерений...419
Разновидности измерительных приборов...420
Рекомендации по использованию измерительных приборов...420
Цифровые измерительные приборы...421
11.2. Как измерить удельное сопротивление земли...422
Электрофизические свойства земли...422
Измерение удельного сопротивления земли...423
11.3. Измерение сопротивления петли «фаза нуль»...424
Сопротивления петли «фаза нуль»...424
Метод амперметра?вольтметра при измерении сопротивления петли фаза нуль...425
11.4. Способы контроля состояния контактных соединений...426
Контроль состояния контактных соединений с помощью измерительной штанги с
милливольтметром...426
Контроль состояния контактных соединений методом амперметра вольтметра...427
11.5. Измерение сопротивления изоляции электрооборудования с помощью мегаомметра... 427
Руководящие документы...427
Измерение сопротивления изоляции с помощью мегаомметра...427
Порядок проведения измерений при испытании изоляции мегаомметром...428
Присоединение токоотводящего электрода...429
11.6. Измерение сопротивления контура защитного заземления...430
Защитное заземление...430
Измерители сопротивления заземления...430
Порядок проведения измерения сопротивления контура защитного заземления...431
Как провести проверку соединения заземлителей с заземляемыми элементами...432

Глава 12. Электронагревательные элементы: устройство, эксплуатация и ремонт...434
12.1. Схемы включения нагревательных элементов электротермических установок...434
Общее сведения...434
Однофазные нагревательные установки...434
Трехфазные нагревательные установки...435
12.2. Трубчатые электрические нагреватели...436
Общее сведения...436
Устройство ТЭНов...436
Достоинства и недостатки ТЭНов...437
Содержание 9
Рекомендации по выбору ТЭНа...437
Эксплуатация ТЭНов...438

Глава 13.Трансформаторы и автотрансформаторы: устройство, эксплуатация и ремонт....439
13.1. Силовые трансформаторы: назначение, классификация,номинальные данные трансформаторов...439
Назначение трансформаторов...439
Классификация трансформаторов...439
Повышающие и понижающие трансформаторы...440
Номинальные данные трансформаторов...440
13.2. Автотрансформаторы...441
Назначение и устройство автотрансформаторов...441
Принцип действия автотрансформаторов...442
Лабораторные автотрансформаторы (ЛАТРы)...443
Трехфазные автотрансформаторы...444
Недостатки автотрансформаторов...444
13.3. Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов...445
Схемы соединений обмоток трехфазных трансформаторов...445
Группы соединений обмоток трансформатора...446
13.4. Параллельная работа силовых трансформаторов...449
Условия параллельной работы трансформаторов...449
Распределение нагрузок между трансформаторами, включенными на параллельную работу. 450
Фазировка трансформаторов для включения их на параллельную работу...451
13.5. Определение коэффициента трансформации силовых трансформаторов...452
Значение коэффициента трансформации...452
Определение коэффициента трансформации...452
Метод двух вольтметров...453
Прибор типа УИКТ 3...456
13.6. Признаки неисправной работы силовых трансформаторов при эксплуатации...456
Перегрузка трансформатора...456
Ненормальное гудение в трансформаторе...457
Потрескивание внутри трансформатора...458
Пробой обмоток трансформатора и обрыв в них...458
Работа газовой защиты трансформатора...459
Ненормальное вторичное напряжение трансформатора...460
13.7. Эксплуатация комплектных трансформаторных подстанций...461
Состав и условное обозначение КТП...461
Подключение КТП...462
Техническое обслуживание комплектных трансформаторных подстанций...463
13.8. Обслуживание измерительных трансформаторов напряжения...464
13.9. Обслуживание трансформаторов тока...466
Схемы соединения...466
Конструкции трансформаторов тока...467
Эксплуатация трансформаторов тока...467
Почему вторичную обмотку трансформатора тока нельзя оставлять разомкнутой...468
13.10. Неисправности измерительных трансформаторов в цепях учета электрической энергии...469
Характерный признак повреждения трансформатора тока...469
Повышенная нагрузка измерительных трансформаторов...469
Повышенное падение напряжения в цепях напряжения...470

Глава 14. Сварочные источники классические: устройство, эксплуатация и ремонт...471
14.1. Классификация...471
Основные типы сварочных источников...471
Единая система обозначения и классификация сварочных источников...473
14.2. Классические сварочные источники для ручной сварки переменным током...474
Основные требования к классическому сварочному источнику...474
Основные типы сварочных трансформаторов...476
14.3. Варианты конструкций классических сварочных источников...479
Сварочный трансформатор со ступенчатой регулировкой тока...479
Сварочный источник Буденного...483
Конструкция сварочного источника...486
Настройка сварочного источника...489
Сварочный источник с резонансным конденсатором...490
Сварочный источник переменного тока с плавной регулировкой...493
Сварочный источник постоянного тока с электронной регулировкой...496
Элементная база...500
10 Электротехнический справочник

Глава 15. Сварочные источники инверторные: устройство,эксплуатация и ремонт...502
15.1. Принцип построения и работа инверторных сварочных источников...502
Влияние рабочей частоты на габариты трансформатора...502
Блок схема инверторного сварочного источника...502
Типы трансформаторов...503
Однотактный прямоходовый преобразователь...503
Двухтактный мостовой преобразователь...507
15.2. Элементная база инверторных сварочных источников...509
ШИМ контроллеры... 509
Транзисторы...526
Мощные диоды...528
15.3. Сварочные источники BRIMA...528
Состав семейства сварочных источников BRIMA...528
Выбор источника для рассмотрения...529
Технические характеристики BRIMA ARC?160...529
Состав сварочного источника BRIMA ARC?160 и назначение плат...529
Выпрямитель №1...530
Преобразователь...535
Выпрямитель №2...535
Плата управления... 539
Плата драйверов... 543
15.4. Сварочные источники семейства COLT...545
Назначение инверторного сварочного источника COLT?1300...545
Силовая часть...
Данные моточных узлов...550
Блок управления...551
Настройка...556
15.5. Сварочные источники семейства RANGER...557
Состав семейства RANGER...557
Силовые цепи...558
Плата управления...560
15.6. Общая методика осмотра и ремонта инверторных сварочных источников...567
Перед ремонтом инверторного сварочного источника...567
Очистка сварочного источника...567
Осмотр сварочного источника...568
Проверка электронных компонентов...569
Испытание сварочного источника...572

Глава 16. Обзор ресурсов сети интернет по современной электротехнике...574
16.1. Общетехнические и информационные сайты по электротехнике...574
Специализированные поисковые системы...574
Информационные порталы электротехнического рынка в Интернете...574
Лучшие электротехнические форумы...575
Бесплатные коллекции ГОСТов и других нормативно?технических документов...576
Полезные сайты для КИПовцев...577
Электронные библиотеки...577
16.2. Сайты производителей электротехнической продукции...578
Сайты по электротехническим материалам...578
Сайты по кабельной продукции...578
Сайты по силовым полупроводниковым приборам...579
Сайты по выключателям, контакторам, разъединителям, пускателям...580
Сайты по реле...581
Сайты по электронным датчикам...582
Сайты по терморегуляторам...582
Сайты по трансформаторам...583
Сайты по средствам электробезопасности...584
Сайты по электроизмерительным...585
Сайты по электродвигателям...586
16.3. Интернет для домашних электриков и радиолюбителей...587
Сайты по цветовой, кодовой маркировке электронных компонентов и их аналогам...587
Самые популярные сайты для домашних электриков...588
список литературы...589