Расчет вероятной энергии дуги: Инструкции и справки. Методические рекомендации

Инструкции и справки. Методические рекомендации

ООО «Сервиспром» — производитель спецодежды и поставщик обуви и средств индивидуальной защиты на промышленные предприятия Украины. Мы предлагаем новейшие технологии в области охраны труда, позволяющие защищать работников там, где до недавнего времени считалось, что защитить невозможно.

Одним из приоритетных направлений нашего предприятия является поставка защитных комплектов для защиты от термических рисков воздействия электрической дуги, производства ЗАО «ФПГ Энергоконтракт» (Россия) на правах эксклюзивного дилера на территории Украины.

В состав полного защитного комплекта входят костюм, устойчив к воздействию электрической дуги, подшлемник термостойкий, перчатки термостойкие (одеваются под диэлектрические), каска со щитком и обувь устойчивые к воздействию электрической дуги.

Вышеуказанные комплекты имеют постоянные защитные свойства защиты от воздействия электрической дуги, высокие физико-механические показатели, комфортные, эргономичные, имеют небольшой вес и легки в уходе.

Комплекты производства производства ЗАО «ФПГ Энергоконтракт» имеют сертификат соответствия «УкрСЕПРО» и заключение санитарно-эпидемиологической экспертизы.

Сертификация костюмов осуществляется на соответствие ГОСТ 12.4.221-2004 , ГОСТ 12.4.124-83 , ДСТУ EN 531:205, ГОСТ Р 12.4.234-2007 (МЭК 61482-1:2002), ГОСТ Р 12.4.218-99 , ГОСТ Р ИСО 11612-2007 .

Все изделия проходят испытания в аккредитованных лабораториях, которых в мире есть только три в России, Швейцарии и Канаде. Наша компания предоставляет копии протоколов испытаний на все составляющие комплектов.

Согласно МЭК 61482-1:2002 комплекты должны обеспечивать постоянство защитных свойств на протяжении всего срока эксплуатации, что подтверждается протоколами испытаний образцов: новых и после проведения 50 циклов стирки, (что аналогично 2-м годам эксплуатации) при этом термостойкие свойства их не ухудшаются более чем на 5%.

Костюмы изготавливаются из 100% арамидного волокна, которое единственное на сегодняшний день в мире имеет защитный механизм для защиты от термических рисков воздействия электрической дуги, основанный на свойствах волокон при повышении температуры более 360оС образовывать на поверхности ткани карбоновый слой, защищающий от высоких температур и потока заряженных частиц, и обеспечивает пользователю время для выхода из опасной зоны, сохраняя жизнь и сводя опеки максимум до 2-й степени.

Конструкция костюма разработана специально (ТУ 8570-001-56615498-2003) и ежегодно улучшается. За последние 10 лет защитные свойства костюмов повышены на 20%.

Для защиты работников на различных рабочих местах, имеющих различные уровни риска, разработаны комплекты VI степеней защиты. Таким образом достигается максимальная защита всех рабочих и оптимизация затрат предприятием. 

Специальная одежда для защиты работников от термического воздействия электрической дуги относится к средствам индивидуальной защиты (СИЗ). Разумеется, СИЗ никогда не смогут заменить безопасные методы работы, но они снижают степень риска, дают выигрыш во времени для эвакуации в случае аварии, повышают шансы пострадавшего на выживание.

Одной из особенностей комплектов, защищающих от термического воздействия электрической дуги, является то, что набор их компонентов определяется в зависимости от конкретных условий эксплуатации.

Формированию заказа предшествует небольшая, но очень ответственная подготовительная работа. Заказчику предлагается заполнить таблицу параметров, соответствующих конкретным видам электроустановок.

Параметры,  указанные в таблице, соответствуют параметрам электроустановки по паспорту и реальным условиям выполнения работ:

• Сила тока  – сила тока  по паспорту электроустановки
• Напряжение – напряжение по паспорту электроустановки
• Время действия эл. дуги – время срабатывания первого контура автоматической защиты
• Расстояние до источника дуги – по факту расположения человека в электроустановке при проведении работ
• Расстояние между электродами —  расстояние между шинами по паспорту электроустановки
• Вид распредустройства – ОРУ или  ЗРУ

На основании полученных данных проводится расчет вероятной энергии дуги, результаты которого позволяют определить тип модели защитного комплекта для работы на данном оборудовании.

Для определения типа модели  защитного комплекта для  разных электроустановок необходимо условно разбить все наличные электроустановки на варианты по напряжению, типу РУ и условиям выполняемых работ. После этого заполнить для каждого варианта свой столбец в таблице. При условии обслуживания одним работником  электроустановок, относящихся к разным вариантам, модель защитного комплекта для такого работника выбирается по высшему уровню защиты. Такой подход оптимизирует затраты на приобретение защитных комплектов и надежно защищает людей при возникновении аварийной ситуации.

Параметры	Варианты условий работы
	I	II	III	IV
Сила тока Iкз/Iн (кА)
Напряжение (кВ)
Время воздействия электрической дуги (с)
Расстояние до источника дуги (м)
Расстояние между электродами (м)
Вид распредустройства (ОРУ, ЗРУ)

Методические рекомендации по определению технических требований к комплектам для защиты от воздействия электрической дуги

Руководство по эксплуатации, уходу и ремонту термостойкой одежды, защищающей от термического воздействия, производства ЗАО «ФПГ Энергоконтракт»

Руководство по эксплуатации, уходу и ремонту модели НГЛ, НГЛн, НГЗ, НГЗн, производства ЗАО «ФПГ Энергоконтракт»

ее свойства, виды, принцип работы

Из этого материала вы узнаете:

• Определение сварочной дуги
• Ключевые особенности сварочной дуги
• Области применения сварочной дуги
• Природа и строение сварочной дуги
• Виды сварочных дуг
• Источники питания сварочной дуги
• Критерии, влияющие на мощность сварочной дуги
• Вольтамперная характеристика сварочной дуги
• Условия горения сварочной дуги

В условиях современных реалий промышленность не может обойтись без сварки. А она, в свою очередь, базируется на таком явлении, как сварочная дуга, над которой трудились в свое время передовые ученые. Благодаря ей создается высокая прочность, которая так необходима в процессе соединения изделий из металла, трансформируя их в одно целое. Однако при выполнении данной процедуры важны определенные нюансы, как, например, грамотно выбранный источник питания и условия горения, иначе шов может получиться кривым.

Далее подробно расскажем о природе и строении сварочной дуги, в каких сферах она применяется, каких видов бывает и как правильно используется. С этой информацией любой сварщик моментально углубит свои знания и упрочит позиции среди специалистов данной области.

Определение сварочной дуги

Сварочная дуга – это электрозаряд, расположенный между электродами, имеющий значительную длину и выделяющий большой объем энергии. Дуга характеризуется разницей потенциалов, возникающей в газовой среде.

За счет сварочной дуги температура металла с высокой плотностью электрического напряжения быстро повышается, материал приобретает пластичность и достигает состояния, подходящего для последующей плавки.

Предельная температура сварочной дуги составляет +7 000 °C. Данную степень нагрева используют при обработке металлов, которые способны плавиться лишь при достижении показателя свыше +3 000 °C. Говоря об особенностях данного электрического заряда, нужно понимать, что сварочная дуга представляет собой проводник, возникающий за счет ионизированного газа. Дуга состоит из нескольких зон, которые, пропуская ток, выделяют много тепловой энергии.

Поджиг дуги вызывает формирование гальванической цепи, в которую входят анод, катод и ионизированный газ. При этом используются два электрода. Протекание тока приводит к нагреванию дуги, появлению исходящего от нее света – последняя характеристика объясняется наличием фотонного излучения.

 

Ключевые особенности сварочной дуги

Если сравнивать с прочими электрическими зарядами, дуга отличается такими особенностями:

• Высокая плотность тока, вплоть до нескольких тысяч ампер на 1 см2, что обеспечивает высокую температуру.
• Неравномерное распределение электрического поля на отрезке между электродами: около них напряжение падает, значительно усиливаясь в столбе.
• Очень высокая температура, достигающая своего пика в столбе, что связано с большой плотностью тока. За счет увеличения длины столба можно снизить нагрев электрической сварочной дуги, тогда как уменьшение его размеров приводит к росту температуры.
• Виды нахлесточных сварных соединенийВозможность добиваться разных вольтамперных характеристик за счет зависимости напряжения от плотности тока при постоянной длине или непрерывном горении дуги. Сегодня принято говорить о трех вольтамперных характеристиках.

Области применения сварочной дуги

Дуга применяется при работе с такими видами сварки:

• Полуавтоматический. В основе данного подхода лежит использование тугоплавких вольфрамовых электродов, на дугу подают присадочную проволоку.
• Ручной. Данный метод является самым популярным ввиду своей простоты.
• Автоматический. Используется на производствах, упрощая выполнение объемных задач.

Если ведутся работы с открытой плазмой, предпочтение отдают жесткой дуге, тогда как при сварке под флюсом или в среде защитного газа необходима возрастающая дуга.

Природа и строение сварочной дуги

Понимая строение дуги, проще разобраться с ее принципом действия, ведь мощная электродуга позволяет за минимальный промежуток времени довести металл до температуры, при которой он начинает плавиться. Говоря о сварочной дуге и ее свойствах под последними понимают плотность тока и вольтамперные показатели. Столб дуги представляет собой светящийся ионизированный газовый проводник от катода к аноду, обладающий высоким сопротивлением.

VT-metall предлагает услуги:

В среднем, дуга равна 5 мм. Принято выделять такие основные зоны сварочной дуги:

• анодная – имеет размер до 10 микронов;
• катодная – в 10 раз меньше первой;
• столб – различимая глазом светящаяся полоса.

Температура сварочной дуги обеспечивается благодаря потоку свободных электронов, образуемых на катодном пятне. Причем последнее нагревается до 38 % от температуры плазмы. В столбе электроны направляются к аноду, а протоны – к катоду. Сам столб лишен заряда, поэтому на протяжении всех сварочных работ сохраняет нейтральность. Температура частиц доходит до+10 000 °C, металл в процессе сварки нагревается до +2 350 °C, тогда как расплав в ванне прогрет до +1 700 °С.

Стоит пояснить, что в схеме сварочной дуги анодным пятном принято называть место входа и нейтрализации электронов. Данный участок имеет на 4–6 % более высокую температуру, чем катодное пятно. Напряжение в обеих указанных зонах значительно снижается, из-за чего невозможно их свечение. Человеческий глаз видит лишь плазму, которая испускает ультрафиолетовое, инфракрасное и световое излучение. Нужно понимать, что последнее опасно для зрения и кожных покровов, поэтому специалисты не начинают работу без индивидуальных средств защиты.

 

Виды сварочных дуг

На данный момент сварщики пользуются несколькими классификациями сварочных дуг – они отличаются схемами подвода тока и средой, в которой ведется работа.

Рекомендуем статьи:

• Изготовление сварочного оборудования: необходимые характеристики и лучшие производители
• Как варить швы: разбираемся в секретах техники сварки
• Как варить тонкий металл: руководство для начинающих и профессионалов

Принято выделять такие виды сварки дугой:

1. Прямого действия.

Аппарат размещают параллельно обрабатываемой металлической заготовке. Дуга находится под углом 90° относительно электродов и поверхности металла.

2. Косвенного действия.

Здесь два электрода устанавливаются под углом 50° к свариваемому изделию, причем сама дуга образуется между электродом и металлом заготовки.

Сварочные дуги можно разделить на виды, исходя из атмосферы, в которой они появляются:

• Открытая сфера.

  Дуга горит на открытом пространстве, образуется газ, включающий в себя пар металла, электрода и поверхностей, обработанных сварочным инструментом.

• Закрытая сфера.

  Горение дуги происходит под защитой флюса, а газ состоит из пара материала заготовки, электродов и непосредственно флюсового слоя.

• С использованием смеси газов.

  В дуге может находиться сжатый газ, например, гелий, углекислый газ, водород, аргон и прочие примеси газовых веществ. Они защищают место сварки от окисления. Если говорить точнее, подача газа способствует восстановлению среды либо делает ее нейтральной по отношению к внешним факторам. В дугу попадает подаваемый для работы газ, пар от обрабатываемой заготовки и электродов.

В дуге может находиться сжатый газ, например, гелий, углекислый газ, водород, аргон и прочие примеси газовых веществ. Они защищают место сварки от окисления. Если говорить точнее, подача газа способствует восстановлению среды либо делает ее нейтральной по отношению к внешним факторам. В дугу попадает подаваемый для работы газ, пар от обрабатываемой заготовки и электродов.

• классический – применяется для постоянной эксплуатации;
• импульсный – подходит для одноразового использования.

Либо возможна классификация сварочных дуг на основании материала электрода. Последний может быть плавящимся или неплавящимся, изготовленным из угля, вольфрама. Высокой популярностью среди сварщиков пользуется стальной, то есть плавящийся электрод. Но практика показывает, что сегодня большинство специалистов старается выбирать неплавящиеся расходники, так как типы данных элементов достаточно сильно отличаются друг от друга.

Источники питания сварочной дуги

Разряд может создаваться при помощи постоянного или переменного тока. Стоит оговориться, что постоянное напряжение обеспечивает более надежный сварной шов, а работа сопровождается меньшим разбрызгиванием металла.

Трансформатор использует ток из сети 220 B и преобразует его в 15–40 В.

Поскольку современное сварочное оборудование имеет небольшие размеры, в нем используется схема, включающая в себя следующие узлы:

1. Входной выпрямитель.
2. Инвертор, то есть управляемое микросхемой электронное устройство с транзисторами, отличающимися высокой скоростью переключения.
3. Трансформатор.
4. Трансформатор.

Благодаря инвертору постоянный ток преобразуется в переменный частотой до 80 кГц. Таким образом удается использовать трансформатор меньшего размера, увеличив КПД всего устройства.

При выборе источника питания сварочной дуги отталкиваются от способа, которым будет осуществляться обработка металла. Допустим, в процессе ручной сварки невозможно сохранение одинаковой длины дуги, а значит, следует взять аппарат с крутопадающей вольтамперной характеристикой. Из-за этого при растягивании дуги разряд не погаснет, а при укорачивании сила тока остается неизменной.

Сварка плавящимся электродом сопровождается стеканием капель горячего металла на изделие, из-за чего появляется ток короткого замыкания. Он имеет показатель, превышающий силу тока сварочной дуги на 20–50 %, и призван уничтожить образовавшийся металлический мостик, после чего происходит повторное формирование плазменного разряда. Подобные колебания совершаются мгновенно, поэтому источник должен быстро реагировать, чтобы стабилизировать разность потенциалов.

Критерии, влияющие на мощность сварочной дуги

Мощность сварочной дуги зависит от следующих факторов:

• напряжение – повышение данного показателя вызывает рост мощности в небольшом диапазоне, кроме того, необходимо помнить об ограничениях по размеру электрода;
• сила тока – большой ампераж позволяет добиться стабильного горения дуги;
• величина напряжения плазмы – данный показатель пропорционален мощности.

Длина дуги определяется как расстояние между сварным кратером и концом электрода. Данная величина непосредственно влияет на то, какой объем тепла выделяется в процессе работы.

Отталкиваясь от мощности дуги, устанавливают скорость плавления металла изделия, а значит, и время, необходимое для завершения работы. Благодаря регулировке силы тока удается менять температуру в рабочей зоне. Нужно понимать, что даже при использовании длинного столба электродуга будет стабильно гореть при большом ампераже. Напряжение редко корректируют во время сварочных работ.

Вольтамперная характеристика сварочной дуги

Вольтамперная характеристика (или ВАХ) энергетического электрозаряда представляет собой график, отображающий зависимость напряжения от смены тока. Данный показатель бывает:

• Нисходящим – падает из-за роста напряжения.
• Стабильным – остается неизменным при смене силы тока.
• Восходящим – повышается при увеличении силы тока. Этот вариант чаще всего применяется в процессе сварки автоматом.

ВАХ описывает зависимость токовых параметров, позволяя установить такие характеристики в работе сварочной дуги, как:

• мощность;
• время горения;
• условия гашения.

При ручной сварке с использованием плавящихся и неплавящихся электродов на воздухе или в облаке защитного газа ВАХ ограничивается двумя первыми областями, до третьей ампераж не доходит. Если речь идет о механизированной сварке с использованием флюсов, она осуществляется по графику областей II и III. А сварка плавящимся электродом в облаке защитной атмосферы происходит по графику области III.

При работе сварочным аппаратом, обеспечивающим переменный ток, сварочная дуга появляется в каждом полупериоде на пике зажигания. При переходе через ноль она затухает, при этом прекращается нагрев активных пятен. В составе покрытия электродов присутствуют активные щелочные металлы, призванные увеличить устойчивость ионизации. Из-за защитного облака осложняется розжиг дуги на переменном токе, однако обеспечивается стабильное горение при использовании постоянного тока. Это связано с тем, что между полюсами молекулы газа ионизируются.

Выбирая устройство для сварки, важно помнить, что вольтамперная характеристика электродуги зависит от аналогичного внешнего показателя. Работа аппарата рассматривается специалистами как наложение графиков. Так, при ручной сварке нужно использовать источники питания с падающими областями ВАХ или повышенным напряжением холостого хода. Тогда сварщик может варьировать длину дуги за счет изменения ампеража.

Немаловажно, что короткое замыкание, происходящее при падении капли с электрода на изделие, имеет силу тока на 20–50 % выше, чем у сварочной дуги. При использовании плавящихся электродов прибегают к дуге размыкания. Если осуществляется розжиг дуги вольфрамовым или угольным электродом, рекомендуется применять вспомогательный разряд.

Большая сила тока короткого замыкания чревата прожогом металла изделия. Падение капли влечет за собой замыкание, после чего ампераж повышается до величины тока короткого замыкания, появившийся мостик перегорает, а дуга загорается вновь. На изменение тока и напряжения в столбе уходят доли секунды, поэтому важно, чтобы оборудование быстро стабилизировало напряжение.

Условия горения сварочной дуги

При стандартных условиях, под которыми понимают температуру +25 °C и давление в 1 атмосферу, газы не проводят ток. Дуга может образоваться, если газы между электродами ионизированы – в их составе присутствуют заряженные частицы, такие как электроны или ионы/катионы или анионы.

Образование ионизированного газа обозначают как ионизация. Работа, затрачиваемая на отрыв электрона от атома с образованием электрона и иона, – это работа ионизации или потенциал ионизации, который измеряют в электрон-вольтах. На отрыв электрона требуется 3,5–25 эВ, причем конкретное количество необходимой энергии зависит от используемой газовой фазы.

Ниже всего потенциал ионизации у щелочных и щелочноземельных металлов, таких как калий, кальций и их химические соединения. Последние используют в качестве покрытия электродов, что позволяет обеспечить стабильное горение сварочной дуги.

Кроме того, чтобы дуга зажглась и могла гореть, нужно обеспечить постоянную температуру на катод. Конкретное значение подбирается под вид, диаметр, размер катода, температуру вокруг.

Важно, чтобы температура сварочной дуги была неизменной. За счет высокой силы тока она может доходить до +7 000 °C, поэтому сварка обеспечивает соединение совершенно любых материалов. Добиться стабильной температуры позволяет исправный источник питания. А так как он влияет на свойства сварочной дуги в процессе работы, выбор данного элемента при конструировании всего аппарата очень значим.

Получается, электродуга является лучшим и самым надежным способом соединения элементов из металла. Развитие сварки сильно повлияло на современную промышленность, ведь только при помощи высокой температуры сварочной дуги удается обрабатывать большую часть используемых сегодня металлов.

Чтобы сформировать действительно надежные швы, нужно помнить о характеристиках дуги, не упускать из внимания ключевые значения. Тогда вся работа займет немного времени, а результат окажется достойным. Кроме того, важно учитывать свойства дуги, такие как плотность тока, температура, напряжение.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов HVAC; не только экологические курсы или курсы по энергосбережению

.»

 

 

Рассел Бейли, ЧП

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам

познакомив меня с новыми источниками

информации».

 

Стивен Дедак, ЧП

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они

очень быстро отвечали на вопросы.

Это было на высшем уровне. Буду использовать

снова. Спасибо».

Блэр Хейуорд, P.E.0003 «Веб-сайт прост в использовании. Хорошо организован. Я действительно буду пользоваться вашими услугами снова.

Я передам название вашей компании

другим сотрудникам.»

 

Рой Пфлейдерер, ЧП

Нью-Йорк

«Справочный материал был превосходным, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что уже знаком

с деталями Канзас

Авария в City Hyatt.»

Майкл Морган, ЧП

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится, что я могу просмотреть текст перед покупкой. Я обнаружил, что класс

Информативный и полезный

в моей работе. «

Уильям Сенкевич, P.E.

Флорида

познавательный. Вы

— лучшие, которые я нашел. «

Рассел Смит, P.E.

Pennsylvania

Я считаю, что подход упрощает для рабочего инженера.

материала.»

 

Хесус Сьерра, Ч.П. На самом деле

человек изучает больше

от неудач. «

Джон Скондры, P.E.

Пенсильвания

«. Курс был хорошо поставлен вместе, и используется.

Путь обучения. «

Jack Lundberg, P.E.

Висконсин

» Я очень увлекаюсь тем, как вы представляете курсы; т. е. позволяя

Студент. Для рассмотрения курса

Материал перед оплатой и

Получение викторины. «

Arvin Swanger, P.E.

Virgina

«. курсы. Я, конечно, многому научился и

получил огромное удовольствие». 0002 «Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством содержания материалов и простотой поиска

онлайн-курсов

.»

Уильям Валериоти, ЧП

Техас

«Этот материал во многом оправдал мои ожидания. Курс был прост для изучения. Фотографии в основном давали хорошее представление о

обсуждаемых темах.»

 

Майкл Райан, ЧП

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Нужен 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

 

 

 

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я настоятельно рекомендую это

всем инженерам. «

Джеймс Шурелл, P.E.

Ohio

Я ценю вопросы« Реальный мир »и соответствует моей практике. , и

не основаны на каком-то неясном разделе

законов, которые не применяются

к «нормальной практике».0005

Марк Каноник, ЧП

Нью-Йорк

«Большой опыт! Я многому научился, чтобы вернуться к своему медицинскому устройству

организации».

 

 

Иван Харлан, ЧП

Теннесси

«Материал курса имеет хорошее содержание, не слишком математический, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

 

 

Юджин Бойл, ЧП

California

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо представленной,

, а онлайн -формат был очень

и простые в

. Благодарность.»

Патрисия Адамс, ЧП

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия непрерывному обучению физкультуры в рамках временных ограничений лицензиата».

 

 

Джозеф Фриссора, ЧП

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Это помогает иметь

обзор текстового материала. предоставлены

фактические случаи».

Жаклин Брукс, ЧП

Флорида

«Общие ошибки ADA в проектировании объектов очень полезны. Проверка

потребовало исследования в

Документ Но Ответы были

Проще говоря.»

Гарольд Катлер, ЧП

Массачусетс

«Это было эффективное использование моего времени. Спасибо за разнообразие выбора

в инженерии дорожного движения, который мне нужен

, чтобы выполнить требования

Сертификация PTOE. «

Джозеф Гилрой, стр. способ заработать CEU для моих требований PG в штате Делавэр. До сих пор все курсы, которые я посещал, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

Курсы с дисконтированием ».

Кристина Николас, P.E.

New York

» только что завершены. дополнительные

курсы. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

необходимость путешествовать.0004

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для инженеров-профессионалов

для получения единиц PDH

в любое время. Очень удобно.»

 

Пол Абелла, ЧП

Аризона

«Пока все было отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня не так много

времени, чтобы исследовать, куда

получить мои кредиты от.»

 

Кристен Фаррелл, ЧП

Висконсин

2 90 «Это было очень познавательно. Легко для понимания с иллюстрациями

и графиками; определенно облегчает

  впитывание всех

теорий.»

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов полупроводников. Мне понравилось проходить курс по телефону

My Sope Pace во время моего Morning

Subway Commute 9000

до работы. .»

Клиффорд Гринблатт, ЧП

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и получить

викторина. Я буду Emong Рекомендовать

You To Every PE, нуждающийся в

CE. тем во многих областях техники».0004

«У меня перепроизводили вещи, которые я забыл. Я также рад получить финансово

на Ваше промо-электронное письмо , которая

на 40%. »

Conrado Casem, P.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Буду пользоваться вашими услугами в будущем.»

 

 

 

Чарльз Флейшер, П.Е.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест, и я фактически проверил, что я прочитал кодексы профессиональной этики

и правила Нью-Мексико

».

 

Брун Гильберт, Ч.П.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили времени и усилий.»

 

 

 

Дэвид Рейнольдс, ЧП

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Будет использовать CEDengineerng

, когда потребуется дополнительная сертификация

.»

 

Томас Каппеллин, ЧП

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все равно выполнили обязательство и поставили

Me, за что я заплатил — много

! » для инженера». 0004

Хорошо расположено. «

Глен Шварц, P.E.

Нью -Джерси

Вопросы были подходящими для уроков, а материал урока —

.

для дизайна дерева.»

 

Брайан Адамс, ЧП

Миннесота

0004

 

 

 

Роберт Велнер, ЧП

New York

«У меня был большой опыт работы с прибрежным строительством — проектирование

Building и

High Рекомендую его».

 

Денис Солано, ЧП

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики штата Нью-Джерси были очень

хорошо подготовлено. Мне нравится возможность загрузить учебный материал до

Обзор везде, где бы ни был и

всякий раз, когда ».

Тим Чиддикс, P.E.

Colorado

» Отлично! Сохраняйте широкий выбор тем на выбор».

 

 

 

Уильям Бараттино, ЧП

Вирджиния

«Процесс прямой, никакой чепухи. Хороший опыт.»

 

 

 

Тайрон Бааш, ЧП

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были наводящими и демонстрировали понимание

материала. Тщательный

и всеобъемлющий. «

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

» Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложил курс, что

помогу моя линия

работы. Я обязательно воспользуюсь этим сайтом снова.»

 

 

 

Анджела Уотсон, ЧП

Монтана

«Простота в исполнении. Никакой путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата.»

 

 

 

Кеннет Пейдж, ЧП

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о нагревании воды с помощью солнечной энергии.

 

 

Луан Мане, ЧП

Conneticut

«Мне нравится подход, позволяющий зарегистрироваться и иметь возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

вернуться, чтобы пройти тест.»

 

 

Алекс Млсна, ЧП

Индиана

«Я оценил количество информации, предоставленной для класса. Я знаю

Это вся информация, которую я могу

В реальных жизненные ситуации. «

Натали Дриндер, P.E.

South Dakota

курс.»0004

«веб -сайт прост в использовании, вы можете загрузить материал для изучения, затем вернуться

и пройти тест. .»

Майкл Гладд, ЧП

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

 

 

 

Деннис Фундзак, ЧП

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать сертификат PDH

. Спасибо, что сделали этот процесс простым.»

 

Фред Шайбе, ЧП

Висконсин

«Положительный опыт. Быстро нашел курс, который соответствует моим потребностям, и закончил

PDH за один час за

Один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

» Мне нравилось загрузить документы для рассмотрения контента

и приготовимости.

наличие для оплаты

материалов.»

Richard Wymelenberg, P. E.0005

«Это хорошее пособие по ЭЭ для инженеров, не являющихся электриками.»

 

 

 

Дуглас Стаффорд, ЧП

Техас

«Всегда есть место для улучшения, но я не могу придумать ничего в вашем

процессе, который нуждается в

улучшении.»

 

Томас Сталкап, ЧП

Арканзас

«Мне очень нравится удобство прохождения онлайн-викторины и немедленного получения сертификата

.»

 

 

Марлен Делани, ЧП

Иллинойс

«Обучающие модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по

многим различным техническим областям

3 за пределами

40003 Специализация собственной работы Без

. in SW Arizona

Когда в прошлом году было опубликовано издание IEEE 1584 за 2018 год, одна тема явно отсутствовала — вспышка дуги постоянного тока. Системы питания постоянного тока повсюду и включают такие источники, как выпрямители, фотоэлектрические установки, транзитные системы и многое другое. Количество и масштабы систем постоянного тока продолжают расти.

Первоначальный проект IEEE 1584 по разработке модели дуговой вспышки следующего поколения имел довольно амбициозный масштаб и бюджет. Однако в критический период сбора средств в первые годы случился великий спад, и усилия округа Колумбия пришлось отложить до другого дня.

Для защиты от вспышки дуги в системах постоянного тока в качестве промежуточного решения было внедрено множество временных мер. Еще в 2010 году я добавил расчеты дугового разряда постоянного тока в свою учебную программу «Как выполнять» и «Исследование расчета дугового разряда». Метод расчета основан на двух знаковых технических документах (перечисленных ниже), которые начали менять понимание вспышки дуги постоянного тока. Эти методы также были быстро внедрены в коммерческое программное обеспечение для дугового разряда. Кроме того, NFPA 70E добавил таблицы категорий СИЗ в издание 2012 г., а также дал ссылки на уравнения из технических документов в информационном приложении.

Технические документы

Первый документ называется: «Расчеты дуговой вспышки для воздействия на системы постоянного тока» , автор Д. Р. Доан. Он был опубликован в IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 46, No. 6. Эта статья помогла поднять обсуждение расчетов дуговой вспышки постоянного тока, предоставив теоретический подход к расчету энергии падающей дуги постоянного тока, основанный на концепции, что максимально возможная мощность вспышки дуги постоянного тока возникает, когда напряжение дуги составляет 50% от системное напряжение.

В последующем документе под названием: «Модели дуги постоянного тока и расчет энергии падающей энергии» Р. Ф. Аммерман, Т. Гаммон, П.К. Сен и Дж. П. Нельсон (далее именуемые «Модели дуги постоянного тока») представляют сравнительное исследование существующего объема исследований дуг постоянного тока и моделирования вспышки дуги, которые проводились на протяжении многих лет. Он также предоставляет ряд методов расчета для определения падающей энергии от вспышки дуги постоянного тока на открытом воздухе, а также в ящике. Документ «Модели дуги постоянного тока» является основой для расчетов вспышки дуги постоянного тока, которые в настоящее время используются многими в отрасли, включая несколько программных пакетов для вспышки дуги. Расчет вспышки дуги постоянного тока.

Расчет падающей энергии для вспышки дуги постоянного тока начинается с простого применения закона Ома, который гласит:

I = V/R

Где:

I = ток в амперах

V = напряжение в вольтах

R = сопротивление в омах

РИСУНОК 1. Закон Ома и расчеты вспышки дуги постоянного тока

Включив сопротивление дуги постоянного тока как часть модели цепи постоянного тока, показанной на рисунке 1, можно легко определить ток дуги. Эта принципиальная схема представляет собой группу батарей и включает в себя напряжение постоянного тока, сопротивление батареи постоянного тока, сопротивление проводника и сопротивление дуги постоянного тока. В рамках общего процесса также необходимо рассчитать сопротивление дуги постоянного тока, поскольку оно обычно неизвестно. После определения всех значений сопротивления постоянный ток дуги Idc arc можно рассчитать по формуле: 90,88)

Где:

Rarc = сопротивление дуги в омах

G = расстояние между проводниками в миллиметрах

Idc arc = постоянный ток дуги

Для расчета сопротивления дуги необходимо расстояние между проводниками G и постоянный ток дуги должен быть известен. Однако для определения постоянного тока дуги уже должно быть известно сопротивление дуги. Это создает интересную дилемму, поскольку ток дуги необходим для расчета сопротивления дуги, а сопротивление дуги необходимо для расчета тока дуги.

Для решения этой проблемы можно использовать итеративное решение. Для начала необходимо сделать начальное предположение о постоянном токе дуги. Разумным предположением является то, что постоянный ток короткого замыкания при дуговом разряде составляет 50 % от постоянного тока короткого замыкания при болтовом соединении. Как только это первоначальное предположение сделано, можно рассчитать сопротивление дуги постоянного тока, которое затем используется для повторного расчета тока дуги постоянного тока. Затем «новый» постоянный ток дуги можно использовать для повторного расчета сопротивления дуги постоянного тока. Этот процесс продолжается до тех пор, пока значения сопротивления постоянному току и постоянного тока дуги не перестанут существенно изменяться и не сходятся к окончательному ответу.

Расчет сопротивления дуги постоянного тока и тока дуги постоянного тока – итеративное решение

На рис. 2 показана схема, которая используется в качестве примера для расчета сопротивления дуги постоянного тока и тока дуги постоянного тока. Процесс расчета начинается с определения постоянного тока короткого замыкания болтового соединения. Для этого необходимо взять постоянное напряжение (Vdc) и разделить на известные импедансы проводника и аккумуляторной батареи.

РИСУНОК 2. Пример вспышки дуги постоянного тока

Начните с определения постоянного тока короткого замыкания с болтовым соединением, используя значения, приведенные на рис. 2. Для корпуса с болтовым соединением Rarc и расстояние между проводниками игнорируются, и используются только сопротивление цепочки батарей и проводника.

Idc болтовое соединение = Vdc / (Rаккумулятор + Rпроводник)

Idc болтовое соединение = 256 В / (0,01150 Ом + 0,00194 Ом) = 19 048 ампер x Idc на болтах

Следовательно:

Idc дуги = 0,5 x 19 048 А

Idc дуги = 9524 А

Рабочая таблица сопротивления дуги постоянного тока

Существует так много шагов расчета, чтобы отслеживать, что я разработал серию рабочих листов еще в 2010 году как часть дуги обучающая флеш-программа, которую можно использовать для упрощения процесса вычислений.

Эти рабочие листы, а также приведенные ниже примеры взяты из книги «Полное руководство по расчету опасности возникновения дугового разряда» Дж. Филлипса, опубликованной Brainfiller, Inc., 2010 г. ISBN, номер 9.78-0-615-48691-8.

Рабочий лист сопротивления дуги постоянного тока, показанный на рисунке 3, используется для расчета сопротивления дуги постоянного тока в этом примере. Он обеспечивает пошаговый метод расчета сопротивления дуги постоянного тока на основе уравнения Стокса/Оппенландера. Для использования рабочего листа необходимы следующие данные:

Расстояние между проводниками в миллиметрах (мм)

Ток дуги постоянного тока

РИСУНОК 3. Таблица сопротивления дуги постоянного тока.

Шаг первый: Введите расстояние G между проводниками в миллиметрах (мм) и умножьте на 0,534. Расстояние зазора должно быть определено пользователем. IEEE 1584 предоставляет таблицу «типичных» расстояний зазоров.

Шаг второй: Добавьте константу 20 к результату, полученному на первом этапе.

Шаг третий: Введите ток дугового короткого замыкания Idc arc и возведите его в степень 0,88. Поскольку ток дугового короткого замыкания обычно неизвестен, обычно в первом приближении предполагается, что Idc дуги = 50 % от Idc болтового соединения.

Шаг четвертый: Чтобы получить сопротивление дуги постоянного тока в омах, разделите второй шаг на третий. В следующем примере показано, как рассчитать значение сопротивления дуги постоянного тока на основе начального предположения о токе короткого замыкания дуги постоянного тока. После расчета сопротивления дуги постоянного тока можно использовать итерационные решения.

В этом примере использовался дуговой промежуток 25 мм, что является одним из «типичных» значений, приведенных в IEEE 1584. Используя первое приближение 9524 А, которое было рассчитано ранее для дугового тока короткого замыкания, сопротивление дуги Rarc рассчитывается как 0,01051 Ом, как показано на рисунке 3.

Следующий шаг в этом процессе требует серии итераций. Рассчитанное значение Rarc теперь можно добавить к исходной цепи, а постоянный ток короткого замыкания можно пересчитать следующим образом:

Idc дуги = Vdc / (Rбатарея + Rпроводник + Rrc)

Idc дуги = 256 В / (0,01150 Ом + 0,00194 Ом + Rac)

Idc дуги = 256 В / (0,01150 Ом + 0,00190 1 Ом) 0 0 0 0,50 1 Ом

Idc arc = 10 688,9 А

После того, как новое значение Idc arc было рассчитано, его можно подставить обратно в рабочий лист сопротивления дуги постоянного тока и рассчитать новое значение Rarc. Итерационный процесс продолжается до тех пор, пока значения Idc arc и Rarc не изменятся существенно по сравнению с предыдущими значениями и не сойдутся к окончательным ответам 11 433,7 А для Idc arc и 0,0089.5 для Rarc, как показано в таблице 1 и на рисунке 4.

ТАБЛИЦА 1. Итеративное решение для примера задачи

РИСУНОК 4. Результаты примера задачи

Мощность и энергия в дуге дуга может быть рассчитана с использованием постоянного тока дуги и постоянного сопротивления дуги:

Parc = Idc arc ² x Rarc

Parc = мощность дуги в ваттах

Idc arc = ток дуги постоянного тока в амперах

Rarc = сопротивление дуги постоянного тока в омах

Энергия дуги является функцией мощности и времени. Следовательно, энергия дуги может быть рассчитана по формуле:

Earc = Parc x tarc

Где:

Earc = энергия дуги в ватт·секундах или джоулях

tarc = продолжительность дуги в секундах

Продолжительность дуги вспышка будет зависеть либо от времени срабатывания вышестоящего защитного устройства, либо от времени реакции человека, отпрыгивающего от опасности. В настоящее время IEEE 1584 предлагает использовать максимальное время в 2 секунды, исходя из времени реакции и при условии наличия разумных условий для бегства человека.

Расчеты энергии падающего постоянного тока – на открытом воздухе

Подобно методам расчета IEEE 1584, необходимо учитывать, происходит ли вспышка дуги постоянного тока на открытом воздухе или в корпусе/коробке. Если вспышка дуги постоянного тока возникает на открытом воздухе, энергия будет излучаться сферически во всех направлениях, и на человека будет воздействовать меньшая часть энергии. Если событие происходит в корпусе, воздействие падающей энергии будет больше, поскольку оно фокусируется вне отверстия коробки.

Согласно документу DC Arc Models, падающая энергия вспышки дуги на открытом воздухе на определенном расстоянии может быть рассчитана на основе следующего уравнения: Рабочий лист, основанный на этом уравнении и используемый для решения примерной задачи о вспышке дуги на открытом воздухе, показан на рисунке 5. Он разбивает процесс расчета на отдельные этапы. Добавлен последний шаг, который преобразует единицы из Дж/мм ² в более часто используемые единицы калорий/сантиметр 9.1589 2 (кал/см ² ).

Для рабочего листа необходимы следующие данные:

Ток дуги постоянного тока в амперах, Idc arc

Сопротивление дуги в омах, Rarc

Продолжительность дуги в секундах, tarc

Расстояние от дуги в мм, d

Шаг первый : Введите Idc arc, Rarc и tarc, полученные в результате предыдущих итерационных вычислений. Возведите в квадрат значение дуги Idc и умножьте на Rarc и tarc, чтобы определить энергию дуги, Earc в единицах ватт-секунд или джоулей.

Шаг второй: Введите расстояние от дуги (рабочее расстояние) в мм. Умножьте d на 4 x π или 12,56637

Шаг третий: Рассчитайте Ei air, разделив шаг 1 на шаг 2. Результат будет в Дж/мм ²

Шаг четвертый: 3 из Дж/мм2 в кал/см ² путем умножения на 23,9

Используя рассчитанные ранее ток короткого замыкания на постоянном токе дуги и сопротивление дуги, можно рассчитать падающую энергию. Для этого необходимо знать рабочее расстояние от предполагаемого места возникновения дуги до рабочего, а также знать продолжительность вспышки дуги. Для этого расчета использовалась максимальная продолжительность дуги 0,3 секунды. Это значение обычно определяется характеристикой вышестоящего защитного устройства.

Рабочее расстояние 18 дюймов (457 мм) является «типичным» значением, полученным из IEEE 1584.

= энергия дуги в ватт-секундах или джоулях (Дж)

Ei air = падающая энергия дуги на открытом воздухе на расстоянии d in (Дж/мм ² )

Вспышка дуги постоянного тока в корпусе / коробке

Если вспышка дуги постоянного тока возникает в корпусе оборудования, энергия будет направлена ​​из открытого конца коробки. Для этого расчета документ DC Arc Models ссылается на другой технический документ под названием 9.0003 «Простые усовершенствованные уравнения для анализа опасности вспышки дуги», Форум по электробезопасности IEEE, 30 августа 2004 г. , Р. Уилкинс.

В соответствии с этой статьей уравнение для определения падающей энергии от вспышки дуги постоянного тока, сфокусированной за пределами ограждения, выглядит следующим образом:

Ei box = падающая энергия вспышки дуги в коробе на расстоянии d в Дж/мм ²

Earc = энергия дуги в ватт·секундах или джоулях

d = расстояние от источника дуги в мм

a и k получены из оптимальных значений, определенных в статье Уилкинса и перечисленных в таблице 2.

Бумага.

Рабочий лист был разработан для расчета падающей энергии постоянного тока для вспышки дуги в корпусе/коробке и показан на рис. 6. Этот рабочий лист основан на уравнении ящика и сводит расчет к ряду простых шагов.

Для использования этого рабочего листа необходимы следующие данные:

Ток дуги постоянного тока в амперах, Idc arc

Сопротивление дуги в омах, Rarc

Длительность дуги в секундах, tarc

a и k из таблицы 2

Расстояние от дуги в мм, d

Шаг первый: Введите Idc arc, Rarc и tarc, полученные в результате предыдущих итерационных вычислений. Возведите в квадрат значение дуги Idc и умножьте на Rarc и tarc, чтобы определить энергию дуги в ватт-секундах или джоулях.

Шаг второй: Значение a должно быть получено из таблицы 2. Значение расстояния от

Также необходимо определить дугу (рабочее расстояние), d в мм. Введите каждое значение в соответствующее поле

на втором шаге. Возведите в квадрат каждое значение и сложите два члена вместе.

Шаг третий: Найдите значение k в таблице 2. Умножьте k и Earc из шага 1.

Шаг четвертый: Разделите шаг 3 на шаг 2. Результатом будет падающая энергия в единицах Дж/мм ² на рабочем расстоянии d.

Шаг пятый: Преобразование единиц из Дж/мм ² в более часто используемые единицы кал/см ² , умножьте ответ, полученный на четвертом шаге, на 23,9

Используя значения, которые были ранее рассчитаны для Idc arc и Rarc, падающая энергия теперь будет рассчитываться на основе вспышка дуги в коробке/корпусе. Предполагается, что корпус представляет собой щитовую панель, и используются те же рабочее расстояние и длительность дуги, что и в предыдущем примере.

Чтобы начать эту задачу, необходимо определить значения a и k. Получение этих значений из Таблицы 2 для панельной панели показывает, что значение a равно 100, а k равно 0,127. Предыдущие расчеты показывают, что Idc дуги = 11 433 А, а Rarc = 0,0089.5 Ом. Рабочее расстояние d составляет 457 мм, а продолжительность tarc составляет 0,3 секунды.

Эти значения можно использовать с рабочей таблицей вспышки дуги постоянного тока для расчета падающей энергии в ограждении, как показано на рис. 6. Результат этого расчета составляет 4,9 кал/см ² .

РИСУНОК 6. Рабочий лист падающей энергии — вспышка дуги в корпусе/коробке.

Расчеты вспышки дуги постоянного тока – что дальше?

В настоящее время, за исключением двух технических документов, на которые есть ссылки в Приложении к NFPA 70E, уравнения вспышки дуги постоянного тока и методы расчета не являются частью какого-либо стандарта – Пока!

Поскольку продолжаются исследования в области моделирования вспышки дуги постоянного тока и источника постоянного тока, методы расчета вспышки дуги постоянного тока, вероятно, когда-нибудь станут частью стандарта.