Публикации, статьи учащихся

Из опыта проведения кружковой работы студентов по специальности 110380Электрификация и автоматизация сельскохозяйственного производства Минусинский сельскохозяйственный колледж.
Преподаватель специальных дисциплин Замараев В.Д.

В условиях рыночной экономики, особенно в период экономического кризиса, всё труднее становится организовать прохождение студентами практики на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях. Новые предприятия практически не строятся (как следствие - резкое уменьшение объёмов электромонтажных работ), на действующих предприятиях идёт постоянное сокращение штатов электротехнических служб, оставшийся персонал перегружен и не имеет желания иметь дополнительные проблемы в виде студентов-практикантов. Существовавшая раньше система поощрения специалистов наставников разрушена. В этих условиях резко возрастает роль самих учебных заведений в организации практического обучения студентов. В этом случае хороши все возможные способы и методы. В качестве одного из таких методов в колледже используется кружковая работа.
Студенты кружка при лаборатории «Электропривод сельскохозяйственных машин» выбрали для работы тему «Электросбережения в электрических сетях, электробезопасность и пожарная безопасность электрических электропроводок». В рамках работы над этой темой был разработан стенд «Схема комнатной электропроводки с элементами защиты и энергосбережения».
Современный человек не представляет своей жизни без электрической энергии. Однако при неправильном её использовании, электрическая энергия может стать причиной и пожара, и травмы и даже гибели человека. Кроме этого, процесс производства электрической энергии дело довольно трудоёмкое и дорогостоящее, поэтому нужно сделать всё, что бы произведённая электрическая энергия расходовалась эффективно. На это нас нацеливает и федеральный закон №261-Ф3 об энергосбережении и повышении энергетической эффективности.
Сделать электропроводки электробезопасными, пожаробезопасными, исключить нерациональный расход электроэнергии за счёт применения современных технических средств – такую задачу ставит перед собой данная работа.
Предлагаемая схема электропроводки позволяет:
1. Защитить электрическую сеть от перегрузки (включение недопустимого количества потребителей), что может привести к перегреву проводов и их возгоранию.
2. Защитить электрическую сеть от короткого замыкания.
3.Защитить электропроводки от возгорания в случае нарушения изоляции и замыкания на металлические нетоковедущие части, имеющие соединение с землёй.
4. Защитить человека от поражения электрическим током при нарушении изоляции электроприёмника или другой аварийной ситуации.
5. Не позволяет самопроизвольно включиться освещению и электронагревательным приборам при несанкционированном отключении и повторной подаче напряжения.
6. Обеспечивает продолжение работы холодильных установок при несанкционированном отключении и повторной подаче напряжения.
Стенд наглядно показывает устройство электропроводки, внешний вид используемого оборудования, позволяет продемонстрировать работу в различных аварийных режимах.
Стенд позволяет имитировать различные аварийные режимы и исследовать работу оборудования в конкретных аварийный ситуациях.
Устройство стенда:
На вводе в щит установлен дифференциальный автоматический выключатель серии АД 4. Задача данного аппарата – обеспечить пожаробезопасность электропроводки. Он объединяет в себе два устройства – автоматический выключатель и защитно-отключающее устройство (УЗО), способное реагировать на ток утечки на землю. В процессе эксплуатации электропроводок, из-за старения или механических повреждений, сопротивление изоляции проводов может резко уменьшиться и начнётся утечка тока на заземлённые металлические части конструкций. В начале, этот ток измеряется в миллиамперах и не представляет опасности. Но при определённых условиях, может произойти пробой, и возникает режим короткого замыкания. Обычный автоматический выключатель может сработать с небольшим опозданием, электропроводка успеет вспыхнуть и продолжит горение даже после отключения автомата. Автомат марки АД 4 отключится сразу при появлении утечки на землю, соответствующей его уставке (300 мА) и не допустит возникновения короткого замыкания. Тем самым, возможность пожара, по вине электропроводки исключается. Для проверки работоспособности УЗО, в автоматическом выключателе, предусмотрена цепь тестирования. При нажатии кнопки «Тест» искусственно создается отключающий дифференциальный ток. Срабатывание автомата означает, что он исправен.
После автомата АД 4 электроприёмники разделяются на две части:
1. Первая часть - освещение и электропечь. Эти электроприёмники запитаны через автоматический выключатель марки АПД сблокированный с расцепителем минимального напряжения. Так как мощность электропечи значительно больше мощности освещения, после автомата АПД эти группы снова разветвляются, и подключаются через отдельные автоматы. Это позволяет обеспечить качественную защиту каждой группы от перегрузки и короткого замыкания.
Использование автомата АПД позволяет решить два вопроса:
1. Избежать нерационального расхода электрической энергии
2. Повысить пожаробезопасность схемы.
Рассмотрим, как это осуществляется.
Бывают случаи, когда во время аномальных погодных условий или экстренных ремонтных работ, производится внеплановое отключение электрической энергии. Естественно, что включенные ранее электропечь и освещение так же отключаются, а вот отключить их от сети в этом случае многие забывают. Люди могут покинуть помещение, а в их отсутствие может быть возобновлена подача электроэнергии. Никому не нужное в этом случае освещение включается и начинается нерациональный расход электроэнергии. Ещё хуже дело обстоит с электропечью. Это не только нерациональный расход электроэнергии, но и большая вероятность возникновения пожара. В нашем случае, как только исчезает напряжение, автомат АПД отключается расцепителем минимального напряжения, и повторное его включение возможно только вручную.
2. Вторая часть – бытовые электроприборы, которые включаются через электророзетки. Именно здесь чаще всего происходит поражение электрическим током. Поэтому эта группа включена через второй дифференциальный автомат АВТД 63. Но в отличии от первого автомата, он более чувствителен и реагирует уже на ток утечки 30 мА. Это обеспечит высокую надёжность защиты человека от поражения электрическим током и не приведёт к тому, что при попадании человека под напряжение, произойдёт отключение от питания всей квартиры первым автоматическим выключателем.
При несанкционированном исчезновении и повторном появлении напряжения, холодильник продолжит работу, что исключает порчу продуктов.
Все описанные режимы можно имитировать с помощью имеющегося оборудования.
Так, отключив автомат АД 4 на вводе, мы имитируем внеплановое отключение электроэнергии. При этом при его повторном включении электропечь и освещение остаются выключенными, а холодильник продолжит работу.
Попадание человека под напряжение имитируется выключателем, помеченным синей стрелкой, что сопровождается вспышкой специальной лампы. При этом отключается только розеточная группа.
При разработке данного макета были рассмотрены два варианта:
1.На вводе мы используем диффиринциальный 4-х полюсный выключатель АД стоимостью 487 рублей, для второй группы диффиринциальный 2-х полюсный выключатель АВТД стоимостью 312 рублей. Общая стоимость автоматов 799 рублей.
2. На вводе устанавливаем автоматический выключатель ВА 47-29 4-х полюсный стоимостью 95 рублей и УЗО стоимостью 1750 рублей. Для второй группы автомат ВА47-29 2-х полюсный стоимостью 75 рублей и УЗО 2-х полюсное стоимостью 1553 рубля. Общая стоимость 3473 рубля. Как показывают расчёты, выбранный нами вариант намного выгоднее.
Внедрение данного проекта предполагает снижение нерационального расхода электроэнергии за счёт уменьшения времени работы оборудования в тех случаях, когда при аварийных отключениях электропитания и его повторного включения через некоторое время, оборудование забыли выключить.
Данная разработка может быть использована как при монтаже электропроводок жилых зданий, так и промышленных предприятий. Целесообразно применение такой схемы в учебных заведениях, где при постоянном перемещении групп из одной аудитории в другую, увеличивается вероятность того, что выключатели останутся включенными при внезапном исчезновении напряжения.

Рисунок 1. Электрическая принципиальная схема макета.

Перечень оборудования

1.Выключатель автоматический дифференциальный серии АД 4.
2.Автоматический выключатель ВА 47-63.
3.Автоматический выключатель АПД-32.
4.Автомат двухполюсный дифференциальный АВДТ-63.
5.Лампа сигнальная ЕНС-22.
6.Выключатель «Мадрид» 10А, белый.
7.Розетка одноместная без заземления «Рим» 10А, белый.
8.Лампа КЛЛ,12 СПК 15В.
9.Боковой патрон серии Е-27.
10.Лампа ВН-95