Гидрострелка на 2 контура: Гидрострелка на 2 контура 85 кВт из нержавеющей стали, купить по цене 8000 руб.

Содержание

Гидрострелка для отопления на 2 контура

Чертеж Гидрострелки довольно прост.

Если есть сварочный аппарат и есть опыт сварки то самому сварить гидрострелку довольно просто. Но, есть много подвохов.

Чертеж Гидрострелки можно найти в интернете, но они все разные, нет одного шаблона. Все чертежи гидрострелок отличаются. Строение Гидрострелки каждый видит по-своему, но есть одно правило, которое соблюдают все.

Гидрострелка это емкость из металла (т.е. профильная или круглая труба), к которой приварены патрубки подключения к котлу (подача и обратка) и патрубки потребителей (подача и обратка).

Так же опционально могут быть патрубки для автоматического воздухоотводчика (или группы безопасности) на 1/2″ в верхней части гидрострелки.

В нижней части патрубок на 1/2″ для крана для отвода шлама и грязи.

Также где-нибудь может располагаться патрубок 1/2″ для подпитки воды в систему.

Основное правило которое нужно соблюсти это правило 3-х диаметров. Т.е. диаметр гидрострелки должен быть равен 3-м диаметрам патрубков. Чтобы гидрострелка несла основные функции которые для нее предназначены:

1. Отделяет шлам из системы.

2. Выводит газы из системы.

3. Выравнивает гидравлическую разницу в системе.

4. Подает котлу подогретую воду, тем самым продлевая жизнь котлу.

Некоторые пытаются сэкономить и изготовить гидрострелку из полипроиплена своими руками. Это мнение дилетантов которые, ничего не знают о работе и назначении гидрострелки подробнее тут.

Большинство гидрострелки и коллекторы выглядят по разному так как подстраивают эти изделия под определенные проекты в котельных.

Размеры котельных обычно малы и им мало место уделяют. Котлы выбирают тоже разные в котельных тоже разные Buderus, Baxi, Rinnai и т.д.

Размеры и строения коттеджей тоже разные 2-х, 3-х этажные, с бассейном и без. С теплым полом и без. С баней и другими постройками.

Поэтому чертеж гидрострелки выглядит везде по разному. И чертеж делают сразу с коллекторами отопления.

На данной схеме котельной видно расположение всех составляющих в котельной.

Помимо Гидрострелки вам так же понадобится коллектор распределительный. В этом плане мы можем предложить уже готовое изделие: Это совмещенная Гидрострелка с коллектором в одном изделии, а так же гидрострелка с коллектором из нержавеющей стали.

Схема котельной вместе с Бойлером косвенного нагрева в разрезе

Спроектировать собственную систему отопления далеко непросто. Даже если «планируют» ее монтажники, вам надо быть в курсе многих нюансов. Во-первых, чтобы проконтролировать их работу, во-вторых, чтобы оценить необходимость и целесообразность их предложений. Например, в последние годы усиленно пропагандируется гидрострелка для отопления. Это небольшое дополнение, установка которого выливается в немалую сумму. В некоторых случаях оно очень полезно, в других без него легко можно обойтись.

Что такое гидрострелка и где её устанавливают

Правильное название этого устройства — гидравлическая стрелка или гидроразделитель. Представляет собой кусок круглой или квадратной трубы с приваренными патрубками. Внутри, как правило, ничего нет. В некоторых случаях могут стоять две сетки. Одна (вверху) для лучшего «отхождения» воздушных пузырьков, вторая (внизу) для отсева загрязнений.

В системе отопления гидрострелка ставится между котлом и потребителями — отопительными контурами. Располагаться может как горизонтально, так и вертикально. Чаще ставят вертикально. При таком расположении в верхней части ставят автоматический воздухоотводчик, внизу — запорный кран. Через кран периодически сливается некоторая часть воды с накопившейся грязью.

То есть получается, что вертикально поставленный гидроразделитель, одновременно с основными функциями, отводит воздух и дает возможность удалять шлам.

Назначение и принцип работы

Гидрострелка нужна для разветвленных систем, в которых установлено несколько насосов. Она обеспечивает требуемый расход теплоносителя для всех насосов, независимо от их производительности. То есть, другими словами, служит для гидравлической развязки насосов системы отопления. Потому еще называют это устройство — гидравлический разделитель или гидроразделитель.

Гидрострелку ставят в том случае, если в системе предусмотрено несколько насосов: один на контуре котла, остальные на контурах отопления (радиаторах, водяном теплом полу, бойлере косвенного нагрева). Для корректной работы их производительность подбирается так, чтобы котловой насос мог перекачивать немного больше теплоносителя (на 10-20%), чем требуется для остальной системы.

Зачем нужна гидрострелка для отопления? Давайте рассмотрим на примере. В системе отопления с несколькими насосами они зачастую имеют разную производительность. Часто получается так, что один насос в разы более мощный. Ставить все насосы приходится рядом — в коллекторном узле, где они гидравлически связаны. Когда мощный насос включается на полную мощность, все остальные контура остаются без теплоносителя. Такое случается сплошь и рядом. Чтобы избежать подобных ситуаций и ставят в системе отопления гидрострелку. Второй путь — разнести насосы на большое расстояние.

Режимы работы

Теоретически, возможны три режима работы системы отопления с гидрострелкой. Они отображены на рисунке ниже. Первый — когда насос котла прокачивает ровно столько же теплоносителя, сколько требует вся система отопления. Это идеальная ситуация, в реальной жизни встречающаяся очень редко. Объясним почему. Современное отопление подстраивает работу по температуре теплоносителя или по температуре в помещении. Представим, что все идеально рассчитали, подкрутили вентили и после настройки достигнуто равенство. Но через некоторое время параметры работы котла или одного из контуров отопления изменятся. Оборудование подстроится под ситуацию, а равенство производительности будет нарушено. Так что этот режим может просуществовать считанные минуты (или даже еще меньше).

Второй режим работы гидрострелки — когда расход отопительных контуров больше мощности котлового насоса (средний рисунок). Эта ситуация опасна для системы и допускать ее нельзя. Она возможна, если насосы подобраны неправильно. Вернее, насос котла имеет слишком малую производительность. В этом случае для обеспечения требуемого расхода, в контуры вместе с нагретым теплоносителем от котла будет подаваться теплоноситель из обратки. То есть, на выходе котла, например, 80°C, в контура после подмеса холодной воды идет, например, 65°C (реальная температура зависит от дефицита расхода). Пройдя по отопительным приборам, температура теплоносителя опускается на 20-25°С. То есть, температура теплоносителя, подаваемого в котел, будет в лучшем случае 45°C. Если сравнить с выходной — 80°C, то дельта температур слишком велика для обычного котла (не конденсационного). Такой режим работы не является нормальным и котел быстро выйдет из строя.

Третий режим работы — когда насос котла подает больше нагретого теплоносителя, чем требуют отопительные контура (правый рисунок). В этом случае часть нагретого теплоносителя возвращается обратно в котел. В результате температура поступающего теплоносителя поднимается, работает он в щадящем режиме. Это и есть нормальный режим работы системы отопления с гидрострелкой.

Когда гидрострелка нужна

Гидрострелка для отопления нужна на 100%, если в системе будет стоять несколько котлов, работающих в каскаде. Причем работать они должны одновременно (во всяком случае, большую часть времени). Вот тут, для корректной работы гидроразделитель — лучший выход.

Еще гидрострелка для отопления может быть полезна для котлов с чугунным теплообменником. В емкости гидроразделителя постоянно происходит смешивание теплой и холодной воды. Это уменьшает дельту температур на выходе и входе котла. Для чугунного теплообменника — это благо. Но с той же задачей справится байпас с трехходовым регулируемым клапаном и обойдется он значительно дешевле. Так что даже для чугунных котлов, стоящих в небольших системах отопления, с примерно одинаковым расходом вполне можно обойтись без подключения гидрострелки.

Когда можно поставить

Если в системе отопления есть только один насос — на котле, гидрострелка не нужна совсем. Можно обойтись и если устанавливаются один-два насоса на контуры. Такую систему можно будет сбалансировать при помощи регулировочных кранов. Когда установка гидрострелки оправдана? Когда в наличии такие условия:

  • Контуров три и больше, все очень разной мощности (разный объем контура, требуется разная температура). В таком случае, даже при идеально точном подборе насосов и расчете параметров, есть возможность нестабильной работы системы. Например, часто встречается ситуация, когда при включении насоса теплых полов, радиаторы стынут. Вот в этом случае нужна гидроразвязка насосов и потому ставится гидравлическая стрелка.
  • Кроме радиаторов имеется водяной теплый пол, отапливающий значительные площади. Да, его подключать можно через коллектор и смесительный узел, но он может заставлять работать котловой насос в экстремальном режиме. Если у вас часто горят насосы на отоплении, скорее всего, нужна установка гидрострелки.
  • В системе среднего или большого объема (с двумя и более насосами) собираетесь установить автоматическую регулирующую аппаратуру — по температуре теплоносителя или по температуре воздуха. При этом не хотите/не можете регулировать систему вручную (кранами).

В первом случае гидроразвязка, скорее всего, нужна, во втором, стоит думать об ее установке. Почему только думать? Потому что это немалые расходы. И дело не только в стоимости гидрострелки. Она стоит около 300$. Придется ставить еще дополнительное оборудование. Как минимум нужны коллекторы на входе и выходе, насосы на каждый контур (при небольшой системе без гидрострелки без них можно обойтись), а также блок управления скоростью насосов, так как через котел они уже управляться не смогут. В сумме с платой за монтаж оборудования этот «довесок» выливается примерно в две тысячи долларов. Действительно немало.

Зачем тогда ставят это оборудование? Потому что с гидрострелкой отопление работает стабильнее, не требует постоянной подстройки потока теплоносителя в контурах. Если вы спросите владельцев коттеджей, у которых отопление сделано без гидроразделителя, вам скажут, что часто приходится перенастраивать систему — крутить вентиля, регулируя потоки теплоносителя в контурах. Это характерно, если используются различные элементы отопления. Например, на первом этаже теплый пол, радиаторы на двух этажах, отапливаемые подсобные помещения, в которых надо поддерживать минимальную температуру (гараж, например). Если у вас предполагается примерно такая же система, а перспектива «подстройки» вас не устраивает, можно ставить гидрострелку для отопления. При ее наличии в каждый контур идет столько теплоносителя, сколько он требует в данный момент и никоим образом не зависит от параметров эксплуатации, работающих рядом насосов других контуров.

Как подобрать параметры

Подбирается гидравлический разделитель с учетом максимально возможной скорости потока теплоносителя. Дело в том, что при высокой скорости движения жидкости по трубам она начинает шуметь. Чтобы не было этого эффекта, максимальная скорость принимается равной 0,2 м/с.

По максимальному потоку теплоносителя

Чтобы рассчитать диаметр гидрострелки по этому методу, единственное, что нужно знать — это максимальный поток теплоносителя, который возможен в системе и диаметр патрубков. С патрубками все просто — вы же знаете, какой трубой будете делать разводку. Максимальный поток, который может обеспечить котел, мы знаем (есть в технических характеристиках), а расход по контурам зависит от их размера/объема и определяется при подборе контурных насосов. Расход на все контуры складывается, сравнивается с мощностью котлового насоса. Большая величина подставляется в формулу для расчета объема гидрострелки.

Приведем пример. Пусть максимальный расход в системе 7,6 куб/час. Допустимая максимальная скорость берется стандартная — 0,2 м/с, диаметр патрубков 6,3 см (трубы на 2,5 дюйма). В этом случае получаем: 18,9 * √ 7,6/0,2 = 18,9 * √38 = 18,9 * 6,16 = 116,424 мм. Если округлить, получаем, что диаметр гидрострелки должен быть 116 мм.

По максимальной мощности котла

Второй способ — подбор гидравлической стрелки по мощности котла. Оценка будет приблизительной, но ей можно доверять. Нужна будет мощность котла и разница температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе.

Расчет также несложный. Пусть максимальная мощность котла — 50 кВт, дельта температур — 10°C, диаметры патрубков такие же — 6,3 см. Подставив цифры, получаем — 18,9 * √ 50 / 0,2 * 10 = 18,9 * √ 25 = 18,9* 5 = 94,5 мм. Округлив, получаем диаметр гидрострелки 95 мм.

Как найти длину гидрострелки

С диаметром гидроразделителя для отопления определились, но надо знать еще и длину. Ее подбирают в зависимости от диаметра подключаемых патрубков. Есть два вида гидрострелок для отопления — с отводами, расположенными один напротив другого и с чередующимися патрубками (располагаются со сдвигом один относительно другого).

Рассчитать длину в этом случае легко — в первом случае это 12d, во втором — 13d. Для средних систем можно и диаметр подобрать в зависимости от патрубков — 3*d. Как видите, ничего сложного. Рассчитать можно самостоятельно.

Купить или сделать своими руками?

Как говорили, готовая гидрострелка для отопления стоит немало — 200-300$ в зависимости от производителя. Чтобы снизить затраты, возникает закономерное желание сделать ее самостоятельно. Если варить умеете, никаких проблем — купили материалы и сделали. Но при этом надо учесть следующие моменты:

  • Резьба на сгонах должна быть хорошо прорезанной и симметричной.
  • Стенки отводов одинаковой толщины.

Вроде, очевидные вещи. Но вы удивитесь, как сложно найти четыре нормальных сгона с нормально сделанной резьбой. Далее, все сварные швы должны быть качественными — система будет работать под давлением. Сгоны приварены строго перпендикулярно к поверхности, на нужном расстоянии. В общем, не такая простая это задача.

Если сами пользоваться сварочным аппаратом не умеете, придется искать исполнителя.

Найти его совсем непросто: либо дорого просят за услуги, либо качество работы, мягко говоря, «не очень». В общем, многие решают купить гидрострелку, несмотря на немалую стоимость. Тем более, в последнее время, отечественные производители делают не хуже, но намного дешевле.

Гидрострелка, или гидравлический разделитель – это специальная трубка, предназначенная для выравнивания давления в подключенных к ней трубопроводах. При этом не все владельцы котлов понимают практическую пользу такого решения и нужна ли гидрострелка для двухконтурного котла вообще.

Предлагаем посмотреть, когда есть нужда в гидравлическом разделителе, зачем это устройство вам и какая его реальная практическая польза для системы отопления.

Устройство и принципы работы гидроразделителя

В стандартной комплектации гидрострелка – это округлая (реже – квадратная) труба с четырьмя фланцевыми или резьбовыми патрубками. Они отличаются.

С одной стороны расположены патрубки для котлового контура, а с другой – для распределительного коллектора.

Фактически гидрострелка в системе отопления и обвязке – это связующее звено между контурами, что делает их динамически независимыми. Основных назначений у гидрострелки два:

  1. Исключить гидродинамическое влияние, которое возникает при включении и выключении отдельных контуров. К примеру, когда вы используете радиаторное отопление, у вас дома установлен теплый пол, а в системе горячего водоснабжения используется бойлер. В подобных случаях разумно для каждого потока использовать отдельный контур, чтобы исключить их взаимное воздействие.
  2. Получить большую производительность для штучно созданного контура даже при малом расходе теплоносителя. То есть, это позволяет «разогнать» котел, сделав его работу более эффективной, но при этом не заставлять его работать на предельных мощностях.

Применение гидрострелки в отопительной системе позволяет решить еще несколько важных проблем. Например, с ее помощью:

  • снижается взаимовоздействие и влияние друг на друга насосов отдельных контуров и горячего водоснабжения, устраняется так называемое «передавливание»;
  • срок службы котла увеличивается благодаря предотвращению перегрузок во время работы;
  • обеспечивается дополнительная защита от низкотемпературной коррозии;
  • предотвращается взаимное влияние котлового и отопительного контуров;
  • снижается скорость износа горелки и объемы потребляемого газа когда агрегат работает на низких мощностях.

Сегодня многие производители дополнительно расширяют функциональные возможности своих гидрострелок, добавляя в их конструкцию воздухоотводчики, деаэрирующие пластины, термометры, сепараторы шлака и прочее. Это позволяет расширить функциональные возможности конструкции и дополнительно продлить срок службы котла.

Но нужна ли для котла гидрострелка именно вам и именно для вашего котла? Сегодня многие продавцы пытаются «впарить» доверчивому покупателю то, что ему не особенно надо. Гидроразделитель – в числе таких товаров. Продавцы говорят о большом приросте КПД, экономии газа, увеличенном в несколько раз сроке службы и т. д. На самом деле все не совсем так.

Ставить или не ставить гидрострелку именно вам? И как ее выбрать?

Ни одна гидрострелка не обладает «чудодейственными» свойствами. Но если в вашей отопительной системе работает несколько отопительных контуров и в них переменный расход, гидрострелка действительно может быть полезной. Плюс ее рекомендуют ставить, если у вас два и больше циркуляционных насоса. Если их 3-4, то без гидроразделителя нормально настроить и уравновесить их работу просто не получится.

Другой вопрос – требования производителей. Так, многие бренды требуют установку гидрострелки на свои котлы, если их мощность более 35-40 кВт. В противном случае владелец просто не получит гарантию и в случае поломки будет делать ремонт за свой счет. Многие работники сервисов даже не приезжают на вызов, если по телефону узнают, что гидрострелки в котле нет.

Если же у вас всего один котел и в нем 1-2 насоса, смысла покупать и устанавливать гидрострелку просто нет. Вы можете установить ее, она точно не навредит. Но и пользы от нее будет мало. Гидроразделитель будет разумным решением там, где установлена сложная разветвленная система – на больших дачах, многоквартирных домах, крупных коттеджах и т. д.

Цена гидрострелок сегодня стартует от 20 американских долларов, но может быть в разы выше в зависимости от модели. Но учитывайте, что если решите ее устанавливать, придется потратиться еще на коллектор, дополнительные циркуляционные насосы, прочее. Это не всегда обязательно, но часто необходимость в этом есть.

Как выбрать гидрострелку?

Основной параметр, влияющий на выбор гидрострелки, – мощность котла. Она всегда указывается производителем в инструкции к устройству. Также при выборе учитывается порядок подачи и отвода воды из системы, расположение входящих/исходящих патрубков, емкость. Дополнительно нужно учитывать диаметр гидравлической стрелы, патрубков, максимальный проток воды по гидрострелке, производительность котельного оборудования, разницу температур подаваемого и возвратного теплоносителя.

Если вы все же решите устанавливать гидрострелку, рекомендуем обратиться в «Профтепло». Мы подскажем, нужна ли в вашем случае гидрострелка, какую модель выбрать для вашего котла, какие параметры учесть. Также мы можем сами установить оборудование прямо у вас дома или на другом объекте в удобное заказчику время.

Помните, что гидроразделитель – полезный элемент системы, но не во всех случаях. Перед покупкой и установкой позвоните менеджеру «Профтепло», получите бесплатную консультацию и только после этого, если в установке будет необходимость, мы все сделаем. Работаем на территории Калуги и в регионе. Помогаем подобрать оборудование, выполняем монтаж котлов и отдельных компонентов отопительной системы, ремонтируем и обслуживаем агрегаты всех моделей. Обращайтесь по номеру +7 (4842) 75 02 04 или оставляйте запрос на сайте «Профтепло» через специальную форму.

Гидрострелки устройство. Дополнительные параметры оборудования системы отопления

Содержание

  1. Гидрострелки устройство. Дополнительные параметры оборудования системы отопления
  2. Программа расчета гидрострелки. Калькулятор расчета гидрострелки исходя из мощности котла
    • Калькулятор расчета гидрострелки исходя из мощности котла
    • Пояснения по проведению расчетов
    • Цены на гидрострелку
  3. Гидрострелка для двух котлов. Устройство и принципы работы гидроразделителя
  4. Гидрострелка на 3 контура. Для чего нужна гидрострелка
  5. Гидрострелка на 2 контура. Режимы работы
  6. Гидрострелка для теплого пола. Более сложный вариант
  7. Видео гидрострелки из полипропилена Принцип действия Тебо

Гидрострелки устройство. Дополнительные параметры оборудования системы отопления

Современные модели, как правило, совмещают с функцией разделителя, регулятора температуры и сепаратора. Терморегулятор-клапан обеспечивает температурный градиент на вторичном контуре. Выделение растворенного кислорода из теплоносителя позволяет снизить риск эрозии внутренних поверхностей оборудования. Продлить срок работы колеса и подшипников циркуляционных насосов поможет удаление из потока взвешенных частиц.

Перфорированные горизонтальные перегородки разделяют внутренний объем пополам. Потоки обратки подачи соединяются в зоне нулевой точки, скользят в разные стороны, при этом не создается дополнительное сопротивление.

Подключение гидроразделителя и принцип работы

В высокотемпературной зоне находятся пористые вертикальные пластины деаэрации. Сборник шлама и магнитный уловитель находятся в нижней части корпуса.

Гидрострелка обладает некоторыми конструктивными особенностями. Итак, она имеет температурный датчик, манометр, терморегулятор и клапан, а также линию по запитке системы при включении. Для сложного оборудования нужна наладка, частые осмотры, техобслуживание.
Работа гидравлической стрелки в системе отопления

В теплоносителе поток проходит со скоростью 0,2 метра в секунду. Котловой насос разгоняет кипяток до 0.9 метров в секунду. По рекомендованному скоростному режиму можно понять, для чего предназначена гидравлическая стрелка.

За счет изменения направления движения потока гасится скорость водяных потоков при минимальной потере тепла в системе. Ламинарный поток приводит к тому, что гидравлическое сопротивление в корпусе почти отсутствует. Буферная зона делит котел на цепь потребителя. Обеспечивается автономная работа насоса на каждом отопительном контуре. Гидравлический баланс не нарушается.

Расчетным параметрам системы соответствует нейтральный режим работы гидроразделителя, при котором соответствуют такие параметры, как напор, температура и расход. Насосное оборудование имеет достаточную суммарную мощность. Взвешенные частицы осаживаются в гидрострелке по средствам ламинарного движения потока.

Гидравлический разделитель: принцип работы в отоплении частного дома

Принцип работы гидрострелки отражается схемой отопления дачи . Котел при этом не обладает достаточной мощностью, чтобы обеспечить расход во второстепенном контуре. Термодатчики срабатывают при разнице температур подачи-обратки. При дефиците расхода подмешивается холодная вода (теплоноситель). Автоматическое оборудование выводит теплогенератор на максимальный режим горения. Но потребитель не получает достаточного количества тепла. При разбалансировке системы отопления появляется угроза теплового удара.

Гидравлическая стрелка для систем отопления, схема работы

На первичном контуре объемный поток больше, чем расход теплоносителя зависимой цепи. Если котел работает в оптимальном режиме, то при розжиге агрегата или при параллельном выключении насосов вторичных контуров, теплоноситель циркулирует через гидравлическую стрелку по первичному контуру. Температура обратки, поступающая в котел, выравнивается доливанием теплоносителя из подачи. Потребитель получает достаточное количество теплоносителя.

Обязательным считается условие, при котором производитель, обладающий циркуляционным насосом первичного контура, на 10 процентов больше, чем суммарный напор насосов во второстепенном контуре.

Программа расчета гидрострелки.

Калькулятор расчета гидрострелки исходя из мощности котла

Сложная, разветвленная система отопления, особенно с несколькими контурами, в каждом из которых должен поддерживаться свой температурный режим, требует дополнительного элемента, который бы обеспечивал необходимую балансировку. Задача кажется чрезвычайно сложной, но на самом деле она решается установкой достаточно простого по устройству прибора – гидравлического разделителя, который чаще в обиходе именуют «гидрострелкой».

Калькулятор расчета гидрострелки исходя из мощности котла

Такие устройства можно приобрести в готовом виде – их продают в специализированных магазинах. Опытному сварщику не составит особого труда изготовить его и самостоятельно. Главное – знать, каким параметрам должен отвечать гидравлический разделитель. В этом вопросе поможет калькулятор расчета гидрострелки исходя из мощности котла.

Несколько пояснений по проведению расчетов будут приведены ниже самого калькулятора.

Калькулятор расчета гидрострелки исходя из мощности котла

Пояснения по проведению расчетов

Гидравлическая стрелка – это дополнительная емкость, как правило – вертикального расположения, чаще всего изготавливаемая из трубы (хотя встречаются и с прямоугольным сечением). В нее в определенном порядке врезаны патрубки, идущие к котлу отопления и к контуру (контурам) теплообмена. По сути, на этом участке происходит разделение «малого» контура котла и протяженных контуров отопления.

Цены на гидрострелку

гидравлическая стрелка

Существуют классические схемы гидравлических разделителей – они показаны на рисунке:

Типовые схемы гидрострелок: справа – простейшая, слева – с патрубками на несколько контуров теплообмена.

Очевидно, что основными параметрами будут являться диаметры самого разделителя и патрубков. Остальные параметры – вытекают их типовой схемы.

  • Данный калькулятор берет в основу расчетов мощность котла отопления.

Как определить необходимую мощность котла?

В этом вопросе читателю поможет специальный калькулятор расчета мощности котла отопления , к которому ведет рекомендуемая ссылка.

  • Следующий параметр – скорость вертикального перемещения теплоносителя по гидрострелке. Чем она меньше, тем эффективнее теплоноситель очищается от шлама, от растворенных в нем газов, тем равномернее происходит смешивание горячего и остывшего потоков. Оптимальным считается показатель порядка 0,1 ÷ 0,2 м/с. В калькуляторе можно выбрать нужное значение.
  • И, наконец, важным параметром является планируемый режим работы системы отопления, то есть уровни температуры в трубе подачи из котла в трубе «обратки». Необходимые значения вводятся в калькулятор.

Формулу расчета приводить в данном случае нет смысла – она лежит в основе запрограммированного алгоритма вычисления. Результат покажет оптимальный диаметр самой гидрострелки и врезаемых в нее патрубков. С остальными линейными параметрами уже определиться несложно.

Важность гидрострелки в системе отопления

В этой небольшой публикации приведены лишь некоторые краткие пояснения по проведению расчетов. А подробнее ознакомиться со всеми функциями гидрострелки системы отопления можно и нужно в специальной статье нашего портала.

Гидрострелка для двух котлов. Устройство и принципы работы гидроразделителя

В стандартной комплектации гидрострелка – это округлая (реже – квадратная) труба с четырьмя фланцевыми или резьбовыми патрубками. Они отличаются. С одной стороны расположены патрубки для котлового контура, а с другой – для распределительного коллектора.

Фактически гидрострелка в системе отопления и обвязке – это связующее звено между контурами, что делает их динамически независимыми. Основных назначений у гидрострелки два:

  1. Исключить гидродинамическое влияние, которое возникает при включении и выключении отдельных контуров. К примеру, когда вы используете радиаторное отопление, у вас дома установлен теплый пол, а в системе горячего водоснабжения используется бойлер. В подобных случаях разумно для каждого потока использовать отдельный контур, чтобы исключить их взаимное воздействие.
  2. Получить большую производительность для штучно созданного контура даже при малом расходе теплоносителя. То есть, это позволяет «разогнать» котел, сделав его работу более эффективной, но при этом не заставлять его работать на предельных мощностях.

Применение гидрострелки в отопительной системе позволяет решить еще несколько важных проблем. Например, с ее помощью:

  • снижается взаимовоздействие и влияние друг на друга насосов отдельных контуров и горячего водоснабжения, устраняется так называемое «передавливание»;
  • срок службы котла увеличивается благодаря предотвращению перегрузок во время работы;
  • обеспечивается дополнительная защита от низкотемпературной коррозии;
  • предотвращается взаимное влияние котлового и отопительного контуров;
  • снижается скорость износа горелки и объемы потребляемого газа когда агрегат работает на низких мощностях.

Сегодня многие производители дополнительно расширяют функциональные возможности своих гидрострелок, добавляя в их конструкцию воздухоотводчики, деаэрирующие пластины, термометры, сепараторы шлака и прочее. Это позволяет расширить функциональные возможности конструкции и дополнительно продлить срок службы котла.

Но нужна ли для котла гидрострелка именно вам и именно для вашего котла? Сегодня многие продавцы пытаются «впарить» доверчивому покупателю то, что ему не особенно надо. Гидроразделитель – в числе таких товаров. Продавцы говорят о большом приросте КПД, экономии газа, увеличенном в несколько раз сроке службы и т. д. На самом деле все не совсем так.

Гидрострелка на 3 контура. Для чего нужна гидрострелка

Если у вас в доме планируется монтаж простой системы отопления закрытого типа, где задействовано не более 2 циркуляционных насосов, то гидравлический разделитель вам точно не понадобится.

Когда контуров и насосов – три, при этом один из них предназначен для работы с бойлером косвенного нагрева, то и здесь можно обойтись без гидрострелки. Задуматься о разделении отопительных контуров надо в ситуации, когда схема выглядит следующим образом:

Примечание. Здесь показаны 2 котла, работающих в каскаде. Но это не принципиально, котел может быть и один.

В представленной схеме гидрострелки нет, но без ее монтажа тут явно не обойтись. Есть 4 контура, в которых действует столько же насосов разной производительности. Самый мощный из них создаст в подающем коллекторе разрежение, а в обратном – повышенное давление. При одновременной работе насосу меньшей производительности просто не хватит сил на преодоление этого разрежения и он не сможет отобрать теплоноситель на свой контур. По итогу ветвь не будет функционировать, поскольку насосы мешают друг другу.

Важно. Даже если паспортная производительность насосных агрегатов одинакова, то гидравлическое сопротивление ветвей всегда будет разным. Соответственно, реальный расход теплоносителя в каждом контуре все равно отличается, идеально выверить систему невозможно.

Чтобы устранить перепад давления ΔР, возникающий между коллекторами и дать возможность всем насосам спокойно отбирать нужное количество теплоносителя, в схему включается гидрострелка. Она представляет собой полую трубу расчетного сечения, чьей задачей является создание зоны нулевого давления между теплогенератором и несколькими потребителями. Как действует этот элемент в схеме обвязки котла, описано в следующем разделе.

Гидрострелка на 2 контура. Режимы работы

Теоретически, возможны три режима работы системы отопления с гидрострелкой. Они отображены на рисунке ниже. Первый — когда насос котла прокачивает ровно столько же теплоносителя, сколько требует вся система отопления. Это идеальная ситуация, в реальной жизни встречающаяся очень редко. Объясним почему. Современное отопление подстраивает работу по температуре теплоносителя или по температуре в помещении. Представим, что все идеально рассчитали, подкрутили вентили и после настройки достигнуто равенство. Но через некоторое время параметры работы котла или одного из контуров отопления изменятся. Оборудование подстроится под ситуацию, а равенство производительности будет нарушено. Так что этот режим может просуществовать считанные минуты (или даже еще меньше).

Возможные режимы работы системы отопления с гидроразделителем

Второй режим работы гидрострелки — когда расход отопительных контуров больше мощности котлового насоса (средний рисунок). Эта ситуация опасна для системы и допускать ее нельзя. Она возможна, если насосы подобраны неправильно. Вернее, насос котла имеет слишком малую производительность. В этом случае для обеспечения требуемого расхода, в контуры вместе с нагретым теплоносителем от котла будет подаваться теплоноситель из обратки. То есть, на выходе котла, например, 80°C, в контура после подмеса холодной воды идет, например, 65°C (реальная температура зависит от дефицита расхода). Пройдя по отопительным приборам, температура теплоносителя опускается на 20-25°С. То есть, температура теплоносителя, подаваемого в котел, будет в лучшем случае 45°C. Если сравнить с выходной — 80°C, то дельта температур слишком велика для обычного котла (не конденсационного). Такой режим работы не является нормальным и котел быстро выйдет из строя.

Третий режим работы — когда насос котла подает больше нагретого теплоносителя, чем требуют отопительные контура (правый рисунок). В этом случае часть нагретого теплоносителя возвращается обратно в котел. В результате температура поступающего теплоносителя поднимается, работает он в щадящем режиме. Это и есть нормальный режим работы системы отопления с гидрострелкой.

Гидрострелка для теплого пола. Более сложный вариант

Если площадь дома достаточно большая, то представленной выше схемы для него будет явно недостаточно. В таких случаях применяется сразу несколько отопительных контуров, поэтому схема будет выглядеть несколько по-другому.

Здесь мы видим, что посредством насоса рабочая жидкость поступает в коллектор, а оттуда уже передается на несколько отопительных контуров. К последним можно отнести следующие элементы.

  1. Контур высокой температуры (или несколько), в котором имеются коллекторы или же обычные батареи.
  2. Системы ГВС, оснащенные бойлером косвенного нагрева. Требования к перемещению рабочей жидкости здесь особенные, поскольку температура подогрева воды в большинстве случаев регулируется изменением расхода жидкости, проходящей через бойлер.
  3. Теплые полы. Да, температура рабочей жидкости для них должна быть на порядок ниже, поэтому и используются особые термостатические устройства. Тем более что контуры теплого пола имеют длину, существенно превышающую стандартную разводку.

Вполне очевидно, что один циркуляционный насос с такого рода нагрузками не справится. Безусловно, сегодня продаются высокопроизводительные модели повышенной мощности, способные создавать достаточно высокое давление, однако стоит подумать и о самом отопительном приборе – его возможности, увы, не безграничны. Дело в том, что элементы котла изначально предназначаются на определенные показатели напора и производительности. И данные показатели превышать не стоит, поскольку это чревато поломкой дорогостоящей отопительной установки.

Помимо того, сам циркуляционный насос, функционируя на пределе собственных возможностей для того, чтобы обеспечивать жидкостью все контуры сети, долго прослужить не сможет. Чего уж говорить о сильном шуме и расходе электрической энергии. Но вернемся к теме нашей статьи – к  гидрострелке для отопления .

Видео гидрострелки из полипропилена Принцип действия Тебо

Гидрострелка с коллектором на 5 контуров

Мы продолжаем серию информационных обзоров о гидрострелках и коллекторах отопления. В прошлых выпусках мы рассказывали и показывали трёх и четырёх контурные модели. Сегодня поговорим об их ближайшей «родственнице».

 

Гидрострелка с коллектором на 5 контуров предназначена для распределения теплоносителя по трубопроводам системы отопления частного дома, муниципального, торгового или другого учреждения с оборудованной котельной. Как вы уже поняли из названия, в такой гидрострелке 5 выходов. Это значит, что к модулю без проблем подключаются радиаторы и теплые полы в разных комнатах, бойлер, нагреватель вентиляции и даже резервный котёл.

 

  

Принцип действия гидрострелки и коллектора

 

Коллектор с гидрострелкой на пять потребителей работает по принципу стабилизатора. Если температура жидкости на одной из линий понижена или завышена, происходит подмес обратки.

На фото. Гидрострелка с коллектором BMSS-60-5DU (балансировочный коллектор) из нержавейки

 

Благодаря тому, что коллектор оснащён патрубками входа и выхода, циркуляция осуществляется изолированно. Допустим, вам нужно настроить температуру радиаторов в детской комнате. Вы спускаетесь в котельную, находите группу, отвечающую за отопление в этом помещении, и меняете характеристики. Вам не придётся отключать котел и другие устройства, необходимые операции производятся стационарно. 

 

На фото. Схема гидрострелки подключения гидрострелки с коллектором на 5 контуров

 

Данный вариант обвязки не только исключает взаимодействие между контурами, но и надёжно защищает котел отопления. Последний является главным элементом, обеспечивающим бесперебойную работу всей системы.

 

Важно отметить, что стоимость и ремонт котла в несколько раз превышает расходы на все комплектующие. В связи с этим купить гидрострелку будет абсолютно верным решением. Цена конструкции меньше, а пользы несравнимо больше.

 

Преимущества

 

  • Эффективно. Гидравлическая стрелка в сочетании с распределительными гребенками представляет более совершенную модификацию изделия, так как способна поддерживать баланс температур на всем пути следования рабочей жидкости.
  • Удобно. Совмещённая конструкция имеет компактные размеры, подобранные в соответствии с площадью стандартной котельной.
  • Качественно. Для производства выбраны металлы двух марок: конструкционная (чёрная) сталь 09г2с и нержавеющая AISI304. Все изделия проходят трёхступенчатую проверку и обязательную опрессовку, в результате чего могут эксплуатироваться в системах с давлением до 6 бар.
  • Выгодно. Покупка и установка гидрострелки повысит функциональность обвязки, а главное — убережет её от преждевременной поломки.

 

Модельный ряд гидрострелок с коллекторами на 5 контуров

 

Классическое исполнение, BM-60-5DU рассчитано на максимальную мощность 60 кВт. Направление контуров смешанное: два направленно вниз, два вверх, 1 в сторону. Расстояние между выходами 125 миллиметров. Материал изготовления — конструкционная сталь. Вход 1 1/4 дюйма, выход 1 дюйм. Аналогичные габариты имеют коллекторы из нержавеющей стали.

 

 

Отдельно отметим компактную серию BMK-60-5DU, в которую входят изделия с межосевым расстоянием 90 миллиметров. Длина, высота, ширина, а также вес таких моделей меньше, что позволяет производить монтаж в ограниченных пространствах.

Ниже приведена таблица всех моделей с пятью контурами.

 

Черная сталь Нержавеющая сталь
BM-60-5DU  BMSS-60-5DU 
BM-60-5D  BMSS-60-5D 
ВM-60-5U  ВMSS-60-5U
BM-100-5DU  BMSS-100-5DU 
BM-100-5D 
BMSS-100-5D 
ВM-100-5U  ВMSS-100-5U 
BM-150-5DU  BMSS-150-5DU
BM-150-5D  BMSS-150-5D 
BM-150-5U  BMSS-150-5U
BM-250-5DU  BMSS-250-5DU 
BM-250-5D  BMSS-250-5D 
BM-250-5U  BMSS-250-5U 
BMK-60-5DU  BMK-60-5DU
BMK-60-5D BMK-60-5D
 
BMK-60-5U BMK-60-5U 

 

 

Подробные характеристики и цены коллекторов отопления с гидрострелками можно посмотреть в нашем каталоге. Здесь собран самый полный ассортимент промышленной группы Гидрусс, официальным представителем которого является наша компания.

 

 

В Краснодарском крае и ближайших регионах данная продукция хорошо известна как монтажным организациям, так и частным лицам. В первую очередь это отечественная марка, а значит цены на её продукцию «не кусаются». Ещё один существенный плюс — адаптация. Все модели идеально подходят для арматуры, которая продаётся в обычных магазинах. Соединительные размеры подобраны таким образом, чтобы монтаж занимал как можно меньше времени. Готовые сборки можно увидеть здесь.

 

Интересующие вопросы задать по телефону +7 (918) 315-04-30

 

Запрос можно отправить на электронную почту или воспользоваться корзиной сайта. Менеджер оперативно рассмотрит заявку и перезвонит, чтобы сообщить о наличии, оплате и сроках доставки. Постоянным клиентам предоставляются скидки.

 

Покупайте с удовольствием и экономьте без опасений вместе с Полисервис-юг! 

  • Гидрострелка
  • Гидрострелка с коллектором
  • отопление
  • Gidruss

Гидравлические разделители (гидрострелки). Лаборатория Тепла — все для систем отопления вашего дома по лучшим ценам.

Что такое гидрострелка и зачем она нужна?

 

Нередко, на страницах интернет-ресурсов, можно встретить очень сжатое, написанное только техническими терминами, описание гидрострелки. Мы в этой статье постараемся раскрыть, что такое гидрострелка и зачем она нужна.

Гидрострелка — применяется для гидравлического разделения потоков. Таким образом, гидравлический разделитель это некий канал между контурами, который позволяет сделать динамически независимые контуры для передачи движения от теплоносителя. Чаще в интернете используют официальное название:гидрострелка — гидравлический разделитель.

Зачем нужна гидрострелка в системе отопления?

В системе отопления, гидрострелка — это связующее звено между двумя отдельными контурами по передаче тепла и она полностью нейтрализует динамическое влияние между контурами. У нее есть два назначения:

  • первое — она исключает гидродинамическое влияние, при отключении и включении некоторых контуров в системе отопления, на весь гидродинамический баланс. Например, при использовании радиаторного отопления, теплых полов и нагрева бойлера, имеет смысл разделять каждый поток на отдельный контур, для исключения влияния друг на друга.
  • второе — при небольшом расходе теплоносителя — она должна получить большой расход для второго, искусственно созданного контура. Например, при использовании котла с расходом 40 л/мин, система отопления получается по расходу больше в 2-3 раза (расходует 120 л/мин). В таком случае целесообразно первый контур установить контуром котла и систему развязки отопления установить вторым контуром. Вообще, разгонять котел больше чем предусматривается производителем котла экономически нецелесообразно, в таком случае увеличивается и гидравлическое сопротивление, оно либо не дает необходимый расход, либо увеличивает нагрузку движения жидкости, это приводит к повышенному энергопотребления насоса.

 

По какому принципу работает гидрострелка?

Циркуляция теплоносителя в первом контуре создается при помощи первого насоса. Вторым насосом создается циркуляция через гидрострелку во втором контуре. Таким образом теплоноситель перемешивается в гидрострелке. Если расход в обоих контурах у нас одинаковый, то теплоноситель беспрепятственно проникает из контура в контур, создавая как бы единый, общий контур. В таком случае не создается вертикального движения в гидрострелке или это движение приближено к нулю. Если расход во втором контуре больше чем в первом, то в гидрострелке происходит движение теплоносителя снизу вверх и при увеличенном расходе в первом контуре — сверху вниз.

Рассчитывая и настраивая гидрострелку, нужно добиться минимального вертикального движения. Экономический расчет показывает, что это движение не должно превышать 0.1 м/с.

Зачем снижать вертикальную скорость в гидрострелке? 

Гидрострелка служит и как отстойник мусора в системе, при малых вертикальных скоростях мусор постепенно оседает в гидрострелке, выводясь из системы отопления.

Создание естественной конвекции теплоносителя в гидрострелке, таким образом холодный теплоноситель уходит вниз, а горячий устремляется вверх. Таким образом создается необходимый температурный напор. При использовании теплого пола, можно в второстепенном контуре получить пониженную температуру теплоносителя, а для бойлера более высокую, обеспечив быстрый нагрев воды.

Уменьшение гидравлического сопротивления в гидрострелке,

Выделение из теплоносителя микроскопических пузырьков воздуха, тем самым выводя его из системы отопления через авторазвоздушник.

Как узнать, что нужна гидрострелка?

Как правило, гидрострелку ставят в домах, площадь которых более 200 кв.м., в тех домах где сложная система отопления. Там где используется распределение теплоносителя на несколько контуров. Такие контура желательно делать независимыми от других в общей системе отопления. Гидрострелка позволяет создать идеально стабильную систему отопления и распространять тепло по дому в нужных пропорциях. При использовании такой системы распределение тепла по контурам становится точным и отклонения от настроенных параметров исключены.

Преимущества использования гидрострелок.

Защита чугунных теплообменников исключая тепловой удар. В обычной системе, без использования гидрострелки, создается резкое повышение температуры, при отключении некоторых веток и последующий приход уже холодного теплоносителя. Гидравлическая стрелка дает постоянный расход котла, уменьшая разницу температур между подачей и обраткой.

Повышается долговечность и надежность котельного оборудования за счет стабильной работы без перепадов температуры.

Отсутствие разбалансированности и создание гидравлической устойчивости системы отопления. Именно гидрострелка позволяет увеличить дополнительный расход теплоносителя, что очень трудно добиться установкой дополнительных насосов.

 

Гидрострелка на 2 контура в Украине. Сравнить цены и поставщиков промышленных товаров на маркетплейсе Prom.ua

Работает

Коллектор теплого пола на 2 контура, без расходомеров, нержавеющая сталь Tervix Pro Line 501002

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

2 145 грн

1 716 грн

Купить

Xterm — теплый магазин 🙂

Работает

Коллектор на 2 контура, с расходомерами, краном Маевского и сливным клапаном, нержавеющая сталь Tervix 501202

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

3 393 грн

2 714 грн

Купить

Xterm — теплый магазин 🙂

Работает

Коллектор теплого пола на 2 контура, с расходомерами, нержавеющая сталь Tervix Pro Line 501102

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

2 262 грн

1 810 грн

Купить

Xterm — теплый магазин 🙂

Работает

Коллектор пластиковый на 2 контура с расходомерами Tervix Pro Line 503202

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

4 641 грн

3 713 грн

Купить

Xterm — теплый магазин 🙂

Работает

КОЛЛЕКТОР С ГИДРОСТРЕЛКОЙ TERMOJET КГС22В125 (150),MINI, 2+1 КОНТУРОВ

Доставка из г. Киев

5 820 грн

Купить

УКРМІОТАЛ

Работает

КОЛЛЕКТОР С ГИДРОСТРЕЛКОЙ TERMOJET КГС22Н125 (150), MINI 2+1 КОНТУРОВ

Доставка из г. Киев

5 820 грн

Купить

УКРМІОТАЛ

Работает

Коллектор для теплого пола в сборе на 2 контура Krakow (Польша)

На складе

Доставка по Украине

5 352 грн

3 746. 40 грн

Купить

УкрСантехдеталь

Работает

Газовая чугунная плита SARRA 9.2 кВт на 3 контура. GB-21

На складе в г. Одесса

Доставка по Украине

1 980 грн

1 590 грн

Купить

Promtop

Работает

Гидрострелка для отопления SD Forte 1″ 50 кВт

Доставка по Украине

3 963 грн

Купить

Инвол Плюс

Работает

Гидрострелка для отопления SD Forte 1″ 75 кВт

Доставка по Украине

5 204 грн

Купить

Инвол Плюс

Работает

Гидрострелка KOER KR.S1031 2/2 (с воздухоотвод. и дренаж. краном) 1″ НР SUS304 (KR2958)

Заканчивается

Доставка по Украине

2 507.10 грн

2 022.10 грн

Купить

Acubed

Работает

Гидрострелка KOER KR.S1032 4/2 (с воздухоотвод. и дренаж. краном) 1″ НР SUS304 (KR2959)

Доставка по Украине

2 850.3 — 4 153 грн

от 2 продавцов

3 790.30 грн

2 850. 30 грн

Купить

Acubed

Работает

Піч на дровах з водяним контуром Blist B2 E 14Kw

Доставка по Украине

19 000 грн

Купить

kolosnyk.com.ua

Работает

Пневмоподвеска на Renault Master 2 до 2010 комплект с креплением два контура пневмоподушки пневморессоры

Доставка по Украине

6 561 грн

Купить

ЧП «ПРАГМАТЕК»

Работает

Распределитель для коллектора Afriso ProCalida на 2 контура с расходомером (81252)

Доставка по Украине

4 290 грн

Купить

Теплорад

Смотрите также

Работает

Гидрострелка коллектор на 3 контура

Под заказ

Доставка по Украине

4 500 грн

Купить

Интернет-магазин «Тепломаркет»

Работает

Гидрострелка коллектор на 4 контура

Под заказ

Доставка по Украине

5 800 грн

Купить

Интернет-магазин «Тепломаркет»

Работает

Гидрострелка коллектор на 3 контура

Под заказ

Доставка по Украине

4 500 грн

Купить

Интернет-магазин «Тепломаркет»

Работает

Гидрострелка коллектор на 5 контуров

Под заказ

Доставка по Украине

6 600 грн

Купить

Интернет-магазин «Тепломаркет»

Работает

Гидрострелка коллектор на 7 контуров

Под заказ

Доставка по Украине

8 800 грн

Купить

Интернет-магазин «Тепломаркет»

Работает

Коллектор с гидрострелкой на два контура 1″

Доставка из г. Киев

7 360 грн

Купить

«Tepllo» производство продажа сервис

Работает

Коллектор Krakow на 2 контура в сборе (Польша)

На складе

Доставка по Украине

3 510 — 3 850 грн

от 4 продавцов

3 510 грн

Купить

Teplostore

Работает

Коллектор Koer на 2 контура в сборе (Чехия)

На складе

Доставка по Украине

3 700 — 3 750 грн

от 2 продавцов

3 750 грн

Купить

Teplostore

Работает

Коллектор в сборе Europroduct на 2 контура (нержавейка)

На складе

Доставка по Украине

3 276 — 3 800 грн

от 4 продавцов

3 510 грн

Купить

Teplostore

Работает

TECElogo Розподілювач 3/4″ на 2 контури, 16мм, з вентилями, євроконус

Доставка по Украине

1 439.82 грн

Купить

NIAGARA TRADE

Работает

Коллектор для теплого пола «Koer» в сборе без насоса на 2 контура

Доставка по Украине

3 977 — 4 171 грн

от 2 продавцов

4 268 грн

Купить

Интернет-магазин «Kalde-freeline»

Работает

Коллектор для теплого пола «Koer» на 2 контура

Доставка по Украине

1 189 — 1 247 грн

от 2 продавцов

1 276 грн

Купить

Интернет-магазин «Kalde-freeline»

Работает

Коллектор для отопленя «Koer» на 2 контура

Доставка по Украине

1 230 — 1 290 грн

от 2 продавцов

1 320 грн

Купить

Интернет-магазин «Kalde-freeline»

Работает

Коллектор KP для тёплого пола латунный в сборе на 2 контура

На складе

Доставка по Украине

3 822. 75 грн

Купить

VAKO — САНТЕХНИКА ОТОПЛЕНИЕ ВОДОПРОВОД

Нужна ли вам гидрострелка?

    Здравствуйте! Сегодня мы раскажем вам о гидрострелке. Существует не соответствие между простотой устройства гидрострелки и теми не былицами, которые о ней  рассказывают в интернете. Ей приписывают слишком много положительных качеств, которых на самом деле у неё нет. Зачем это делают? Тут все элементарно, гидрострелка- это товар, а для того, чтоб его продать его нужно хорошо описать. И это описание не всегда соответствует действительности. Так вот прочитав о том какие замечательные свойства имеет гидрострелка, конечный потребитель обязательно просит монтажников поставить гидрострелку в котельную. С уверенностью, что без гидрострелки его система работать не будет. Монтажник, как правило не против, ведь установка гидрострелки, это работа которая увеличит его заработок. И о том, что гидрострелка побольшей части обычном потребителю нужна, никто, никогда, нигде не обмолвиться. А конечный потребитель сам не в состоянии разобраться, что ему нужно. По этому он получает гидрострелку, совершенно ненужные устройства и в итоге переплачивает деньги. 

   Сейчас мы расскажем, что такое гидрострелка? Какими свойствами она на самом деле обладает? Какие выполняет функции? Как она устроена? Куда она ставится? Когда ее необходимо ставить? И вы в итоге сможете сделать для себя вывод нужна она вам или нет или что более важно кому она нужна. Потому что у нас все посходили с ума и пихают их без надобности. 

    Давайте разберемся, где она нужна. Прежде всего устройство гидрострелки, устройство чрезвычайно простое- это кусок трубы круглого или прямоугольного сечения. Расположите его можно горизонтально, можно и вертикально, об этом тоже спорят часто. На самом деле значения не имеет. в основном распалагают вертикально, потому что так удобнее. В верхней части установить автоматический воздухоотводчик, в нижней дренажный кран для удаления шлама который там скапливается. Ещё там есть четыре патрубка для циркуляции теплоносителя два со стороны котлового контура и два со стороны контра потребителей. Иногда производитель устанавливает внутри сеточки на верхней по задумке должен сепарироваться воздух на нижней должен отделяться шлам. Сеточки со временем забиваются достаточно быстро и пристают работать. Поэтому чаще всего гидрострелка внутри пустая, это просто отрезок трубы. Устанавливается гидрострелка между контуром котла и потребителем, на подачу или на обратку. Причем если бы её там не было, то там были бы просто участки магистралей и всё. Что у нас происходит с гидравликой системы, когда мы установили гидрострелку? Мы раздели котловой контур и контуры потребителей. Правильное название гидрострелки «гидравлический разделитель». После того как мы это разделение выполнили, у нас  появляется возможность работы системы в разных режимах. В интернете вы легко найдете вот такие три картинки, которые рассказывают о трёх различных режимах работы гидрострелки.

    

 

     Вы радуетесь, как замечательно, какая необыкновенная гибкость проявляется в работе моей системы. А вот не тут то было, режим работы гидрострелки всегда один. Объясним почему, что такое вообще режим работы? Он связан соотношением расходов через котловой контур Q1 и через контуры потребителей Q2. Соотношение возможно какое, может быть равенство, расход через котел может быть меньше, может быть больше.

    Смотрим первый рисунок, когда такой режим может иметь место, никогда. Потому что даже если мы подберем сопротивление контуров, производительность насоса таким образом что мы расходы эти уровняем, то как только где-то закроется термоголовка или включится насос бойлера или в любой другой насос, это равенство исчезнет. Его не может быть не теоретически, не практически. Поэтому этот режим не существует, его нет!

    Второй режим. Этот режим нельзя допускать не в коем случае. Почему? В интернете есть такие цифры предполагается, что котел может выдавать 40 л теплоносителя в минуту, а системе в это время требуется 120. Что будет в такой ситуации? Из подачи котлового контура будет поступать 40 л теплоносителя нагретого допустим до 60 градусов. В это время подача потребительского контура будет забирать 120 л. От куда она их берет? 40 литров система заберет из котлового контура и 80 л из обратки которую сама в гидрострелку и подает. Но обратка возвращается уже не 60 градусная,  а 40 градусная. Поэтому 1/3 60 градусного и 2/3 40 градусного теплоносителя дадут нам в подачу потребительского контура уже не 60 градусов, а всего 47. Нам не хватает, что мы делаем мы в котле поднимаем температуру до 80. Тогда у нас в подачу потребительского контура попадает не 80, а около 70. В итоге в системе мы каким образом достигли нужного результата. Но что происходит в нижней части? Из обратки системы теплоноситель возвращается приблизительно на 20-25 градусов холоднее. Получается, что обратка в котел возвращается около 50 градусов. Это приведет к тому, что мы заставим котел работать конденсационном режиме. Холодной обраткой мы его слишком сильно остужаем, а требование большинству котлов разница между температурой подачи и обратки должна составлять 20 градусов, не больше. Есть такие котлы, которые декларируют 45 градусов, но не у каждого есть такой котел. Для обычного котла этот режим чрезмерный, он может работать или образовывая конденсат на стенках камеры сгорания изнутри, а может и сразу лопнуть. Это первый минус, а второй то, что мы гоняем котел на повышенных температурах, а в систему мы не можем отправить теплоноситель тот, который отдаёт котел потому, что он рармешивается теплоносителем из обратки. Исходя из этого, этого режима допускать нельзя.

     Остается последний третий режим, когда расход в котловом контуре превышает расход в потребителях и эта лишняя часть теплоносителя из котла возвращается обратно в котел подогревая холодную обратку из системы отопления, от всех остальных потребителей. Нужно это для того, чтоб когда у нас система работает в переходных режимах включился гостевой домик, включился бассейн, включился бойлер. Для того, чтобы холодный теплоноситель не нанес вред котлу, мы его подогреваем теплоносителем из котла. Только этот один режим возможен для работы гидрострелки.

    И ещё поговорим о невозможности и ненужности тех режимов, которые мы только что смотрели. С первым режимом всё просто его невозможно достичь на практике. 

    Второй мы определили как вредный, но одновременно с этим он также недостижим. Почему, потому что ситуация когда котел может выдавать 40 литров теплоносителя в минуту в то время, когда системе требуется 120 л, возможна только в одном случае, если совершили ошибку и поставили вам котел в три раза меньше мощности, чем требуется. Но эта ошибка из разряда очень заметных и она должна быть быстро устранена. Потому, что вы сразу обратите внимание на то, что ваша система не справляется со своими задачами. 

    Остаётся только третий режим который мы определили, как правильный. Этот режим характеризуется небольшим превышением расхода в контуре котла, на суммы всех расходов в контурах потребителей. Это превышение приводит к тому, что у нас начинается вертикальное движение в гидрострелке сверху вниз со скоростью 1/10 метров секунду. Это скорость расчётная, с этими расчетами вы можете встретиться в интернете. Небольшая скорость, если умножить эту скорость на площадь поперечного сечения гидрострелки, то мы получим объемный расход который попадает из подачи в обратку и этот расход нам обеспечит подогрев холодной обратки и защиту котла от температурного шока. Никакого гидравлического разделения нам оказывается не нужно. Потому что сколько выдает котел, столько и забирают потребители. А с задачей перемещение теплоносителя из подачи в обратку с целью защиты котла легко справится обычный байпас. Байпас — это трубочка по которой это количество теплоносителя будет перемещаться. Следовательно гидрострелка для разделения контура котла и контуров потребителей не нужна. 

    Так для чего же она тогда нужна? Она нужна для выполнения всего-навсего одной задачи не смотря на то, что ей переписывается множество различных функций. Эта задача обеспечения возможности работы насосов всех контуров в системе отопления. Каким образом это достигается? Представим себе, что у нас гидрострелки нет, есть 2 параллельных коллектора и на этих коллекторах установлены 2 насоса с разной производительностью. Допустим производительность первого насоса превышает производительность второго в 3 раза, что будет происходить при работе первого насоса? При разборе теплоносителя между контурами в коллекторе будет происходить разряжение, которое будет одинаковое для всего коллектора и подавая теплоноситель в коллектор обратки он будет создавать в нем повышенное давление. Получится, что разница между разряжением в коллекторе подачи и давлением в коллекторе обратки будет такая, что второй насос, просто не сможет забрать теплоноситель из коллектора подачи и подать его в коллектор обратки. У нас остановится один контур отопления и нам из этой ситуации нужно каким-то образом выходить. В этом случае мы устанавливаем гидрострелку, участок магистрали с нулевым сопротивлением. На нулевом сопротивлении разница в давлении уравняется и не будет разницы между давлением в коллекторе подачи и коллекторе обратки. И тогда второй насос свободно забирает теплоноситель из коллектора подачи и подает в коллектор обратки. Вот вся задача с которой должна справиться гидрострелка. Иными словами у нее всего одна функция и одна задача, которую она призвана решать. 

    Теперь посмотрим, что ей приписывают помимо этого. Обычный интернет ресурс, который находится в открытом доступе и вот благодаря таким ресурсам молва награждает гидрострелку волшебными свойствами. Посмотрим, что по их мнению гидрострелка делает. Увеличивает энерго эффективности посредством возрастания КПД котла. КПД котла это данность это способность котла переводить в тепло энергию сгоревшего топлива, что после котла установлено уже никакого влияния на КПД котла не оказывает. Дальше они пишут, что это приводит к снижению затрат на топливо. Кстати КПД насосов они здесь тоже указывают, что такое КПД насоса никто не знает, глупость. Обеспечивается устойчивая работа системы. Фраза не о чём, но вы прочитав это подумаете, да у меня устойчиво работать система. Исключение гидродинамического воздействия, это было бы правильно если бы не продолжение — некоторых контуров на совокупный энергетический баланс системы. Звучит солидно, но ничего не отражает. Оптимизация работы и увеличение срока эксплуатации котельного оборудования. Оптимизация работы это задача  пользователя, а не гидрострелки. Увеличение срока эксплуатации котельного оборудования, здесь этого не написано, но на других ресурсах можно встретить мнение о том, что гидрострелка защищает котел от теплового удара, на самом деле это не так. Не может гидрострелка защитить котел от теплового удара. Классическая ситуация горелка в работе, подходит температура к моменту отключения, в этот момент пропадает электричество, все гаснет, горелка гаснет, насосы остановились чугунные стенки котла на греты, поскольку горелка работала набрали уже достаточно много тепла всё остановилось разбора теплоносителя нет и теплообменник котла догревает теплоноситель который внутри котла до 100-110 градусов легко. Котел теплоизолирован и какое-то долгое время эти 110 градусов находится внутри котла. За полчаса котел не остынет, но за полчаса остынут батареи системы отопления до температуры окружающего воздуха до 25 градусов. Через полчаса подали электричество, включился насос и у нас теплоноситель температурой 25 градусов со скоростью 15 или 20 литров в минуту попадает в котел. Дальше он в котле распределяется по нижней части теплообменника, потом вы услышите треск, а это значит, что у вас лопнул теплообменник. Устойчивость системы, фраза не о чём, непонятно. Упрощение подбора насосов, здесь главное не упрощение, а необходимость подбора всё равно остаётся. Даже с гидрострелкой вы не можете упростить подбор насоса, все равно нужно подбирать насосы для каждого контура отдельно. Независимо от того, будет ли стоять гидрострелка или нет на контур бойлера прямой вы не должны ставить насос 25/100, вы поставите 25/40, потому что контур косвенного бойлера это короткий змеевик для которого нужен самый мало производительный насос. Никакого упрощения нет насосы все равно нужно подбирать. Возможность осуществлять контроль за температурным градиентом. Температурный градиент — это понятие, которое показывает изменение температуры от одной точки до другой, направление и скорость этого изменения. Зачем это нужно, тоже никто не знает, но фраза красивая. При необходимости можно изменить температуру в любом из контуров. Замечательно, но причем здесь гидрострелка? Температуру мы можем изменять посредством трёхходовой кранов.  Удобство в использовании. Ни какого особого удобства в ней нет, она просто весит на стене. Высокая экономическая эффективность, вообще не про что. Еще есть информация, что гидрострелка защищает котел и систему от грязи и шлама, поэтому вам не нужен фильтр грязевик. Глупость страшные, кто так делает, сам себя наказывает. По системе гуляет грязь около нулевой плавучести, это ил, нитки возможно которые вымыло с резьбовых соединений, ржавчина которая отшелушилась от внутренней поверхности труб и радиаторов. Ржавчина летит по системе отопления, она в ней плывет потому что её гонит теплоноситель. Попав в гидрострелку она не падает на дно, а пролетает в котел. А вот в котле она как раз будет останавливаться, потому что там происходит резкая остановка теплоносителя при попадании в большой объём там она будет осаждаться. Поэтому обязательно фильтр нужен. Если вы гидрострелку ставите для того, чтобы избавиться от грязи, то вы покупаете очень дорогой фильтр. Гидрострелка удаляет воздух, та же самая история. Слишком дорого удалять воздух гидрострелкой. На подаче из котла должна стоять группа безопасности, до всех запорных устройств. На группе безопасности есть воздухоотводчик который прекрасно справляется с удалением воздуха. На этом и остановимся. Чтобы вы нашли в описании работы гидрострелки кроме того, что она позволяет обеспечить работу всех насосов всё это остальное гидрострелке не присуще. Это всё сказки и сочинения. С технической стороной работы гидрострелки мы закончим, тут все понятно. Устройство примитивное, одна функция, ничего сложного тут нет.

     Остается вопрос, когда нам гидрострелка нужна и когда мы можем без неё обойтись? Вот тут будут возникать ответы разные от разных людей. Всё зависит от того, что человек знает о гидрострелке, насколько он ангажирован экономический на тот или иной ответ и от того какая у вас всё-таки система. Если рассматривать необходимость гидрострелки точки зрения системы, то мы вот например начинаем задумываться о гидрострелке только с того места, когда у меня в котельной возникает необходимость  установки более 4 насосов и более чем одного котла. Причем котлы должны работать в каскаде, каждый из них должен обеспечить какую-то часть энергетической потребности дома не 100 процентное резервирование. Например если у вас в котельной стоит твердотопливный котел основной и на всякий случай висит на стене электрический резервный это не 2 котла, вам гидрострелка не нужна. Если у вас в доме есть система радиаторного отопления, системы тёплых полов и бойлера косвенного нагрева, вам гидрострелка тоже не нужна. Почему? Потому что устранить конфликт между двумя насосами очень легко. Я имею в виду систему радиаторного отопления, тёплые полы, потому что насос загрузки бойлера, 3 насос, включается периодически и на момент работы насосы тёплых полов и радиаторного отопления по будут отключатся. Это так называемый приоритет бойлера, почти все системы организованы по такому принципу, в случае трех насосов вам гидрострелка не нужна. Если у вас много контуров разно-нагруженных, если у вас есть система отопления первого этажа второго, гостевой домик, домик прислуги, баня что-то из этого или все сразу, вам без гидрострелки не обойтись. Во всех остальных случаях это просто лишняя трата денег.

 

Понимание управления с измерением нагрузки

Когда что-то идет не так с гидравлическим оборудованием, техник по техническому обслуживанию обычно первым прибывает на место происшествия. Чтобы усилия технического специалиста по устранению неполадок были эффективными, он или она должны понимать, как работает оборудование.

Одним из широко используемых, но недостаточно изученных типов гидравлических систем управления является управление с измерением нагрузки.

Чувствительность к нагрузке описывает тип регулируемого управления насосом, используемый в разомкнутых контурах. Это также называется так, потому что измеряется давление, вызванное нагрузкой, ниже по потоку от отверстия, и расход насоса регулируется для поддержания постоянного перепада давления (и, следовательно, расхода) через отверстие.

Сопло обычно представляет собой направляющий регулирующий клапан с пропорциональными характеристиками потока, но в зависимости от применения может использоваться игольчатый клапан или даже фиксированное отверстие.

Управление энергосбережением

В гидравлических системах, подверженных сильным колебаниям расхода и давления, схемы измерения нагрузки могут значительно сэкономить потребляемую мощность (рис. 1). В системах, где весь доступный поток (Q) непрерывно преобразуется в полезную работу, количество входной мощности, теряемой на тепло, ограничено присущей им неэффективностью.

В системах, оснащенных насосами с фиксированным рабочим объемом, где 100 % доступного расхода требуется только периодически, оставшийся ненужный расход проходит через предохранительный клапан системы и преобразуется в тепло.

Эта ситуация усугубляется, если давление, вызванное нагрузкой (p), меньше установленного давления сброса, что приводит к дополнительным потерям мощности из-за перепада давления на измерительном отверстии (регулирующем клапане).

Аналогичная ситуация возникает в системах, оснащенных регулируемыми насосами с регулируемым давлением (с компенсацией давления), где требуется только часть доступного расхода при давлении ниже максимального в системе. Поскольку этот тип управления регулирует подачу насоса при настройке максимального давления, мощность теряется на тепло из-за большого перепада давления на измерительном отверстии.

Регулируемый регулируемый насос, чувствительный к нагрузке, в значительной степени устраняет эту неэффективность. Потери мощности на тепло ограничены относительно небольшим перепадом давления на измерительном отверстии, который поддерживается постоянным во всем диапазоне рабочего давления системы (см. нижнюю часть рисунка 1).


Рис. 1. Диаграммы расход-давление-мощность для фиксированного исполнения,
Насосы с регулированием и регулированием по нагрузке (Peter Rohner)

Конфигурация схемы измерения нагрузки

Контур с измерением нагрузки обычно имеет насос переменной производительности, как правило, аксиально-поршневой конструкции, оснащенный контроллером с измерением нагрузки, и гидрораспределитель со встроенной галереей сигналов нагрузки (рис. 2).


Рис. 2. Типовая схема цепи измерения нагрузки

Галерея сигналов нагрузки (LS, показана красным) подключается к порту сигналов нагрузки (X) на контроллере насоса. Галерея сигнала нагрузки в гидрораспределителе соединяет порты A и B секций гидрораспределителя через ряд челночных клапанов. Это гарантирует, что привод с самым высоким давлением нагрузки будет обнаружен и передан обратно в систему управления насосом.

Чтобы понять, как чувствительный к нагрузке насос и гидрораспределитель работают вместе, рассмотрим лебедку, приводящуюся в действие через клапан с ручным управлением. Оператор вызывает лебедку, перемещая золотник в направляющем клапане на 20 процентов его хода. Барабан лебедки вращается со скоростью пять оборотов в минуту.

Для ясности представьте, что направляющий клапан теперь представляет собой фиксированное отверстие. Поток через отверстие уменьшается по мере уменьшения перепада давления. По мере увеличения нагрузки на лебедку давление, создаваемое нагрузкой, после отверстия (направленного клапана) увеличивается. Это уменьшает перепад давления на отверстии, что означает, что поток через отверстие уменьшается, и лебедка замедляется.

Постоянный перепад давления равен постоянному расходу

В схеме с измерением нагрузки создаваемое нагрузкой давление после дросселя (направленного клапана) возвращается к системе управления насосом через канал сигналов нагрузки в направляющем клапане.

Чувствительный к нагрузке контроллер реагирует на увеличение давления нагрузки, слегка увеличивая подачу насоса (расход), так что давление перед отверстием увеличивается на соответствующую величину. Это поддерживает постоянный перепад давления на отверстии (направленном клапане), что поддерживает постоянный расход и, в данном случае, постоянную скорость лебедки.

Величина перепада давления или дельта p, поддерживаемая на отверстии (направленный клапан), обычно составляет от 10 до 30 бар (от 145 до 435 фунтов на квадратный дюйм). Когда все золотники находятся в центральном или нейтральном положении, порт сигнала нагрузки сбрасывается в бак, и насос поддерживает давление в режиме ожидания, равное или немного превышающее настройку дельта p регулятора нагрузки.

Высококачественные гидрораспределители с регулированием по нагрузке оснащены компенсатором давления на входе в каждую секцию клапана. Компенсатор давления в секции работает с отверстием, выбранным золотником, для поддержания постоянного расхода, независимого от колебаний давления, вызванных одновременной работой нескольких функций. Это иногда называют «чувствительным определением нагрузки».

Поскольку регулируемый насос создает расход, требуемый только исполнительными механизмами, управление с измерением нагрузки является энергоэффективным (меньше потерь на тепло), что может привести к снижению скорости окисления масла и увеличению срока службы жидкости, а также к улучшению управления исполнительным механизмом.

Чувствительное к нагрузке управление также обеспечивает постоянный расход, не зависящий от колебаний скорости вала насоса. Если скорость привода насоса уменьшается, чувствительный к нагрузке контроллер увеличивает рабочий объем (расход), чтобы поддерживать заданную дельту p на направляющем регулирующем клапане (отверстии), пока рабочий объем не станет максимальным.

Чувствительные к нагрузке органы управления насосом обычно включают в себя устройство ограничения давления, также называемое отсечкой давления или компенсатором давления. Компенсатор давления ограничивает максимальное рабочее давление, уменьшая рабочий объем насоса до нуля при достижении заданного давления.

Подробнее о передовом опыте работы с гидравлическими системами:

Семь самых распространенных ошибок при работе с гидравлическим оборудованием

Симптомы распространенных проблем с гидравликой и их основные причины

Негативные последствия фильтрации на линии всасывания

Как узнать, используете ли вы правильное гидравлическое масло?

Об авторе

Миниатюрный автоматический выключатель Carling Technologies MF1-B-34-620-3-JF2-B-C

В настоящее время: $30,41

MPN:
МФ1Б346203ДЖФ2БК
Артикул:
77171950

Гарантия

Обслуживание клиентов

  • Описание
  • Дополнительная информация
Артикул:
77171950
Вес:
0,09 фунта
так_минимальный заказ:
1
со_ци:
1
Предполагаемая дата отправки специального заказа:
Специальный заказ (доставка примерно 2-3 недели)
Доступно для специального заказа:
Шаг 1
QPO:
0
MPN:
МФ1Б346203ДЖФ2БК

Carling Technologies M-Series — это миниатюрный гидравлический магнитный автоматический выключатель, отличающийся компактной компактной конструкцией, защелкивающимся креплением на передней панели и вертикальным расположением параллельных полюсов.

 

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОДУКТА:

  • Деталь №: MF1-B-34-620-3-JF2-B-C
  • Номинальные параметры: от 0,02 до 50 А, до 125/250 В переменного тока или 80 В постоянного тока
  • Сертификаты: признан UL, CSA, VDE, TUV, список UL489A
  • Привод: одноцветный с угловой подсветкой
  • Количество полюсов: один
  • Цепь: последовательное отключение (ток) без вспомогательного выключателя
  • Частота и задержка: постоянный ток, 50/60 Гц, средний
  • Номинальный ток (Ампер): 20.000
  • Клемма: Винт 8-32 (тип шины)
  • Клавишная подсветка: зеленый светодиод с резистором, 9–16 В пост. тока
  • Привод/обозначения Цвет: белый полупрозрачный/черный
  • Легенда: 2 ВКЛ.-ВЫКЛ. Вертикально
  • Цвет/стиль безеля: B — черный без защиты от рокера
  • Сертификаты: C — Признан UL и принят CSA
  • Области применения: Коммуникационное оборудование • Транспортные средства • Судостроение • Генераторы • Блоки питания • Медицинское оборудование

Состояние продукта: НОВОЕ

Рекомендуемые надежные бренды

Континенталь ВДО Повторить Литтельфьюз Коул Херси Мерфи Хелла

Континенталь ВДО Повторить Литтельфьюз Коул Херси Мерфи Хелла

Просмотреть все бренды


Товары для магазина

Закупки и источники

Найдите нужную часть, материал из нашей огромной глобальной сети ресурсов.

Узнать больше

Решения и возможности

Нужна помощь в решении проблемы, прототипировании решения или некоторых других специализированных навыках.

Узнать больше

Инженерные решения

Реверс-инжиниринг, 3D-моделирование, тестирование и опыт усовершенствования деталей.

Узнать больше

Оптовые аккаунты

Используйте покупательную способность, получайте представление об отрасли и оставайтесь на связи в больших масштабах.

Узнать больше

«Больше, чем просто сайт запчастей. Менеджер по работе с клиентами помог нам заранее спланировать запасы, чтобы мы могли избежать сбоев в нашем производственном графике. Их инженерные ресурсы были доступны, чтобы помочь с нашими требованиями приложения. Очень рекомендую эту команду!” — Довольный клиент

ДЕЛАЕТЕ КРУПНУЮ ПОКУПКУ?

Поговорите с опытным менеджером по работе с клиентами, который поможет поддержать ваш бизнес.

Узнать подробности

ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ – Прикладное промышленное электричество

Важность электробезопасности

С помощью этого урока я надеюсь избежать распространенной ошибки, встречающейся в учебниках по электронике, когда либо игнорируется, либо недостаточно подробно освещается предмет электробезопасности. Я предполагаю, что у тех, кто читает эту книгу, есть хотя бы мимолетный интерес к реальной работе с электричеством, и поэтому тема безопасности имеет первостепенное значение.

Еще одним преимуществом включения подробного урока по электробезопасности является практический контекст, который он устанавливает для основных понятий напряжения, тока, сопротивления и проектирования цепей. Чем более актуальной может быть техническая тема, тем больше вероятность того, что студент обратит внимание и поймет. А что может быть более актуальным, чем применение для вашей личной безопасности? Кроме того, с учетом того, что электричество является повседневным явлением в современной жизни, почти каждый может понять иллюстрации, приведенные в таком уроке. Вы когда-нибудь задумывались, почему птиц не бьет током, когда они отдыхают на линиях электропередач? Читайте дальше и узнайте!

Физиологические эффекты электричества

Большинство из нас сталкивались с той или иной формой «электрического шока», когда электричество причиняет нашему телу боль или травму. Если нам повезет, степень этого опыта ограничивается покалыванием или толчками боли из-за накопления статического электричества, разряжающегося через наши тела. Когда мы работаем с электрическими цепями, способными подавать большую мощность на нагрузки, поражение электрическим током становится гораздо более серьезной проблемой, а боль — наименее значимым результатом удара.

Поскольку электрический ток проходит через материал, любое противодействие току (сопротивление) приводит к рассеянию энергии, обычно в виде тепла. Это самый простой и простой для понимания эффект электричества на живую ткань: ток заставляет ее нагреваться. Если количество выделяемого тепла достаточно, ткань может быть сожжена. Эффект физиологический, такой же, как повреждение, вызванное открытым пламенем или другим высокотемпературным источником тепла, за исключением того, что электричество имеет способность сжигать ткани глубоко под кожей жертвы, даже сжигая внутренние органы.

Влияние электрического тока на нервную систему

Еще одно воздействие электрического тока на организм, пожалуй, самое значительное с точки зрения опасности, касается нервной системы. Под «нервной системой» я подразумеваю сеть особых клеток в организме, называемых нервными клетками или нейронами, которые обрабатывают и проводят множество сигналов, отвечающих за регуляцию многих функций организма. Головной мозг, спинной мозг и сенсорные/моторные органы в организме функционируют вместе, чтобы позволить ему ощущать, двигаться, реагировать, думать и запоминать.

Нервные клетки взаимодействуют друг с другом, действуя как «преобразователи», создавая электрические сигналы (очень небольшие напряжения и токи) в ответ на ввод определенных химических соединений, называемых нейротрансмиттерами , и высвобождая эти нейротрансмиттеры при стимуляции электрическими сигналами. Если через живое существо (человека или иное) провести электрический ток достаточной силы, его эффект будет состоять в том, чтобы преобладать над крошечными электрическими импульсами, обычно генерируемыми нейронами, перегружая нервную систему и не позволяя как рефлекторным, так и волевым сигналам проходить. привести в действие мышцы. Мышцы, спровоцированные внешним (ударным) током, будут непроизвольно сокращаться, и пострадавший ничего не может с этим поделать.

Эта проблема особенно опасна, если пострадавший касается руками проводника под напряжением. Мышцы предплечья, отвечающие за сгибание пальцев, как правило, развиты лучше, чем мышцы, отвечающие за разгибание пальцев, и поэтому, если обе группы мышц попытаются сократиться из-за электрического тока, проходящего через руку человека, «сгибающие» мышцы будут побеждать, сжимая их. пальцы в кулак. Если проводник, подающий ток к пострадавшему, обращен к ладони его или ее руки, это сжимающее действие заставит руку крепко схватиться за провод, что ухудшит ситуацию, обеспечив отличный контакт с проводом. Жертва будет совершенно не в состоянии отпустить провод.

В медицине это состояние непроизвольного сокращения мышц называется столбняком . Электрики, знакомые с этим эффектом поражения электрическим током, часто называют обездвиженную жертву поражения электрическим током «застывшей на цепи». Столбняк, вызванный шоком, может быть прерван только путем остановки тока через пострадавшего.

Даже когда ток остановлен, жертва может некоторое время не восстанавливать произвольный контроль над своими мышцами, так как химический состав нейротрансмиттеров пришел в беспорядок. Этот принцип был применен в устройствах «электрошокового оружия», таких как электрошокеры, которые основаны на принципе мгновенного поражения жертвы импульсом высокого напряжения, подаваемым между двумя электродами. Удачный удар током временно (на несколько минут) обездвиживает пострадавшего.

Однако электрический ток способен воздействовать не только на скелетные мышцы жертвы шока. Мышца диафрагмы, управляющая легкими, и сердце, которое само по себе является мышцей, также могут быть «заморожены» в состоянии столбняка электрическим током. Даже слишком слабые токи, чтобы вызвать столбняк, часто способны искажать сигналы нервных клеток настолько, что сердце не может нормально биться, вызывая состояние, известное как фибрилляция . Фибрилляционное сердце трепещет, а не бьется, и неэффективно перекачивает кровь к жизненно важным органам тела. В любом случае смерть от удушья и/или остановки сердца обязательно наступит в результате достаточно сильного электрического тока через тело. По иронии судьбы, медицинский персонал использует сильный разряд электрического тока, приложенный к груди пострадавшего, чтобы «запустить» фибрилляционное сердце и привести его к нормальному ритму.

Эта последняя деталь приводит нас к еще одной опасности поражения электрическим током, характерной для систем общественного питания. Хотя наше первоначальное исследование электрических цепей будет сосредоточено почти исключительно на постоянном токе (постоянный ток или электричество, которое движется в непрерывном направлении в цепи), современные энергосистемы используют переменный ток или переменный ток. Технические причины такого предпочтения переменного тока в энергосистемах не имеют отношения к этому обсуждению, но особые опасности каждого вида электроэнергии очень важны для темы безопасности.

Воздействие переменного тока на организм во многом зависит от частоты. Низкочастотный (от 50 до 60 Гц) переменный ток используется в домашних хозяйствах США (60 Гц) и Европы (50 Гц); он может быть опаснее высокочастотного переменного тока и в 3-5 раз опаснее постоянного тока того же напряжения и силы тока. Низкочастотный переменный ток вызывает продолжительное сокращение мышц (тетания), которое может приморозить руку к источнику тока, продлевая воздействие. Постоянный ток чаще всего вызывает одиночное судорожное сокращение, которое часто отталкивает жертву от источника тока.

Переменная природа

переменного тока имеет большую тенденцию приводить нейроны кардиостимулятора сердца в состояние фибрилляции, тогда как постоянный ток имеет тенденцию просто останавливать сердце. Как только ток разряда остановлен, «замороженное» сердце имеет больше шансов восстановить нормальную картину сокращений, чем сердце с фибрилляцией. Вот почему «дефибрилляционное» оборудование, используемое медиками скорой помощи, работает: импульс тока, подаваемый дефибриллятором, имеет постоянный ток, который останавливает фибрилляцию и дает сердцу шанс восстановиться.

В любом случае электрические токи, достаточно сильные для того, чтобы вызвать непроизвольное сокращение мышц, опасны, и их следует избегать любой ценой. В следующем разделе мы рассмотрим, как такие токи обычно входят в тело и выходят из него, а также рассмотрим меры предосторожности против таких явлений.

  • Электрический ток способен вызывать глубокие и тяжелые ожоги тела из-за рассеивания мощности на электрическом сопротивлении тела.
  • Столбняк — это состояние, при котором мышцы непроизвольно сокращаются из-за прохождения внешнего электрического тока через тело. Когда непроизвольное сокращение мышц, контролирующих пальцы, приводит к тому, что жертва не может отпустить проводник под напряжением, говорят, что жертва «застыла в цепи».
  • Диафрагма (легкое) и сердечная мышца одинаково подвержены воздействию электрического тока. Даже токи, слишком слабые, чтобы вызвать столбняк, могут быть достаточно сильными, чтобы воздействовать на нейроны кардиостимулятора сердца, заставляя сердце трепетать, а не сильно биться.
  • Постоянный ток (DC) с большей вероятностью вызовет мышечный столбняк, чем переменный ток (AC), в результате чего постоянный ток с большей вероятностью может «заморозить» пострадавшего в сценарии шока. Тем не менее, переменный ток с большей вероятностью вызовет фибрилляцию сердца пострадавшего, что является более опасным состоянием для пострадавшего после того, как ток разряда был остановлен.

 

Электричество требует полного пути (цепи) для непрерывного протекания. Вот почему удар, полученный от статического электричества, является только мгновенным толчком: течение тока обязательно кратковременно, когда статические заряды уравниваются между двумя объектами. Такие разряды самоограниченной продолжительности редко бывают опасными.

Без двух контактных точек на корпусе для входа и выхода тока, соответственно, нет опасности поражения электрическим током. Вот почему птицы могут безопасно отдыхать на высоковольтных линиях электропередач, не получая ударов током: они соприкасаются с цепью только в одной точке.

Рисунок 1.1

Для того чтобы ток протекал по проводнику, должно присутствовать напряжение, которое мотивирует его. Напряжение, как вы должны помнить, всегда относительно между двумя точками . Не существует такого понятия, как напряжение «включено» или «в» одной точке цепи, поэтому птица, контактирующая с одной точкой в ​​​​вышеприведенной цепи, не имеет напряжения, приложенного к ее телу, чтобы установить ток через нее. Да, несмотря на то, что они опираются на две ножки , обе ножки касаются одного и того же провода, что делает их электрически общий . С точки зрения электричества, обе ноги птицы касаются одной и той же точки, поэтому между ними нет напряжения, которое могло бы стимулировать ток через тело птицы.

Это может привести к мысли, что невозможно получить удар током, коснувшись только одного провода. Как и птицы, если мы обязательно коснемся только одного провода за раз, мы будем в безопасности, верно? К сожалению, это неправильно. В отличие от птиц, люди обычно стоят на земле, когда касаются «живого» провода. Во многих случаях одна сторона энергосистемы будет преднамеренно соединена с заземлением, поэтому человек, касающийся одного провода, фактически устанавливает контакт между двумя точками в цепи (проводом и заземлением):

Рисунок 1.2

Символ заземления представляет собой набор из трех горизонтальных полос уменьшающейся ширины, расположенных в левом нижнем углу показанной цепи, а также у ног человека, подвергаемого удару током. В реальной жизни заземление энергосистемы состоит из какого-то металлического проводника, закопанного глубоко в землю для обеспечения максимального контакта с землей. Этот проводник электрически соединен с соответствующей точкой соединения на цепи толстым проводом. Связь жертвы с землей осуществляется через ноги, которые касаются земли.

В этот момент у ученика обычно возникает несколько вопросов:

  • Если наличие точки заземления в цепи обеспечивает легкую точку контакта для кого-то, кто может получить удар током, зачем вообще иметь ее в цепи? Разве незаземленная цепь не была бы безопаснее?
  • Человек, которого шокируют, скорее всего, не босиком. Если резина и ткань являются изоляционными материалами, то почему их обувь не защищает их, предотвращая образование цепи?
  • Насколько хорошим дирижером может быть грязь быть? Если вы можете получить удар током через землю, почему бы не использовать землю в качестве проводника в наших силовых цепях?

Отвечая на первый вопрос, наличие преднамеренной «заземляющей» точки в электрической цепи предназначено для обеспечения того, чтобы одна ее сторона была безопасна для контакта. Обратите внимание, что если наша жертва на приведенной выше диаграмме коснется нижней стороны резистора, ничего не произойдет, даже если ее ноги все еще будут касаться земли:

Рисунок 1.3

Поскольку нижняя часть цепи надежно соединена с землей через точку заземления в левом нижнем углу цепи, нижний проводник цепи имеет электрически общий с заземлением. Поскольку между электрически общими точками не может быть напряжения, на человека, контактирующего с нижним проводом, не будет подано напряжение, и он не получит удар током. По той же причине провод, соединяющий цепь с заземляющим стержнем / пластинами, обычно остается оголенным (без изоляции), так что любой металлический предмет, с которым он соприкасается, будет аналогичным образом электрически общим с землей.

Заземление цепи гарантирует, что по крайней мере в одной точке цепи будет безопасно прикасаться. Но как насчет того, чтобы оставить цепь полностью незаземленной? Разве это не сделало бы любого человека, касающегося всего лишь одного провода, таким же безопасным, как птица, сидящая только на одном проводе? В идеале да. Практически нет. Посмотрите, что происходит без заземления:

Рисунок 1.4

Несмотря на то, что ноги человека все еще соприкасаются с землей, прикосновение к любой отдельной точке цепи должно быть безопасным. Поскольку через тело человека от нижней стороны источника напряжения к верхней не образуется полный путь (цепь), ток не может пройти через человека. Однако все это может измениться из-за случайного заземления, например, если ветка дерева касается линии электропередачи и обеспечивает соединение с заземлением. Такое случайное соединение проводника энергосистемы с землей (землей) называется замыкание на землю .

Рисунок 1.5

Замыкания на землю

Замыкания на землю могут быть вызваны многими причинами, в том числе скоплением грязи на изоляторах линий электропередач (создание пути грязной воды для тока от проводника к опоре и земле во время дождя), просачиванию грунтовых вод в подземные проводники линий электропередач , а птицы приземляются на линии электропередач, соединяя линию со столбом своими крыльями. Учитывая множество причин замыканий на землю, они, как правило, непредсказуемы. В случае с деревьями никто не может гарантировать , провод которого может касаться их ответвлений. Если бы дерево задело верхний провод в цепи, это сделало бы верхний провод безопасным для прикосновения, а нижний — опасным — полная противоположность предыдущему сценарию, когда дерево касается нижнего провода:

. Рисунок 1.6

Если ветка дерева соприкасается с верхним проводом, этот провод становится заземляющим проводником в цепи, электрически общим с заземлением. Следовательно, между этим проводом и землей нет напряжения, но есть полное (высокое) напряжение между нижним проводом и землей. Как упоминалось ранее, ветки деревьев являются лишь одним из потенциальных источников замыканий на землю в энергосистеме. Рассмотрим незаземленную энергосистему без соприкасающихся деревьев, но на этот раз с два человека касаются одиночных проводов:

Рисунок 1.7

Когда каждый человек стоит на земле и контактирует с разными точками цепи, путь ударного тока проходит через одного человека, через землю и через другого человека. Несмотря на то, что каждый человек думает, что безопасно коснуться только одной точки цепи, их совместные действия создают смертельный сценарий. По сути, один человек действует как замыкание на землю, что делает его небезопасным для другого человека. Именно поэтому незаземленные энергосистемы опасны: напряжение между любой точкой цепи и землей (землей) непредсказуемо, потому что замыкание на землю может возникнуть в любой точке цепи в любое время. Единственный персонаж, который гарантированно будет в безопасности в этих сценариях, — это птица, которая вообще не имеет связи с землей! Надежно соединив назначенную точку цепи с заземлением («заземлив» цепь), по крайней мере, безопасность может быть обеспечена в этой точке. Это является большей гарантией безопасности, чем полное отсутствие заземления.

Отвечая на второй вопрос, обувь с резиновой подошвой до действительно обеспечивает некоторую электрическую изоляцию, помогающую защитить кого-то от прохождения ударного тока через ноги. Тем не менее, большинство распространенных моделей обуви не должны быть электрически «безопасными», их подошвы слишком тонкие и не из нужного материала. Кроме того, любая влага, грязь или токопроводящие соли от пота тела на поверхности подошвы обуви или через нее могут поставить под угрозу те небольшие изолирующие свойства обуви, которые она изначально имела. Есть обувь, специально предназначенная для опасных электромонтажных работ, а также толстые резиновые коврики, на которых можно стоять при работе с электрическими цепями, но эти специальные части снаряжения должны быть в абсолютно чистом и сухом состоянии, чтобы быть эффективными. Достаточно сказать, что обычной обуви недостаточно, чтобы гарантировать защиту от поражения электрическим током от энергосистемы.

Исследования контактного сопротивления между частями человеческого тела и точками контакта (например, землей) показывают широкий диапазон цифр (см. в конце главы информацию об источнике этих данных):

  • Контакт с руками или ногами, с резиновой изоляцией: 20 МОм тип.
  • Контакт ноги через кожаную подошву обуви (сухой): от 100 кОм до 500 кОм
  • Контакт ноги через кожаную подошву обуви (влажную): от 5 кОм до 20 кОм

Как видите, не только резина является гораздо лучшим изоляционным материалом, чем кожа, но и присутствие воды в пористом веществе, таком как кожа значительно снижает электрическое сопротивление .

Отвечая на третий вопрос, грязь не очень хороший проводник (по крайней мере, когда она сухая!). Это слишком плохой проводник, чтобы поддерживать непрерывный ток для питания нагрузки. Однако, как мы увидим в следующем разделе, требуется очень небольшой ток, чтобы ранить или убить человека, поэтому даже плохой проводимости грязи достаточно, чтобы обеспечить путь для смертельного тока, когда имеется достаточное напряжение, как обычно находится в энергосистемах.

Некоторые поверхности земли являются лучшими изоляторами, чем другие. Асфальт, например, на масляной основе обладает гораздо большей устойчивостью, чем большинство видов грязи или камня. Бетон, с другой стороны, имеет тенденцию иметь довольно низкое сопротивление из-за содержания в нем воды и электролита (проводящего химического вещества).

  • Поражение электрическим током может произойти только при контакте между двумя точками цепи; при подаче напряжения на тело пострадавшего.
  • Силовые цепи обычно имеют обозначенную точку, которая «заземляется»: прочно соединена с металлическими стержнями или пластинами, закопанными в землю, чтобы гарантировать, что одна сторона цепи всегда находится под потенциалом земли (нулевое напряжение между этой точкой и землей).
  • Замыкание на землю — это случайное соединение между проводником цепи и землей (землей).
  • Специальная изолирующая обувь и коврики предназначены для защиты людей от ударов током через заземление, но даже эти элементы снаряжения должны быть чистыми и сухими, чтобы быть эффективными. Обычная обувь недостаточно хороша, чтобы обеспечить защиту от ударов, изолируя ее владельца от земли.
  • Хотя грязь — плохой проводник, она может проводить ток, достаточный для того, чтобы ранить или убить человека.

Обычная фраза, которую можно услышать в отношении электробезопасности, звучит примерно так: « Убивает не напряжение, а ток ! ” Хотя в этом есть доля правды, нужно понять больше об опасности поражения электрическим током, чем эта простая поговорка. Если бы напряжение не представляло опасности, никто бы никогда не печатал и не вывешивал таблички с надписью: ОПАСНОСТЬ — ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ!

Принцип «текущие убийства» по сути верен. Это электрический ток, который сжигает ткани, замораживает мышцы и вызывает фибрилляцию сердца. Однако электрический ток не возникает сам по себе: должно быть доступное напряжение, чтобы ток протекал через жертву. Тело человека также оказывает сопротивление току, что необходимо учитывать.

Взяв закон Ома для напряжения, тока и сопротивления и выразив его через ток при заданном напряжении и сопротивлении, мы получим следующее уравнение:

[латекс]\textbf{закон Ома}[/латекс]

[латекс]Ток=\фрак{Напряжение}{Сопротивление}[/латекс]                [латекс]I=\фрак{E}{R }[/латекс]

 

Величина тока, протекающего через тело, равна величине напряжения, приложенного между двумя точками на этом теле, деленному на электрическое сопротивление тела между этими двумя точками. Очевидно, что чем большее напряжение может вызвать протекание тока, тем легче он будет течь через любое заданное сопротивление. Отсюда опасность высокого напряжения, которое может генерировать достаточный ток, чтобы вызвать травму или смерть. И наоборот, если тело имеет более высокое сопротивление, при любом заданном напряжении будет течь меньший ток. То, насколько опасно напряжение, зависит от того, насколько велико общее сопротивление в цепи, противодействующее протеканию электрического тока.

Сопротивление тела не является фиксированной величиной. Это варьируется от человека к человеку и время от времени. Существует даже методика измерения телесного жира, основанная на измерении электрического сопротивления между пальцами ног и пальцев человека. Различное процентное содержание жира в организме обеспечивает различное сопротивление: одна переменная влияет на электрическое сопротивление в организме человека. Чтобы метод работал точно, человек должен регулировать потребление жидкости за несколько часов до теста, что указывает на то, что гидратация тела является еще одним фактором, влияющим на электрическое сопротивление тела.

Сопротивление тела также варьируется в зависимости от того, как осуществляется контакт с кожей: от руки к руке, от руки к ноге, от стопы к стопе, от руки к локтю и т. д. Пот, богатый солью и минералами , является отличным проводником электричества, будучи жидкостью. Как и кровь с таким же высоким содержанием проводящих химических веществ. Таким образом, контакт с проводом потной рукой или открытой раной будет оказывать гораздо меньшее сопротивление току, чем контакт с чистой сухой кожей.

Измеряя электрическое сопротивление чувствительным измерителем, я измеряю приблизительно 1 миллион Ом сопротивления (1 МОм) на руках, держа между пальцами металлические щупы измерителя. Измеритель показывает меньшее сопротивление, когда я сильно сжимаю щупы, и большее сопротивление, когда я держу их свободно. Я сижу здесь за своим компьютером, печатая эти слова, и мои руки чисты и сухи. Если бы я работал в какой-то жаркой, грязной промышленной среде, сопротивление между моими руками, вероятно, было бы намного меньше, что представляло бы меньшее сопротивление смертельно опасному току и большую угрозу поражения электрическим током.

Насколько опасен электрический ток?

Ответ на этот вопрос также зависит от нескольких факторов. Индивидуальная химия тела оказывает значительное влияние на то, как электрический ток влияет на человека. Некоторые люди очень чувствительны к току, испытывая непроизвольные сокращения мышц при ударах статическим электричеством. Другие могут высекать большие искры от разряда статического электричества и почти не ощущать этого, не говоря уже о мышечном спазме. Несмотря на эти различия, приблизительные рекомендации были разработаны с помощью тестов, которые показывают, что для проявления вредного воздействия требуется очень небольшой ток (опять же, см. в конце главы информацию об источнике этих данных). Все значения тока даны в миллиамперах (миллиампер равен 1/1000 ампера):

ЭФФЕКТ ТЕЛА МУЖЧИНЫ/ЖЕНЩИНЫ ПОСТОЯННЫЙ ТОК (DC) 60 Гц 100 кГц
Небольшое ощущение в руке(ах) Мужчины 1,0 мА 0,4 мА 7 мА
Женщины 0,6 мА 0,3 мА 5 мА
Порог боли Мужчины 5,2 мА 1,1 мА 12 мА
Женщины 3,5 мА 0,7 мА 8 мА
Болезненно, но произвольный контроль мышц сохраняется Мужчины 62 мА 9 мА 55 мА
Женщины 41 мА 6 мА 37 мА
Болезненный, не могу отпустить провода Мужчины 76 мА 16 мА 75 мА
Женщины 60 мА 15 мА 63 мА
Сильная боль, затрудненное дыхание Мужчины 90 мА 23 мА 94 мА
Женщины 60 мА 15 мА 63 мА
Возможная фибрилляция сердца через 3 секунды Мужчины и женщины 500 мА 100 мА

«Гц» обозначает единицу измерения Герц . Это мера того, насколько быстро меняется переменный ток, также известная как частота . Так, столбец цифр с надписью «60 Гц переменного тока» относится к току, который чередуется с частотой 60 циклов (1 цикл = период времени, когда ток течет в одном направлении, затем в другом) в секунду. Последний столбец, помеченный как «10 кГц переменного тока», относится к переменному току, который совершает десять тысяч (10 000) циклов туда и обратно каждую секунду.

Имейте в виду, что эти цифры приблизительны, так как люди с разным химическим составом тела могут реагировать по-разному. Было высказано предположение, что тока всего 17 миллиампер переменного тока через грудную клетку достаточно, чтобы вызвать фибрилляцию у человека при определенных условиях. Большинство наших данных относительно индуцированной фибрилляции получено в результате испытаний на животных. Очевидно, что проводить тесты индуцированной фибрилляции желудочков на людях нецелесообразно, поэтому имеющиеся данные отрывочны. О, и если вам интересно, я понятия не имею, почему женщины более восприимчивы к электрическому току, чем мужчины! Предположим, мне нужно было положить руки на клеммы источника переменного напряжения с частотой 60 Гц (60 циклов в секунду). Какое напряжение потребуется в этом состоянии чистой, сухой кожи, чтобы произвести ток в 20 миллиампер (достаточно, чтобы я не смог отпустить источник напряжения)? Мы можем использовать закон Ома, чтобы определить это:

[латекс]E = ИК[/латекс]

[латекс]E = (20 мА)(1 М \Омега)[/латекс]

[латекс]\textbf{E = 20 000 вольт, или 20 кВ}[/латекс]

Имейте в виду, что это «наилучший сценарий» (чистая, сухая кожа) с точки зрения электробезопасности, и что это значение напряжения представляет собой величину, необходимую для возникновения столбняка. Гораздо меньше потребуется, чтобы вызвать болевой шок! Кроме того, имейте в виду, что физиологические эффекты любой конкретной силы тока могут значительно различаться от человека к человеку, и что эти расчеты грубая оценка только .

Побрызгав на пальцы водой для имитации пота, я смог измерить сопротивление рукопашного боя всего 17 000 Ом (17 кОм). Имейте в виду, что только один палец каждой руки касается тонкой металлической проволоки. Пересчитав напряжение, необходимое для возникновения тока в 20 миллиампер, получим такую ​​цифру:

[латекс]E = ИК[/латекс]

[латекс]E = (20 мА)(17 кОм)[/латекс]   

[латекс]\textbf{E = 340 В}[ /латекс]

В этом реалистичном состоянии достаточно 340 вольт потенциала от одной моей руки к другой, чтобы вызвать 20 миллиампер тока. Тем не менее, все еще можно получить смертельный удар от меньшего напряжения, чем это. При гораздо более низком показателе сопротивления тела, увеличенном за счет контакта с кольцом (золотая полоса, обернутая вокруг пальца, является отличной точкой контакта для поражения электрическим током) или полного контакта с крупным металлическим предметом, таким как труба или металл. ручкой инструмента показатель сопротивления тела может упасть до 1000 Ом (1 кОм), что позволяет даже более низкому напряжению представлять потенциальную опасность.

[латекс]E = ИК[/латекс]

[латекс]E = (20 мА)(1 кОм)[/латекс]

[латекс]\textbf{E = 20 В}[ /латекс]

Обратите внимание, что в этом состоянии 20 вольт достаточно, чтобы произвести через человека ток силой 20 миллиампер; достаточно, чтобы вызвать столбняк. Помните, было высказано предположение, что ток силой всего 17 миллиампер может вызвать фибрилляцию желудочков (сердца). При сопротивлении рукопашного боя 1000 Ом для создания этого опасного состояния потребуется всего 17 вольт.

[латекс]E = ИК[/латекс]
[латекс]E = (17 мА)(1 кВт)[/латекс]
[латекс]\textbf{E = 17 В}[/латекс]

Семнадцать вольт не так уж и много для электрических систем. Конечно, это «наихудший» сценарий с переменным напряжением 60 Гц и отличной проводимостью тела, но он показывает, насколько малое напряжение может представлять серьезную угрозу при определенных условиях.

Условия, необходимые для создания сопротивления тела 1000 Ом, не обязательно должны быть такими экстремальными, как то, что было представлено (потная кожа с контактом на золотом кольце). Сопротивление тела может уменьшаться при приложении напряжения (особенно если столбняк заставляет пострадавшего сильнее сжимать проводник), так что при постоянном напряжении удар может усилиться после первого контакта. То, что начинается как легкий шок — достаточно, чтобы «заморозить» жертву, чтобы она не могла отпустить, — может перерасти во что-то достаточно серьезное, чтобы убить ее, поскольку сопротивление их тела уменьшается, а ток соответственно увеличивается.

Исследования предоставили примерный набор цифр электрического сопротивления точек контакта человека в различных условиях:

 

Ситуация Сухой Влажный
Провод, на который нажали пальцем 40 000 Ом – 1 000 000 Ом 4 000 Ом – 15 000 Ом
Трос, удерживаемый рукой 15 000 Ом – 50 000 Ом 3000 Ом – 5000 Ом
Металлические плоскогубцы, удерживаемые вручную 5 000 Ом – 10 000 Ом 1000 Ом – 3000 Ом
Контакт с ладонью 3000 Ом – 8000 Ом 1000 Ом – 2000 Ом
1,5-дюймовая металлическая труба, удерживаемая одной рукой 1000 Ом – 3000 Ом 500 Ом – 1500 Ом
1,5-дюймовая металлическая труба, удерживаемая двумя руками 500 Ом – 1500 кОм 250 Ом – 750 Ом
Рука, погруженная в проводящую жидкость 200 Ом – 500 Ом
Ножка, погруженная в проводящую жидкость 100 Ом – 300 Ом

 

Обратите внимание на значения сопротивления для двух условий с участием 1,5-дюймовой металлической трубы. Сопротивление, измеренное двумя руками, сжимающими трубу, составляет ровно половину сопротивления одной руки, сжимающей трубу.

Рис. 1.8

Двумя руками площадь контакта с телом в два раза больше, чем с одной рукой. Это важный урок: электрическое сопротивление между любыми контактирующими объектами уменьшается с увеличением площади контакта при прочих равных условиях. Двумя руками держа трубу, ток имеет две, параллельных маршрутов, по которым течет от трубы к телу (или наоборот).

Рис. 1.9.

. Как мы увидим в одной из последующих глав, параллельных путей цепи всегда дают меньшее общее сопротивление, чем любой отдельный путь, рассматриваемый отдельно.

В промышленности 30 вольт обычно считаются консервативным пороговым значением для опасного напряжения. Осторожный человек должен расценивать любое напряжение выше 30 вольт как опасное, не полагаясь на нормальное сопротивление тела для защиты от удара. Тем не менее, держать руки в чистоте и сухости и снимать все металлические украшения при работе с электричеством — отличная идея. Даже при более низком напряжении металлические украшения могут представлять опасность, проводя ток, достаточный для того, чтобы обжечь кожу, если они соприкасаются между двумя точками цепи. Металлические кольца, в частности, были причиной более чем нескольких обожженных пальцев, устанавливая мосты между точками в низковольтной, сильноточной цепи.

Кроме того, напряжение ниже 30 В может быть опасным, если его достаточно, чтобы вызвать неприятные ощущения, которые могут привести к рывку и случайному контакту с более высоким напряжением или какой-либо другой опасности. Я помню, как однажды жарким летним днем ​​работал над автомобилем. Я был в шортах, моя голая нога касалась хромированного бампера автомобиля, когда я затягивал контакты аккумулятора. Когда я коснулся металлическим ключом положительной (незаземленной) стороны 12-вольтовой батареи, я почувствовал покалывание в том месте, где моя нога касалась бампера. Сочетание плотного контакта с металлом и моей потной кожи позволило ощутить удар всего 12-вольтовым электрическим потенциалом.

К счастью, ничего страшного не произошло, но если бы двигатель работал и удар ощущался не в ноге, а в руке, я мог бы рефлекторно дернуть руку на пути вращающегося вентилятора или уронить металлический ключ на клеммы аккумулятора (вызвав большие величины тока через гаечный ключ с большим количеством сопровождающих искр). Это иллюстрирует еще один важный урок, касающийся электробезопасности; что электрический ток сам по себе может быть косвенной причиной травмы, заставляя вас прыгать или сокращать части вашего тела, нанося вред.

Путь тока, проходящий через человеческое тело, влияет на то, насколько он вреден. Ток воздействует на все мышцы, находящиеся на его пути, и, поскольку мышцы сердца и легких (диафрагмы), вероятно, являются наиболее важными для выживания, пути удара, пересекающие грудную клетку, являются наиболее опасными. Это делает путь ударного тока из рук в руки очень вероятным способом получения травм и летального исхода.

Во избежание подобных ситуаций рекомендуется работать только одной рукой с цепями под напряжением, находящимися под опасным напряжением, а другую руку держать в кармане, чтобы случайно ничего не задеть. Конечно, это всегда безопаснее работать с цепью, когда она обесточена, но это не всегда практично или возможно. При работе одной рукой правая рука обычно предпочтительнее левой по двум причинам: большинство людей правши (что обеспечивает дополнительную координацию при работе), а сердце обычно расположено слева от центра в грудной полости.

Для левшей этот совет может оказаться не самым лучшим. Если такой человек недостаточно координирует свою правую руку, он может подвергать себя большей опасности, используя руку, с которой ему наименее комфортно, даже если ударный ток через эту руку может представлять большую опасность для его сердца. Относительная опасность удара током одной рукой или другой, вероятно, меньше, чем опасность работы с менее чем оптимальной координацией, поэтому выбор руки лучше оставить на усмотрение человека.

Наилучшей защитой от поражения электрическим током от цепи под напряжением является сопротивление, а сопротивление телу можно повысить с помощью изолированных инструментов, перчаток, обуви и другого снаряжения. Ток в цепи представляет собой функцию доступного напряжения, деленную на 90 298 общих сопротивлений 90 299 на пути потока. Как мы рассмотрим более подробно позже в этой книге, сопротивления имеют аддитивный эффект, когда они сложены таким образом, что существует только один путь для протекания тока:

. Рисунок 1.10

 

Лицо, находящееся в непосредственном контакте с источником напряжения: сила тока ограничивается только сопротивлением тела.

[латекс]I = \frac{E}{R_{boot}}[/latex]

 

Теперь мы увидим эквивалентную схему для человека в утепленных перчатках и ботинках:

Рисунок 1.11

 

Человек в изолирующих перчатках и ботинках;

Ток теперь ограничен сопротивлением цепи:

[латекс]I = \frac{E}{R_{перчатка}+R_{тело}+R_{ботинок}+}[/latex]

 

Поскольку электрический ток должен пройти через ботинок и тело и перчатку, чтобы завершить свою цепь обратно к батарее, сумма ( сумма ) этих сопротивлений препятствует протеканию тока в большей степени, чем любая другая. сопротивлений, рассматриваемых индивидуально.

Безопасность — одна из причин, по которой электрические провода обычно покрывают пластиковой или резиновой изоляцией: чтобы значительно увеличить величину сопротивления между проводником и кем-либо или чем-либо, кто может с ним соприкоснуться. К сожалению, было бы непомерно дорого заделывать проводники ЛЭП недостаточной изоляцией для обеспечения безопасности в случае случайного прикосновения. Таким образом, безопасность поддерживается за счет того, что эти линии находятся достаточно далеко от досягаемости, чтобы никто не мог случайно коснуться их.

Если возможно, отключите питание цепи перед выполнением каких-либо работ на ней. Вы должны обезопасить все источники вредной энергии, прежде чем система может считаться безопасной для работы. В промышленности обеспечение безопасности схемы, устройства или системы в этом состоянии обычно называется переводом их в состояние нулевого энергопотребления . В центре внимания этого урока, конечно же, электробезопасность. Однако многие из этих принципов применимы и к неэлектрическим системам.

  • Вред для тела зависит от величины ударного тока. Более высокое напряжение позволяет производить более высокие и опасные токи. Сопротивление противодействует току, что делает высокое сопротивление хорошей защитой от ударов.
  • Обычно считается, что любое напряжение выше 30 может создавать опасные ударные токи. Металлические украшения определенно плохо носить при работе с электрическими цепями. Кольца, ремешки для часов, ожерелья, браслеты и другие подобные украшения обеспечивают превосходный электрический контакт с вашим телом и могут сами проводить ток, достаточный для того, чтобы вызвать ожоги кожи, даже при низком напряжении.
  • Низкое напряжение все еще может быть опасным, даже если оно слишком низкое, чтобы непосредственно вызвать поражение электрическим током. Их может быть достаточно, чтобы напугать жертву, заставив ее дернуться назад и коснуться чего-то более опасного в непосредственной близости.
  • При необходимости работы на «живой» цепи лучше выполнять работу одной рукой, чтобы не допустить смертельного рукопашного (через грудную клетку) пути ударного тока.
  • Если возможно, отключите питание цепи перед выполнением каких-либо работ на ней.

При работе с оборудованием отключите все источники питания перед выполнением любых работ. В промышленности удаление этих источников питания из цепи, устройства или системы обычно называется размещением их в Состояние нулевой энергии . В центре внимания этого урока, конечно же, электробезопасность. Однако многие из этих принципов применимы и к неэлектрическим системам.

Защита чего-либо в состоянии нулевой энергии означает избавление от любого вида потенциальной или накопленной энергии, включая, помимо прочего:

  • Опасное напряжение
  • Давление пружины
  • Гидравлическое (жидкостное) давление
  • Пневматическое (воздушное) давление
  • Подвесной груз
  • Химическая энергия (легковоспламеняющиеся или химически активные вещества)
  • Ядерная энергия (радиоактивные или делящиеся вещества)

Напряжение по своей природе является проявлением потенциальной энергии. В первой главе я даже использовал приподнятую жидкость в качестве аналогии потенциальной энергии напряжения, обладающей способностью (потенциалом) производить ток (течение), но не обязательно реализующей этот потенциал до тех пор, пока не будет установлен подходящий путь для течения. и сопротивление потоку преодолевается. Пара проводов с высоким напряжением между ними не выглядит и не кажется опасной, даже несмотря на то, что они содержат достаточно потенциальной энергии между собой, чтобы пропустить через ваше тело смертельное количество тока. Несмотря на то, что это напряжение в настоящее время ничего не делает, у него есть потенциал, и этот потенциал должен быть нейтрализован, прежде чем станет безопасным физический контакт с этими проводами.

Все правильно спроектированные цепи имеют механизмы «разъединителя» для отключения напряжения от цепи. Иногда эти «разъединители» выполняют двойную функцию автоматического размыкания в условиях чрезмерного тока, и в этом случае мы называем их «автоматическими выключателями». В других случаях разъединители представляют собой устройства с ручным управлением без автоматической функции. В любом случае они предназначены для вашей защиты и должны использоваться должным образом. Обратите внимание, что устройство отключения должно быть отделено от обычного выключателя, используемого для включения и выключения устройства. Это защитный выключатель, который следует использовать только для защиты системы в состоянии нулевого энергопотребления:

Рис. 1.12

Когда разъединитель находится в положении «разомкнуто», как показано на рисунке (обрыв цепи отсутствует), цепь разомкнута и тока не будет. На нагрузке будет нулевое напряжение, а полное напряжение источника будет падать на разомкнутые контакты разъединителя. Обратите внимание, что нет необходимости в разъединителе в нижнем проводнике цепи. Поскольку эта сторона цепи прочно соединена с землей (землей), она электрически общая с землей, и ее лучше оставить такой. Для максимальной безопасности персонала, работающего с нагрузкой этой цепи, можно установить временное заземление на верхней стороне нагрузки, чтобы исключить падение напряжения на нагрузке:

Рисунок 1. 13

При наличии временного заземления обе стороны проводки нагрузки подключаются к земле, обеспечивая состояние нулевого энергопотребления на нагрузке.

Поскольку заземление с обеих сторон нагрузки электрически эквивалентно короткому замыканию нагрузки проводом, это еще один способ достижения той же цели максимальной безопасности:

Рисунок 1.14

В любом случае, обе стороны нагрузки нагрузка будет электрически общей с землей, что не допускает наличия напряжения (потенциальной энергии) между любой стороной нагрузки и землей, на которой стоят люди. Этот метод временного заземления проводников в обесточенной энергосистеме очень распространен при ремонтных работах, выполняемых в системах распределения электроэнергии высокого напряжения.

Еще одним преимуществом этой меры предосторожности является защита от возможности замыкания разъединителя (включения «включено» для обеспечения непрерывности цепи), когда люди все еще контактируют с нагрузкой. Временный провод, подключенный к нагрузке, вызовет короткое замыкание, когда разъединитель будет замкнут, немедленно отключив любые устройства защиты от перегрузки по току (автоматические выключатели или предохранители) в цепи, которые снова отключат питание. Если это произойдет, разъединитель вполне может быть поврежден, но рабочие на нагрузке находятся в безопасности.

Здесь следует упомянуть, что устройства перегрузки по току не предназначены для защиты от поражения электрическим током. Скорее они существуют исключительно для защиты проводников от перегрева из-за чрезмерных токов. Только что описанные временные закорачивающие провода действительно вызовут «срабатывание» любых устройств перегрузки по току в цепи, если разъединитель будет замкнут, но следует понимать, что защита от поражения электрическим током не является предполагаемой функцией этих устройств. Их основная функция будет просто использоваться для защиты рабочих с установленным закорачивающим проводом.

Структурированные системы безопасности: блокировка/маркировка

Поскольку очевидно, что важно иметь возможность зафиксировать любые отключающие устройства в разомкнутом (выключенном) положении и убедиться, что они остаются в этом положении во время выполнения работ на цепи, необходимо внедрить структурированную систему безопасности. Такая система обычно используется в промышленности и называется Lock-out/Tag-out .

Процедура блокировки/маркировки работает следующим образом: все лица, работающие с защищенным каналом, имеют свой собственный навесной замок или кодовый замок, который они устанавливают на рычаге управления отключающим устройством перед началом работы с системой. Кроме того, они должны заполнить и подписать ярлык, который они подвешивают к своему замку, с описанием характера и продолжительности работы, которую они намерены выполнять в системе. Если необходимо «заблокировать» несколько источников энергии (несколько разъединений, защита как электрических, так и механических источников энергии и т. д.), рабочий должен использовать столько своих замков, сколько необходимо для обеспечения питания системы. до начала работы. Таким образом, система поддерживается в состоянии нулевого энергопотребления до тех пор, пока не будет удалена каждая последняя блокировка со всех разъединяющих и отключающих устройств, а это означает, что каждый последний работник дает согласие, снимая свои личные блокировки. Если принято решение повторно включить систему, а замок (замки) одного человека все еще остается на месте после того, как все присутствующие сняли свои, бирка (метки) покажет, кто этот человек и чем он занимается.

Даже при наличии хорошей программы безопасности по блокировке/маркировке по-прежнему необходимо соблюдать осторожность и соблюдать меры предосторожности, руководствуясь здравым смыслом. Это особенно актуально в промышленных условиях, когда множество людей могут одновременно работать с устройством или системой. Некоторые из этих людей могут не знать о надлежащей процедуре блокировки/маркировки или могут знать о ней, но слишком самодовольны, чтобы следовать ей. Не думайте, что все соблюдали правила безопасности!

После того, как электрическая система была заблокирована и помечена вашим личным замком, вы должны перепроверить, действительно ли напряжение зафиксировано в нулевом состоянии. Один из способов проверить, запустится ли машина (или что-то, над чем она работает), если запуск переключатель или кнопка нажаты. Если он запустится, то вы знаете, что не удалось получить от него электроэнергию.

Кроме того, вы должны всегда проверять наличие опасного напряжения с помощью измерительного прибора, прежде чем прикасаться к каким-либо проводникам в цепи. В целях безопасности вам следует следовать следующей процедуре проверки, использования и проверки вашего измерителя:

  • Убедитесь, что ваш измеритель правильно показывает показания на известном источнике напряжения.
  • Используйте свой измеритель для проверки заблокированной цепи на наличие любого опасного напряжения.
  • Еще раз проверьте свой мультиметр на известном источнике напряжения, чтобы убедиться, что он по-прежнему показывает правильно.

Хотя это может показаться чрезмерным или даже параноидальным, это проверенный метод предотвращения поражения электрическим током. Однажды у меня был измеритель, который не показывал напряжение, когда он должен был, проверяя цепь, чтобы увидеть, не «разряжена ли она». Если бы я не использовал другие средства для проверки наличия напряжения, возможно, меня уже не было бы в живых, чтобы написать это. Всегда есть вероятность того, что ваш измеритель напряжения будет неисправен именно тогда, когда он вам нужен для проверки опасного состояния. Выполнение этих шагов поможет гарантировать, что вы никогда не попадете в смертельную ситуацию из-за сломанного счетчика.

Наконец, электрик достигает точки процедуры проверки безопасности, когда считается безопасным прикасаться к проводникам. Имейте в виду, что после принятия всех мер предосторожности все еще возможно (хотя и очень маловероятно) наличие опасного напряжения. Последней мерой предосторожности, которую следует предпринять на этом этапе, является мгновенный контакт с проводником (проводниками) тыльной стороной руки , прежде чем схватить его или металлический инструмент, соприкасающийся с ним. Почему? Если по какой-либо причине между этим проводником и заземлением все еще присутствует напряжение, движение пальца от ударной реакции (сжатие кулака) будет разрыв контакта с проводником. Обратите внимание, что это абсолютно последний шаг , который должен предпринять любой электрик перед началом работы с энергосистемой, и никогда не следует использовать в качестве альтернативного метода проверки опасного напряжения. Если у вас есть основания сомневаться в надежности вашего измерителя, воспользуйтесь другим измерителем, чтобы получить «второе мнение». в теме.

  • Выключатели-разъединители должны присутствовать в правильно спроектированной электрической системе, чтобы обеспечить удобную готовность к состоянию нулевого энергопотребления.
  • Временные заземляющие или закорачивающие провода могут быть подключены к обслуживаемой нагрузке для дополнительной защиты персонала, работающего с этой нагрузкой.
  • Блокировка/маркировка
  • работает следующим образом: при работе с системой в состоянии нулевого энергопотребления работник устанавливает личный замок или кодовый замок на каждое устройство отключения энергии, имеющее отношение к его или ее задаче в этой системе. Также на каждый из этих замков вешается бирка с описанием характера и продолжительности предстоящей работы, а также того, кто ее выполняет.
  • Всегда проверяйте, чтобы цепь была защищена в состоянии нулевого энергопотребления с помощью тестового оборудования после «блокировки». Обязательно проверьте свой измеритель до и после проверки цепи, чтобы убедиться, что он работает правильно.
  • Когда придет время фактически вступить в контакт с проводником (проводниками) предположительно отключенной энергосистемы, сделайте это сначала тыльной стороной одной руки, чтобы в случае удара током мышечная реакция оттянула пальцы от проводника. .
  • Безопасное и эффективное использование электрического счетчика, пожалуй, самый ценный навык, которым может овладеть электронщик, как ради личной безопасности, так и для профессионального мастерства. Поначалу может быть сложно использовать счетчик, зная, что вы подключаете его к цепям под напряжением, которые могут содержать опасные для жизни уровни напряжения и тока. Это опасение небезосновательно, и всегда лучше действовать осторожно при использовании счетчиков. Небрежность больше, чем любой другой фактор, является причиной несчастных случаев с электричеством опытных техников.

    Мультиметры

    Наиболее распространенным электрическим испытательным оборудованием является мультиметр . Мультиметры названы так потому, что они имеют возможность измерять множество переменных: напряжение, ток, сопротивление и часто многие другие, некоторые из которых не могут быть объяснены здесь из-за их сложности. В руках квалифицированного специалиста мультиметр является одновременно и эффективным рабочим инструментом, и защитным устройством. Однако в руках кого-то невежественного и/или неосторожного мультиметр может стать источником опасности при подключении к «живой» цепи.

    Существует много различных марок мультиметров, при этом несколько моделей каждого производителя имеют разные наборы функций. Мультиметр, показанный здесь на следующих иллюстрациях, представляет собой «универсальную» конструкцию, не относящуюся к какому-либо производителю, но достаточно общую для обучения основным принципам использования:

    Рисунок 1. 15

    Вы заметите, что дисплей этого мультиметра имеет ” тип: отображение числовых значений с использованием четырех цифр, аналогично цифровым часам. Поворотный переключатель (теперь установленный в положение Off position) имеет пять различных положений измерения, в которых он может быть установлен: два положения «V», два положения «A» и одно, установленное посередине со забавным символом «подкова», обозначающим «сопротивление». Символ «подкова» представляет собой греческую букву «Омега» (Ω), которая является общепринятым символом электрической единицы измерения омов.

    Из двух настроек «V» и двух настроек «A» вы заметите, что каждая пара разделена на уникальные маркеры либо парой горизонтальных линий (одна сплошная, одна пунктирная), либо пунктирной линией с волнистой кривой над Это. Параллельные линии представляют «DC», а волнистая кривая представляет «AC». «V», конечно, означает «напряжение», а «A» — «ампер» (ток). Измеритель использует различные внутренние методы для измерения постоянного тока, чем он использует для измерения переменного тока, и поэтому он требует от пользователя выбора, какой тип напряжения (В) или тока (А) должен быть измерен. Хотя мы не обсуждали переменный ток (AC) в каких-либо технических подробностях, важно помнить об этом различии в настройках счетчика.

    Мультиметр Гнезда

    На лицевой панели мультиметра есть три разных гнезда, в которые мы можем вставлять наши тестовые провода . Измерительные провода — это не что иное, как специально подготовленные провода, используемые для подключения измерителя к тестируемой цепи. Провода покрыты гибкой изоляцией с цветовой маркировкой (черной или красной), чтобы руки пользователя не касались оголенных проводников, а наконечники щупов представляют собой острые жесткие куски проволоки:

    Рисунок 1.16

    Черный измерительный провод всегда подключается к черному разъему на мультиметре: тот, который помечен как «COM» для «общего». Красные измерительные провода подключаются либо к красному разъему, отмеченному для напряжения и сопротивления, либо к красному разъему, отмеченному для тока, в зависимости от того, какую величину вы собираетесь измерять с помощью мультиметра.

    Чтобы понять, как это работает, давайте рассмотрим пару примеров, демонстрирующих использование счетчика. Во-первых, мы настроим измеритель для измерения напряжения постоянного тока от батареи:

    Рисунок 1.17

    Обратите внимание, что два измерительных провода подключены к соответствующим разъемам на измерителе для измерения напряжения, а селекторный переключатель установлен на постоянное напряжение «V». Теперь рассмотрим пример использования мультиметра для измерения напряжения переменного тока от бытовой розетки (сетевой розетки):

    Рисунок 1.18

    : теперь он повернут на AC «V». Поскольку мы все еще измеряем напряжение, тестовые провода останутся подключенными к тем же розеткам. В обоих этих примерах это императив , чтобы вы не допускали соприкосновения наконечников щупов друг с другом, когда они оба соприкасаются со своими соответствующими точками на цепи. Если это произойдет, произойдет короткое замыкание, создающее искру и, возможно, даже шар пламени, если источник напряжения способен обеспечить достаточный ток! Следующее изображение иллюстрирует потенциальную опасность:

    Рисунок 1. 19

    Это лишь один из способов, которым измеритель может стать источником опасности при неправильном использовании.

    Измерение напряжения, пожалуй, самая распространенная функция, для которой используется мультиметр. Это, безусловно, первичное измерение, проводимое в целях безопасности (часть процедуры блокировки/маркировки), и оператор счетчика должен хорошо понимать его. Поскольку это напряжение всегда относительно между двумя точками, измеритель должен быть надежно подключен к двум точкам в цепи, прежде чем он обеспечит надежное измерение. Обычно это означает, что оба щупа должны быть захвачены руками пользователя и прижаты к соответствующим точкам контакта источника напряжения или цепи во время измерения.

    Поскольку наиболее опасным является контактный путь удара током, удерживание измерительных щупов в двух точках высоковольтной цепи таким образом всегда представляет потенциальную опасность. Если защитная изоляция на зондах изношена или треснула, пальцы пользователя могут соприкоснуться с проводниками зонда во время испытания, что приведет к сильному удару током. Если для захвата зондов можно использовать только одну руку, это более безопасный вариант. Иногда можно «зафиксировать» один наконечник щупа на контрольной точке схемы, чтобы его можно было отпустить, а другой щуп установить на место, используя только одну руку. Для облегчения этого можно прикрепить специальные аксессуары для наконечников зондов, такие как пружинные зажимы.

    Помните, что измерительные провода измерителя являются частью всего комплекта оборудования и что с ними следует обращаться так же бережно и уважительно, как и с самим измерителем. Если вам нужны специальные аксессуары для ваших измерительных проводов, такие как пружинный зажим или другой специальный наконечник пробника, обратитесь к каталогу продукции производителя измерителя или другого производителя испытательного оборудования. Не пытайтесь изобретать и создавать свои собственные тестовые пробники, так как вы можете подвергнуть себя опасности в следующий раз, когда будете использовать их в цепи под напряжением.

    Кроме того, следует помнить, что цифровые мультиметры обычно хорошо различают измерения переменного и постоянного тока, поскольку они настраиваются на одно или другое при проверке напряжения или тока. Как мы видели ранее, как переменное, так и постоянное напряжение и ток могут быть смертельными, поэтому при использовании мультиметра в качестве устройства проверки безопасности вы всегда должны проверять наличие как переменного, так и постоянного тока, даже если вы не ожидаете найти оба. ! Также при проверке на наличие опасного напряжения следует обязательно проверить все пар рассматриваемых точек.

    Например, предположим, что вы открыли электромонтажный шкаф и обнаружили три больших проводника, подающих переменный ток к нагрузке. Автоматический выключатель, питающий эти провода (предположительно), отключен, заблокирован и помечен. Вы перепроверили отсутствие питания, нажав кнопку Пуск для нагрузки. Ничего не произошло, так что теперь вы переходите к третьему этапу вашей проверки безопасности: проверка счетчика на напряжение.

    Сначала вы проверяете свой измеритель на известном источнике напряжения, чтобы убедиться, что он работает правильно. Любая близлежащая розетка питания должна быть удобным источником переменного напряжения для проверки. Вы делаете это и обнаруживаете, что счетчик показывает то, что должен. Далее нужно проверить наличие напряжения среди этих трех проводов в шкафу. Но напряжение измеряется между две точки , так где вы проверяете?

    Рисунок 1.20

    Ответ заключается в проверке всех комбинаций этих трех точек. Как видите, на иллюстрации точки обозначены «A», «B» и «C», поэтому вам нужно будет взять мультиметр (настроенный в режим вольтметра) и проверить точки A и B, B и C, A и C. Если вы обнаружите напряжение между любой из этих пар, схема не находится в состоянии нулевой энергии. Но ждать! Помните, что мультиметр не будет регистрировать постоянное напряжение, когда он находится в режиме переменного напряжения, и наоборот, поэтому вам нужно проверить эти три пары точек в каждый режим в общей сложности шесть проверок напряжения, чтобы быть полным!

    Однако, несмотря на всю эту проверку, мы еще не рассмотрели все возможности. Помните, что опасное напряжение может появиться между одним проводом и землей (в этом случае металлическая рама шкафа будет хорошей точкой отсчета земли) в энергосистеме. Итак, чтобы быть в полной безопасности, мы не только должны проверить между A и B, B и C и A и C (как в режимах переменного, так и постоянного тока), но мы также должны проверить между A и землей, B и землей, и C & заземление (как в режимах переменного, так и постоянного тока)! Это дает в общей сложности двенадцать проверок напряжения для этого, казалось бы, простого сценария всего с тремя проводами. Затем, конечно, после того, как мы завершили все эти проверки, нам нужно взять наш мультиметр и повторно проверить его на известном источнике напряжения, таком как розетка, чтобы убедиться, что он все еще находится в хорошем рабочем состоянии.

    Использование мультиметра Проверка сопротивления

    Использование мультиметра для проверки сопротивления — гораздо более простая задача. Тестовые провода будут оставаться подключенными к тем же разъемам, что и для проверки напряжения, но селекторный переключатель необходимо будет повернуть, пока он не укажет на символ сопротивления в виде «подковы». Прикасаясь щупами к устройству, сопротивление которого нужно измерить, прибор должен правильно отображать сопротивление в омах:

    Рисунок 1.21

    Очень важно помнить об измерении сопротивления, что это должно быть сделано только на обесточенных компонентах ! Когда измеритель находится в режиме «сопротивления», он использует небольшую внутреннюю батарею для генерации небольшого тока через измеряемый компонент. Почувствовав, насколько сложно провести этот ток через компонент, можно определить и отобразить сопротивление этого компонента. Если в контуре счетчик-вывод-компонент-вывод-измеритель есть дополнительный источник напряжения, который либо помогает, либо противодействует току измерения сопротивления, создаваемому измерителем, это приведет к ошибочным показаниям. В худшем случае измеритель может быть даже поврежден внешним напряжением.

    Режим «Сопротивление» мультиметра Мультиметр

    Режим «Сопротивление» мультиметра очень полезен для определения целостности провода, а также для точных измерений сопротивления. Когда между кончиками щупов имеется хорошее прочное соединение (имитируемое касанием их друг к другу), прибор показывает почти нулевое значение Ω. Если бы в измерительных проводах не было сопротивления, они показывали бы ровно ноль:

    . линий или аббревиатуру «O.L.», что означает «открытая петля»):

    Рисунок 1.23

    Измерение тока с помощью мультиметра

    Безусловно, наиболее опасным и сложным применением мультиметра является измерение тока. Причина этого довольно проста: чтобы счетчик измерял ток, измеряемый ток должен пройти через через счетчика. Это означает, что счетчик должен быть частью пути тока цепи, а не просто быть подключенным где-то сбоку, как в случае измерения напряжения. Чтобы сделать счетчик частью пути тока цепи, исходная цепь должна быть «разорвана», а счетчик подключен через две точки открытого разрыва. Чтобы настроить измеритель для этого, селекторный переключатель должен указывать либо на переменный ток, либо на постоянный ток «А», а красный измерительный провод должен быть подключен к красному разъему с маркировкой «А». На следующем рисунке показан измерительный прибор, полностью готовый к измерению тока, и цепь, подлежащая проверке:

    Рисунок 1.24

    Теперь цепь разорвана для подготовки к подключению счетчика:

    Рисунок 1.25

    Следующим шагом является подключение счетчика к цепи путем подключения двух наконечников щупа к разорванным концам цепи. , черный щуп к отрицательной (-) клемме 9-вольтовой батареи и красный щуп к свободному концу провода, ведущему к лампе:

     

    Рисунок 1.26

    В этом примере показана очень безопасная схема для работы. 9 вольт вряд ли представляют опасность поражения электрическим током, и поэтому нечего опасаться размыкания этой цепи (голыми руками, не меньше!) и подключения счетчика к потоку тока. Однако с более мощными цепями это может быть действительно опасным занятием. Даже если напряжение в цепи было низким, нормальный ток мог быть достаточно высоким, что могло привести к опасной искре в момент установления соединения с последним измерительным щупом.

    Еще одна потенциальная опасность при использовании мультиметра в режиме измерения тока («амперметр») заключается в невозможности правильно перевести его обратно в режим измерения напряжения перед измерением напряжения с его помощью. Причины этого связаны с конструкцией и работой амперметра. При измерении тока в цепи путем размещения измерителя непосредственно на пути тока лучше всего, чтобы измеритель оказывал небольшое сопротивление протеканию тока или не оказывал никакого сопротивления. В противном случае дополнительное сопротивление изменит работу схемы. Таким образом, мультиметр рассчитан на практически нулевое сопротивление между наконечниками измерительного щупа, когда красный щуп подключен к красному разъему «А» (токоизмерительный). В режиме измерения напряжения (красный щуп вставлен в красное гнездо «V») сопротивление между концами измерительного щупа составляет много мегаом, потому что вольтметры рассчитаны на сопротивление, близкое к бесконечному (так что они не потребляйте заметного тока от тестируемой цепи).

    При переключении мультиметра из режима измерения тока в режим измерения напряжения легко прокрутить селекторный переключатель из положения «А» в положение «В» и забыть соответственно переключить положение красного штекера щупа с «А» на «В». В результате, если счетчик затем подключить к источнику значительного напряжения, произойдет короткое замыкание через счетчик!

     

    Рисунок 1.27

    Чтобы предотвратить это, большинство мультиметров имеют функцию предупреждения, с помощью которой они издают звуковой сигнал, если провод подключен к разъему «A», а селекторный переключатель установлен в положение «V». Какими бы удобными ни были подобные функции, они все же не заменят ясного мышления и осторожности при использовании мультиметра.

    Все мультиметры хорошего качества содержат внутри предохранители, которые «перегорают» в случае прохождения через них чрезмерного тока, как в случае, показанном на последнем изображении. Как и все устройства защиты от перегрузки по току, эти предохранители в первую очередь предназначены для защиты оборудования (в данном случае самого счетчика) от чрезмерного повреждения и лишь во вторую очередь для защиты пользователя от вреда. Мультиметр можно использовать для проверки собственного токового предохранителя, установив селекторный переключатель в положение сопротивления и создав соединение между двумя красными гнездами следующим образом:

    Рисунок 1.28

    Исправный предохранитель показывает очень низкое сопротивление, в то время как перегоревший предохранитель всегда показывает «O.L.» (или любое другое указание, которое эта модель мультиметра использует для обозначения отсутствия непрерывности). Фактическое число омов, отображаемое для исправного предохранителя, не имеет большого значения, если оно произвольно низкое.

    Итак, теперь, когда мы увидели, как использовать мультиметр для измерения напряжения, сопротивления и силы тока, что еще нужно знать? Множество! Ценность и возможности этого универсального измерительного прибора станут более очевидными по мере того, как вы приобретете навыки и опыт его использования. Ничто не заменит регулярную практику со сложными инструментами, такими как эти, так что не стесняйтесь экспериментировать с безопасными схемами с батарейным питанием.

    • Измерительный прибор, способный измерять напряжение, силу тока и сопротивление, называется мультиметром .
    • Поскольку напряжение всегда относительно между двумя точками, вольтметр («вольтметр») должен быть подключен к двум точкам в цепи, чтобы получить правильные показания. Будьте осторожны, не соприкасайтесь оголенными наконечниками щупов при измерении напряжения, так как это приведет к короткому замыканию!
    • Не забывайте всегда проверять напряжение как переменного, так и постоянного тока при использовании мультиметра для проверки наличия опасного напряжения в цепи. Обязательно проверьте наличие напряжения между всеми парными комбинациями проводников, в том числе между отдельными проводниками и землей!
    • В режиме измерения напряжения («вольтметр») мультиметры имеют очень высокое сопротивление между выводами.
    • Никогда не пытайтесь измерить сопротивление или целостность цепи с помощью мультиметра в цепи, находящейся под напряжением. В лучшем случае показания сопротивления, которые вы получите от мультиметра, будут неточными, а в худшем случае мультиметр может быть поврежден, и вы можете получить травму.
    • Измерители тока («амперметры») всегда включены в цепь, поэтому электроны должны течь через .0257 счетчик.
    • В режиме измерения тока («амперметр») мультиметры практически не имеют сопротивления между выводами. Это предназначено для того, чтобы позволить электронам проходить через измеритель с наименьшими возможными трудностями. Если бы это было не так, счетчик добавил бы дополнительное сопротивление в цепь, тем самым влияя на ток.

    Как мы видели ранее, энергосистема без надежного соединения с заземлением непредсказуема с точки зрения безопасности. Невозможно гарантировать, сколько или как мало напряжения будет существовать между любой точкой цепи и заземлением. Заземляя одну сторону источника напряжения энергосистемы, по крайней мере одна точка в цепи может быть электрически общей с землей и, следовательно, не представлять опасности поражения электрическим током. В простой двухпроводной системе электроснабжения проводник, соединенный с землей, называется 9.0298 нейтральный , а другой проводник называется горячим , также известным как под напряжением или активным :

    никакой разницы. Он существует исключительно ради личной безопасности, гарантируя, что хотя бы одна точка в цепи будет безопасной для прикосновения (нулевое напряжение на землю). К «горячей» стороне цепи, названной так из-за потенциальной опасности поражения электрическим током, прикасаться будет опасно, если напряжение не будет обеспечено путем надлежащего отключения от источника (в идеале, с помощью систематической процедуры блокировки/маркировки).

    Этот дисбаланс опасности между двумя проводниками в простой силовой цепи важно понимать. Следующая серия иллюстраций основана на обычных бытовых системах электропроводки (для простоты используются источники постоянного напряжения, а не переменного тока).

    Если мы посмотрим на простой бытовой электроприбор, такой как тостер, с токопроводящим металлическим корпусом, мы увидим, что при правильной работе не должно быть опасности поражения электрическим током. Провода, подводящие питание к нагревательным элементам тостера, изолированы от соприкосновения с металлическим корпусом (и друг с другом) резиной или пластиком.

    Рисунок 1.30 Отсутствие напряжения между корпусом и землей

     

    Однако, если один из проводов внутри тостера случайно соприкоснется с металлическим корпусом, корпус станет электрически общим с проводом, и прикосновение к корпусу будет так же опасно, как прикосновение к оголенному проводу. Представляет ли это опасность поражения электрическим током, зависит от того, какой провод случайно коснется:

    Рисунок 1. 31 напряжение случайного прикосновения между корпусом и землей

     

    Если «горячий» провод касается корпуса, это подвергает пользователя тостера опасности. С другой стороны, если нейтральный провод соприкасается с корпусом, опасности поражения электрическим током нет:

    Рис. 1.32 Случайный контакт без напряжения между корпусом и землей

     

    Чтобы гарантировать, что первый отказ менее вероятен, чем второй, инженеры стараются проектировать приборы таким образом, чтобы свести к минимуму контакт горячего проводника с корпусом. В идеале, конечно, вы не хотите, чтобы какой-либо провод случайно соприкасался с токопроводящим корпусом прибора, но обычно есть способы спроектировать расположение частей, чтобы случайный контакт одного провода был менее вероятным, чем другого.

    Однако эта профилактическая мера эффективна только в том случае, если можно гарантировать соблюдение полярности вилки питания. Если вилку можно перевернуть, то проводник, который, скорее всего, соприкоснется с корпусом, вполне может быть «горячим»:

    Рисунок 1. 33 Напряжение между корпусом и землей штырек вилки немного уже другого. Розетки питания также спроектированы таким образом, один слот уже другого. Следовательно, вилка не может быть вставлена ​​«наоборот», и можно гарантировать идентичность проводника внутри прибора. Помните, что это никак не влияет на основные функции прибора: это делается исключительно в целях безопасности пользователя.

    Некоторые инженеры решают проблему безопасности, просто делая внешний корпус прибора непроводящим. Такие приборы называются с двойной изоляцией , поскольку изолирующий кожух служит вторым слоем изоляции поверх изоляции самих проводников. Если провод внутри прибора случайно соприкоснется с корпусом, пользователю прибора ничего не угрожает.

    Другие инженеры решают проблему безопасности, сохраняя токопроводящий корпус, но используя третий провод для надежного соединения этого корпуса с землей:

    Рисунок 1.34 Нулевое напряжение корпуса заземления между корпусом и землей

    Третий штырь шнура питания обеспечивает прямое электрическое соединение корпуса прибора с заземлением, делая две точки электрически общими друг с другом. Если они электрически общие, то между ними не может быть падения напряжения. По крайней мере, так это должно работать. Если горячий проводник случайно коснется металлического корпуса прибора, он создаст прямое короткое замыкание обратно на источник напряжения через заземляющий провод, отключив все устройства защиты от перегрузки по току. Пользователь прибора останется в безопасности.

    Вот почему так важно никогда не отрезать третий штырь от сетевой вилки, когда пытаетесь вставить ее в розетку с двумя штырями. Если это сделать, корпус прибора не будет заземлен для обеспечения безопасности пользователей. Прибор по-прежнему будет функционировать должным образом, но если произойдет внутренняя неисправность, из-за которой горячий провод соприкоснется с корпусом, последствия могут быть смертельными. Если необходимо использовать розетку с двумя контактами , можно установить переходник для розеток с двумя контактами на три с заземляющим проводом, прикрепленным к заземляющему винту крышки. Это обеспечит безопасность заземленного устройства при подключении к розетке такого типа.

    Однако проектирование электробезопасности не обязательно заканчивается на нагрузке. Окончательная защита от поражения электрическим током может быть установлена ​​на стороне источника питания цепи, а не на самом приборе. Эта защита называется обнаружение замыкания на землю и работает следующим образом: только один путь для движения электронов в цепи. При отсутствии неисправности внутри прибора нет связи между проводниками цепи и человеком, касающимся корпуса, и, следовательно, нет удара.

    Если, однако, горячая проволока случайно коснется металлического корпуса, через человека, прикоснувшегося к корпусу, пройдет ток. Наличие ударного тока будет проявляться как разность  токов между двумя силовыми проводниками в розетке:

    Рисунок 1.35   Разность токов между двумя силовыми проводниками в розетке

    «нейтральные» проводники будут существовать только в том случае, если через заземляющее соединение есть ток, а это означает, что в системе есть неисправность. Следовательно, такую ​​разницу в токе можно использовать как способ обнаружить неисправность. Если устройство настроено для измерения этой разности токов между двумя силовыми проводниками, обнаружение асимметрии тока может использоваться для срабатывания размыкающего выключателя, тем самым отключая питание и предотвращая серьезный удар:

    Рисунок 1.36 Прерыватели тока замыкания на землю

    Такие устройства называются прерывателями тока замыкания на землю или сокращенно GFCI. За пределами Северной Америки устройство GFCI по-разному известно как предохранительный выключатель, устройство защитного отключения (RCD), RCBO или RCD/MCB в сочетании с миниатюрным автоматическим выключателем или автоматическим выключателем утечки на землю (ELCB). Они достаточно компактны, чтобы их можно было встроить в розетку. Эти розетки легко узнать по характерным кнопкам «Тест» и «Сброс». Большим преимуществом использования этого подхода для обеспечения безопасности является то, что он работает независимо от конструкции прибора. Конечно, использование устройства с двойной изоляцией или заземлением в дополнение к розетке GFCI было бы еще лучше, но приятно знать, что можно что-то сделать для повышения безопасности помимо конструкции и состояния устройства.

    Прерыватель цепи дугового замыкания (AFCI) , автоматический выключатель, предназначенный для предотвращения пожаров, предназначен для размыкания при прерывистых резистивных коротких замыканиях. Например, обычный выключатель на 15 А предназначен для быстрого размыкания цепи, если нагрузка значительно превышает номинальные 15 А, и более медленно, если они немного превышают номинальные значения. В то время как это защищает от прямых коротких замыканий и нескольких секунд перегрузки, соответственно, это не защищает от дуги — аналогично дуговой сварке. Дуга представляет собой сильно изменчивую нагрузку, периодически достигающую пикового значения более 70 А, разомкнутую цепь с пересечением нуля переменным током. Хотя среднего тока недостаточно для срабатывания стандартного выключателя, его достаточно для возникновения пожара. Эта дуга может быть создана металлическим коротким замыканием, которое прожигает металл, оставляя резистивную распыляющую плазму ионизированных газов.

    AFCI содержит электронную схему для обнаружения этого прерывистого резистивного короткого замыкания. Он защищает как от дуги «горячая на нейтраль», так и от дуги «горячая на землю». AFCI не защищает от опасности поражения электрическим током, как это делает GFCI. Таким образом, GFCI по-прежнему необходимо устанавливать на кухне, в ванной и на открытом воздухе. Поскольку AFCI часто срабатывает при запуске больших двигателей и, в более общем случае, на щеточных двигателях, его установка ограничена цепями спальни в соответствии с Национальным электротехническим кодексом США. Использование AFCI должно уменьшить количество электрических пожаров. Однако ложные срабатывания при работе устройств с двигателями в цепях AFCI представляют собой проблему.

    • В энергосистемах часто одна сторона источника напряжения подключается к заземлению для обеспечения безопасности в этой точке.
    • «Заземленный» проводник в энергосистеме называется нейтральным проводником , а незаземленный проводник называется горячим .
    • Заземление в энергосистемах необходимо для личной безопасности, а не для работы нагрузки(й).
    • Электрическая безопасность электроприбора или других нагрузок может быть повышена за счет хорошей инженерной мысли: поляризованные вилки, двойная изоляция и трехштырьковые вилки с «заземлением» — все это позволяет максимально повысить безопасность на стороне нагрузки.
    • Прерыватели тока замыкания на землю (GFCI) работают, обнаруживая разницу в токе между двумя проводниками, подающими питание на нагрузку. Разницы в токе быть не должно. Любая разница означает, что ток должен входить или выходить из нагрузки каким-либо образом, кроме двух основных проводников, что нехорошо. Значительная разница в токе автоматически размыкает механизм разъединителя, полностью отключая питание.

     

    Обычно номинальная сила тока проводника является пределом конструкции схемы, который никогда нельзя намеренно превышать, но есть приложения, в которых ожидается превышение силы тока: в случае  предохранителей .

    Что такое предохранитель?

    Предохранитель представляет собой электрическое защитное устройство, построенное вокруг токопроводящей полосы, которая плавится и разделяется в случае чрезмерного тока. Плавкие предохранители всегда подключаются последовательно с компонентами, которые необходимо защитить от перегрузки по току, так что, когда предохранитель дует  (размыкается) он разомкнет всю цепь и остановит ток через компонент(ы). Предохранитель, включенный в одну ветвь параллельной цепи, конечно, не повлияет на ток в любой из других ветвей.

    Обычно тонкий кусок провода плавкого предохранителя заключен в защитную оболочку, чтобы свести к минимуму опасность взрыва дуги, если провод прогорает с большой силой, что может произойти в случае сильных перегрузок по току. В случае небольших автомобильных предохранителей оболочка прозрачна, чтобы можно было визуально осмотреть плавкий элемент. В жилой электропроводке обычно используются ввинчиваемые предохранители со стеклянным корпусом и тонкой узкой полосой металлической фольги посередине. Здесь показана фотография, показывающая оба типа предохранителей:

     

    Рисунок 1.37   Типы предохранителей

     

    Плавкие предохранители картриджного типа широко используются в автомобильной технике и в промышленности, если они изготовлены из материалов оболочки, отличных от стекла. Поскольку предохранители рассчитаны на «отказ» размыкания при превышении их номинального тока, они, как правило, предназначены для легкой замены в цепи. Это означает, что они будут вставлены в какой-либо держатель, а не будут напрямую припаяны или прикручены болтами к проводникам цепи. Ниже представлена ​​фотография, показывающая пару стеклянных предохранителей в держателе с несколькими предохранителями:

     

    Рисунок 1.38 Предохранители со стеклянными картриджами Универсальный держатель предохранителей

     

    Предохранители удерживаются пружинными металлическими зажимами, сами зажимы постоянно соединены с проводниками цепи. Основной материал держателя предохранителя (или блока предохранителей , как их иногда называют) выбран как хороший изолятор.

    Другой тип держателя предохранителя патронного типа обычно используется для установки в щитах управления оборудованием, где желательно скрыть все электрические точки контакта от контакта человека. В отличие от только что показанного блока предохранителей, в котором все металлические зажимы открыты, этот тип держателя предохранителя полностью закрывает предохранитель в изолирующем корпусе:

     

    Рисунок 1.39 Держатель предохранителя окружает изолирующий кожух

     

    Наиболее распространенным устройством, используемым сегодня для защиты от перегрузки по току в сильноточных цепях, является автоматический выключатель .

    Что такое автоматический выключатель?

    Автоматические выключатели  представляют собой переключатели специальной конструкции, которые автоматически размыкаются для отключения тока в случае перегрузки по току. Небольшие автоматические выключатели, используемые, например, в жилых, коммерческих и легких промышленных помещениях, работают от температуры. Они содержат биметаллическая полоса  (тонкая полоска из двух металлов, соединенных друг с другом), проводящая ток, которая изгибается при нагревании. Когда биметаллическая полоса создает достаточное усилие (из-за перегрева полосы сверхтоком), срабатывает расцепляющий механизм, и выключатель размыкается. Автоматические выключатели большего размера автоматически приводятся в действие силой магнитного поля, создаваемого токоведущими проводниками внутри автоматического выключателя, или могут срабатывать от внешних устройств, контролирующих ток в цепи (эти устройства называются защитные реле ).

    Поскольку автоматические выключатели не выходят из строя в условиях перегрузки по току, а просто размыкаются и могут быть повторно включены путем перемещения рычага, вероятность того, что они будут подключены к цепи более постоянно, чем предохранители, выше. Здесь показана фотография небольшого автоматического выключателя:

     

    Рисунок 1.40 Малый автоматический выключатель

    Внешне он выглядит как не более чем выключатель. Действительно, его можно было использовать как таковой. Однако его истинная функция заключается в работе в качестве устройства защиты от перегрузки по току.

    Следует отметить, что в некоторых автомобилях используются недорогие устройства, известные как плавкие вставки , для защиты от перегрузки по току в цепи зарядки аккумулятора из-за расходов на предохранитель и держатель надлежащего номинала. Плавкая вставка — это примитивный предохранитель, представляющий собой не что иное, как короткий кусок провода с резиновой изоляцией, предназначенный для плавления в случае перегрузки по току, без какой-либо жесткой оболочки. Такие грубые и потенциально опасные устройства никогда не используются в промышленности или даже в жилых домах, в основном из-за более высоких уровней напряжения и тока. Что касается этого автора, то их применение даже в автомобильных схемах сомнительно.

    Символ на электрической схеме предохранителя представляет собой S-образную кривую:

    Рисунок 1. 41 S-образная кривая

    Номинальные характеристики предохранителей

    Номинальные характеристики предохранителей, как и следовало ожидать, в основном указаны в единицах измерения силы тока: ампер. Хотя их работа зависит от самовыделения тепла в условиях чрезмерного тока за счет собственного электрического сопротивления предохранителя, они сконструированы таким образом, чтобы создавать незначительное дополнительное сопротивление в цепях, которые они защищают. Это в значительной степени достигается за счет того, что провод предохранителя делается настолько коротким, насколько это практически возможно. Точно так же, как мощность обычного провода не связана с его длиной (одножильный медный провод 10-го калибра будет выдерживать 40-амперный ток на открытом воздухе, независимо от того, насколько длинный или короткий кусок), плавкий провод из определенного материала и калибра будет дуть при определенном токе независимо от того, как долго это будет. Поскольку длина не влияет на номинальный ток, чем короче его можно сделать, тем меньшее сопротивление он будет иметь на всем протяжении.

    Однако разработчик предохранителя также должен учитывать, что происходит после срабатывания предохранителя: расплавленные концы некогда непрерывного провода будут разделены воздушным зазором с полным напряжением питания между концами. Если плавкий предохранитель недостаточно длинный в высоковольтной цепи, искра может проскакивать от одного конца расплавленного провода к другому, снова замыкая цепь:

    Рисунок 1.42 Схема конструктора предохранителей Рисунок 1.43 Схема конструктора предохранителей диаграмма

    Следовательно, предохранители оцениваются с точки зрения их допустимого напряжения, а также уровня тока, при котором они перегорают.

    Некоторые крупные промышленные предохранители имеют сменные проволочные элементы для снижения затрат. Корпус предохранителя представляет собой непрозрачный картридж многоразового использования, защищающий плавкую проволоку от оголения и защищающий окружающие предметы от плавкой проволоки.

    Текущий номинал предохранителя — это больше, чем одно число. Если ток в 35 ампер проходит через предохранитель на 30 ампер, он может перегореть внезапно или с задержкой перед перегоранием, в зависимости от других аспектов его конструкции. Некоторые предохранители предназначены для очень быстрого срабатывания, в то время как другие предназначены для более скромного времени «размыкания» или даже для замедленного действия в зависимости от применения. Последние предохранители иногда называют инерционные предохранители из-за их преднамеренных характеристик задержки срабатывания.

    Классическим примером применения плавких предохранителей с задержкой срабатывания является защита электродвигателей, где пусковые  броски тока до десяти раз превышают нормальный рабочий ток каждый раз, когда двигатель запускается с полной остановки. Если бы в подобном приложении использовались быстродействующие предохранители, двигатель никогда бы не запустился, потому что нормальные уровни пускового тока немедленно перегорели бы предохранители! Конструкция плавкого предохранителя такова, что плавкий элемент имеет большую массу (но не большую силу тока), чем эквивалентный быстродействующий предохранитель, а это означает, что он будет нагреваться медленнее (но до той же предельной температуры) для любой заданной величины. тока.

    На другом конце спектра действия предохранителей находятся так называемые полупроводниковые предохранители , предназначенные для очень быстрого срабатывания в случае перегрузки по току. Полупроводниковые устройства, такие как транзисторы , как правило, особенно нетерпимы к условиям перегрузки по току, и поэтому требуют быстродействующей защиты от перегрузок по току в приложениях большой мощности.

    Предохранители всегда должны размещаться на «горячей» стороне нагрузки в заземленных системах. Целью этого является полное обесточивание нагрузки во всех отношениях после срабатывания предохранителя. Чтобы увидеть разницу между предохранителем «горячей» стороны и «нейтральной» стороны нагрузки, сравните эти две схемы:

    Рисунок 1.44 Схема конструктора предохранителейРисунок 1.45 Схема конструктора предохранителей

    В любом случае предохранитель успешно прервал ток нагрузки, но нижняя цепь не смогла прервать потенциально опасное напряжение с любой стороны нагрузки на землю, где может находиться человек стоя. Первая схема гораздо безопаснее.

    Как было сказано ранее, плавкие предохранители не являются единственным типом используемых устройств защиты от перегрузки по току. Устройства, подобные переключателям, называемые автоматическими выключателями  часто (и чаще) используются для размыкания цепей с чрезмерным током, их популярность объясняется тем, что они не разрушают себя в процессе разрыва цепи, как это делают предохранители. Однако в любом случае размещение устройства защиты от перегрузки по току в цепи будет осуществляться в соответствии с теми же общими рекомендациями, перечисленными выше: а именно, «предохранить» сторону источника питания , а не , соединенную с землей.

    Хотя размещение защиты от перегрузки по току в цепи может определять относительную опасность поражения электрическим током в этой цепи при различных условиях, следует понимать, что такие устройства никогда не предназначались для защиты от поражения электрическим током. Ни предохранители, ни автоматические выключатели не предназначены для размыкания в случае поражения человека электрическим током; скорее, они предназначены для открытия только в условиях потенциального перегрева проводника. Устройства максимального тока в первую очередь защищают проводники цепи от повреждения из-за перегрева (и опасности возгорания, связанной с чрезмерно горячими проводниками), а во вторую очередь защищают определенные части оборудования, такие как нагрузки и генераторы (некоторые быстродействующие предохранители предназначены для защиты электронных устройств, особенно чувствительных к к скачкам тока). Поскольку уровни тока, необходимые для поражения электрическим током или поражения электрическим током, намного ниже нормальных уровней тока обычных силовых нагрузок, состояние перегрузки по току не является признаком возникновения поражения электрическим током. Существуют и другие устройства, предназначенные для обнаружения определенных ударных воздействий (наиболее популярными являются детекторы замыкания на землю), но эти устройства служат только этой цели и не связаны с защитой проводников от перегрева.

     

    • Плавкий предохранитель представляет собой небольшой тонкий проводник, предназначенный для плавления и разделения на две части с целью размыкания цепи в случае чрезмерного тока.
    • Автоматический выключатель  – это переключатель специальной конструкции, который автоматически размыкается для прерывания тока в цепи в случае перегрузки по току. Они могут быть «отключены» (разомкнуты) термически, магнитными полями или внешними устройствами, называемыми «защитными реле», в зависимости от конструкции выключателя, его размера и области применения.
    • Предохранители
    • в первую очередь оцениваются по максимальному току, но также оцениваются по тому, какое падение напряжения они безопасно выдержат после разрыва цепи.
    • Предохранители
    • могут перегорать быстро, медленно или где-то посередине при одинаковом максимальном уровне тока.
    • Лучшее место для установки предохранителя в заземленной энергосистеме — это путь незаземленного проводника к нагрузке. Таким образом, при срабатывании предохранителя к нагрузке будет подключен только заземленный (безопасный) проводник, что сделает присутствие людей более безопасным.

    Пневматика и гидравлика | В чем разница

    С появлением пандемии Covid 19 наблюдается ускорение перехода к автоматизации. Упаковочные решения и достижения также стали важными. Пневматика играет очень большую роль как в автоматизации, так и в упаковке, как описано ниже в блоге

    Частью пневматической технологии является использование сжатого воздуха для продувки, перемещения и охлаждения. Надежность и общая низкая стоимость продуктов сжатого воздуха для этих приложений, а также крайне низкий уровень требуемого обслуживания стали более важными критериями, где время простоя и затраты на техническое обслуживание также резко выросли, особенно по сравнению с более сложными и дорогими альтернативами с капитальными затратами.

    Пневматические и гидравлические системы имеют много общего. И пневматика, и гидравлика являются приложениями силы жидкости. Каждый из них использует насос в качестве привода, управляется клапанами и использует жидкости для передачи механической энергии. Самая большая разница между двумя типами систем заключается в используемом носителе и приложениях. В пневматике используется легко сжимаемый газ, такой как воздух или другие виды подходящего чистого газа, а в гидравлике используются относительно несжимаемые жидкие среды, такие как гидравлическое или минеральное масло, этиленгликоль, вода или высокотемпературные огнестойкие жидкости. Ни один из типов систем не более популярен, чем другой, потому что их приложения специализированы. Эта статья поможет вам сделать лучший выбор для вашего приложения, описав два типа систем, их области применения, преимущества и недостатки. Нагрузка или усилие, которое необходимо приложить, выходная скорость и затраты энергии определяют тип системы, необходимой для вашего приложения.

     

    Что такое пневматика?

    Пневматика — это отрасль техники, которая использует сжатый газ или воздух для создания механического движения на основе рабочих принципов гидродинамики и давления. Область пневматики изменилась от небольших ручных устройств до больших машин, выполняющих различные функции. Пневматические системы обычно работают на сжатом воздухе или инертных газах. Система состоит из взаимосвязанного набора компонентов, включая газовый компрессор, переходные линии, воздушные резервуары, шланги, стандартные баллоны и газ (атмосфера). Сжатый воздух подается компрессором и передается по ряду шлангов. Поток воздуха регулируется ручными или автоматическими электромагнитными клапанами, а пневматический цилиндр преобразует энергию сжатого газа в механическую энергию. Расположенный в центре компрессор с электрическим приводом приводит в действие цилиндры, пневматические двигатели и другие пневматические устройства. Пневматические системы управляются простым переключателем ВКЛ/ВЫКЛ или клапаном.

    В большинстве промышленных пневматических систем используется давление от 80 до 100 фунтов на квадратный дюйм (от 550 до 690 кПа). Сжатый воздух хранится в ресиверных резервуарах до того, как он будет передан для использования. Способность компрессоров сжимать газ ограничена степенью сжатия.

    Применение

    Пневматические системы обычно используются в строительстве, робототехнике, производстве и распределении продуктов питания, транспортировке материалов, медицинских применениях (стоматология), фармацевтике и биотехнологии, горнодобывающей промышленности, мельницах, в зданиях и инструментах на заводах. Пневматические системы в основном используются для амортизации ударов, поскольку газ является сжимаемым и позволяет оборудованию быть менее восприимчивым к ударным повреждениям.

    Применение пневматических систем включает:

    • Воздушные компрессоры
    • Вакуумные насосы
    • Пневматические двигатели и транспортные средства
    • Системы управления HVAC
    • Конвейерные системы в фармацевтической и пищевой промышленности
    • Датчик давления, переключатель и насос
    • Прецизионные сверла, используемые стоматологами
    • Пневматические тормоза автобусов, грузовиков и поездов
    • Трамбовки для уплотнения грязи и гравия
    • Гвоздильные пистолеты
    • Трубки привода блока высокого давления
    • Производственные и сборочные линии
    • Пневмодвигатель, шина и инструменты

    Преимущества и недостатки пневматики

    Пневматические системы предпочтительнее гидравлических из-за более низкой стоимости, гибкости и более высокого уровня безопасности системы. Пневматические системы лучше всего подходят для приложений, не требующих риска загрязнения, поскольку они обеспечивают очень чистую среду для таких отраслей, как биотехнологии, стоматология, фармацевтика и поставщики продуктов питания. Поскольку в них используется чистый, сухой сжатый воздух, система может быстро перемещать предметы. Прямая и простая конструкция предотвращает засорение и снижает потребность в обслуживании. Пневматические системы просты в установке и переносимы. Они надежны и имеют низкую начальную стоимость установки, поскольку они работают на сравнительно низком давлении и недорогих компонентах, что снижает эксплуатационные расходы.

    Для хранения воздуха, который будет сжат, контейнер не требуется, поскольку он забирается из окружающей атмосферы и фильтруется (опционально). Вся система спроектирована с использованием стандартных цилиндров и других компонентов. Воздух или газ, используемые в пневматической системе, обычно осушаются и не содержат влаги, чтобы не создавать проблем для внутренних компонентов.

    Пневматические системы обеспечивают быстрое перемещение цилиндров благодаря расходу воздуха компрессором. Воздух очень подвижен и может очень легко и быстро течь по трубам с небольшим сопротивлением. Пневматические системы доступны в широком ассортименте очень малых размеров. Пневматические системы чистые и не загрязняют окружающую среду, так как все выхлопные газы выбрасываются в атмосферу. Пневматическая система более гибкая, потому что, если системе необходимо изменить направление, простая конструкция и управление позволяют операторам быстро обновлять систему без воздействия на окружающую среду.

    Пневматика дешевле гидравлических систем, потому что воздух недорог, его легко достать и хранить. Пневматические системы обычно имеют длительный срок службы и требуют минимального обслуживания, поскольку газ является сжимаемым, а оборудование менее подвержено ударным повреждениям. В отличие от гидравлических систем, в которых используются жидкости, передающие силу, газ поглощает чрезмерную силу.

    Безопасность является важным преимуществом при выборе пневматических систем. Поскольку пневматические системы работают на сжатом воздухе, вероятность возгорания очень мала по сравнению с опасностью взрыва или пожара при использовании сжатого гидравлического масла. Он также не требует технического обслуживания, так как нет необходимости заменять фильтры.

    Очень важно определить величину усилия, необходимого для вашего применения, поскольку пневматические системы создают не такое большое усилие, как гидравлические. Пневматические системы не обладают той же потенциальной силой, что и гидравлические системы, поэтому их не следует использовать в приложениях, требующих подъема или перемещения тяжелых грузов. Сжатый воздух подвергается колебаниям давления воздуха, поэтому движение может быть прерывистым или пористым во время перемещения или подъема грузов. Цилиндр большего размера необходим для создания той же силы, что и гидроцилиндр. С точки зрения затрат на энергию пневматические системы стоят больше, чем гидравлические, потому что количество энергии теряется из-за тепла, выделяемого при сжатии воздуха. Еще одной серьезной проблемой пневматических систем является создаваемый ими шум. В случае их использования владельцы несут ответственность за защиту своих работников от потери слуха.

     

    Что такое гидравлика?

    Гидравлика используется для производства, управления и передачи энергии с использованием жидкостей под давлением. Это технология и прикладная наука, включающая механические свойства и использование жидкостей. Гидравлические системы требуют насоса и, как и пневматические системы, используют клапаны для управления силой и скоростью приводов. Промышленные применения гидравлики используют от 1000 до 5000 фунтов на квадратный дюйм или более 10 000 фунтов на квадратный дюйм для специального применения. Слово «гидравлика» происходит от греческих слов hydor — вода и aulos — труба. Для гидравлической системы требуется следующее оборудование: гидравлическая жидкость, цилиндр, поршень, насосы и клапаны, которые контролируют направление потока, который всегда в одном направлении.

    Гидравлические системы, в отличие от пневматических, часто большие и сложные. Для системы требуется больше места, поскольку требуется контейнер для жидкости, протекающей через систему. Поскольку размер системы больше, она требует большего давления; что делает его более дорогим, чем пневматические системы. Благодаря большему размеру и несжимаемости масла гидравлические системы могут поднимать и перемещать более крупные материалы. Гидравлические системы работают медленнее, потому что масло вязкое и требует больше энергии для движения по трубам. Во время конфигурации и планирования, если на фабрике или заводе есть несколько гидравлических машин, идеально иметь центральную силовую установку для снижения уровня шума.

    Применения

    Из-за риска потенциальных утечек гидравлического масла из-за неисправных клапанов, уплотнений или шлангов — гидравлические применения не относятся к чему-либо, что может быть проглочено, например, к продуктам питания и медицинским изделиям. Они используются в различных повседневных машинах:

    • Лифты
    • Плотины
    • Станки: гидравлические прессы, бункеры, цилиндры и домкраты
    • Парки развлечений
    • Турбины
    • Подъемник самосвала
    • Подъемник для инвалидных колясок
    • Рукоятки для экскаваторов
    • Прессы гидравлические для штамповки металлических деталей
    • Закрылки на самолете
    • Гидравлическая тормозная система в автомобилях
    • Подъем автомобилей с помощью гидравлического подъемника
    • Челюсти жизни

    Преимущества гидравлики

    Гидравлические системы более способны перемещать более тяжелые грузы и обеспечивать более высокие усилия из-за несжимаемости жидкостей. Гидравлические системы одновременно выполняют множество функций, включая смазку, охлаждение и передачу мощности. Машины с гидравлическим приводом работают при более высоких давлениях (от 1 500 до 2 500 фунтов на квадратный дюйм), генерируя большее усилие за счет небольших приводов. Чтобы эффективно использовать гидравлическую систему, важно выбрать компонент соответствующего размера, чтобы он соответствовал потоку.

    Гидравлические системы более крупные и сложные системы. Жидкость, такая как гидравлическое масло, является вязкой и требует больше энергии для движения. Резервуар также требуется для хранения масла, из которого система может черпать при уменьшении количества масла. Первоначальные затраты выше, чем у пневматических систем, потому что для этого требуется мощность, которая должна быть встроена в машину.

    Любые утечки в гидравлической системе могут вызвать серьезные проблемы. Эту систему нельзя использовать для пищевых продуктов из-за высокого риска утечки гидравлического масла из-за неисправных уплотнений, клапанов или лопнувших шлангов. Надлежащие процедуры сантехники, профилактическое и регулярное техническое обслуживание, а также наличие подходящих материалов для минимизации потенциальных утечек и быстрого устранения любых проблем должны быть на месте на каждом объекте. В заключение, пневматические устройства лучше всего подходят для выполнения небольших инженерных и механических задач, в то время как гидравлические системы лучше всего подходят для приложений, требующих больших усилий и подъема тяжестей.

    Резюме:
    В общем, рекомендуется использовать гидравлические системы в первую очередь для подъема тяжелых грузов, таких как челюсти жизни, лифты, гидравлические прессы и рычаги в тяжелом оборудовании, а также закрылки для самолетов. потому что эти типы систем работают при более высоких давлениях (от 1 500 до 2 500 фунтов на квадратный дюйм), генерируя более высокое усилие от небольших приводов. Когда речь идет о перемещении или производстве продуктов, особенно пищевых или фармацевтических, рекомендуется использовать пневматические системы, поскольку отсутствует вероятность загрязнения из-за разрыва труб или утечек масла. Nex Flow Air Products Corporation производит продукты со сжатым воздухом для продувки, промышленного охлаждения (вихревые трубы), пневматической транспортировки и оптимизации воздуха, предназначенные для снижения затрат на энергию при одновременном повышении безопасности и производительности на вашем заводе и в производственной среде.

    Специализированные воздушные форсунки, воздушные ножи, усилители воздуха и воздушные форсунки являются примерами продувочных изделий, производимых и продаваемых Nex Flow. Они безопасны, поскольку соответствуют требованиям OSHA по шуму и давлению. Усилители воздуха рекомендуются для продувки резервуаров, удаления паров, дыма, легких материалов из автомобилей, ремонта грузовиков или других замкнутых пространств. Эти продукты также используются для очистки и сушки деталей, удаления стружки и выброса деталей. Их также можно использовать в качестве эффективных инструментов для вашей производственной среды.

    Вихревая трубка для промышленного охлаждения преобразует сжатый воздух в очень холодный воздух для точечного охлаждения. Nex Flow предлагает вихревые трубки и охладители шкафов. Эти продукты идеально подходят для использования в условиях высоких температур и суровых условий. Эти продукты идеально подходят для использования в условиях высоких температур и суровых условий. Они также предлагают мини-охладители с вихревой трубкой меньшего размера и вихревое охлаждение для систем охлаждения инструментов. Эти системы могут обеспечивать очень низкие температуры без использования хладагентов, таких как CFC или HCFC. Промышленные охлаждающие устройства с вихревыми трубками рекомендуются для охлаждения проб газа, термосваривания, центров обработки данных, электронных и электрических контрольно-измерительных приборов и климатических камер.

    Пневматические конвейеры, работающие на сжатом воздухе, предназначены для перемещения материалов с высокой скоростью и на большие расстояния. Они идеально подходят для непрерывного или периодического использования, так как они включаются/выключаются переключателем и контролируются регулятором. Наши пневматические конвейеры компактны и не имеют движущихся частей. Nex Flow также предлагает устройства для удаления дыма и пыли, конвейеры с кольцевым вакуумным приводом и систему ручного вакуума X-StreamTM. Пневматические конвейеры в основном используются для транспортировки материалов в тех случаях, когда требуется сила вакуума для перемещения объектов на большие расстояния на высоких скоростях. Эти устройства имеют переключатель включения / выключения для повышения безопасности. Он использует сжатый воздух, а не электричество, поэтому опасность взрыва отсутствует. Пылесосы Nex Flow Ring изготовлены из анодированного алюминия или нержавеющей стали. Они предназначены для транспортировки или вентиляции широкого спектра легких продуктов, сырья или дыма из одного места в другое на вашем заводе. Для высокотемпературных и агрессивных применений доступна обычная и высокотемпературная нержавеющая сталь. При перемещении пищевых и фармацевтических продуктов используются пневматические конвейеры из нержавеющей стали 316L. Незасоряющиеся пневматические конвейеры модели XSPC специальной конструкции просты в установке и использовании, компактны и портативны, не требуют технического обслуживания.

    Системы, предлагаемые Nex Flow, оптимизируют работу системы сжатого воздуха благодаря эффективной конструкции. Системы можно легко включать и выключать, так что сжатый воздух используется только тогда, когда это необходимо. Изделия не требуют больших затрат на техническое обслуживание и имеют малый вес. Оптимизация системы может быть достигнута с помощью компактного шумомера, ультразвукового течеискателя и системы управления потоком ПЛК (PLCFC) для сжатого воздуха, в которой используются фотоэлектрические датчики для включения воздуха, когда цель проходит мимо датчика, и для отключения воздуха, когда он уходит. датчик или может быть установлен по времени. Это устройство можно использовать для сдувания пыли и мусора, системы сушки деталей, охлаждения горячих деталей и очистки деталей перед упаковкой. Nex Flow предлагает различные аксессуары, которые интегрируются в пневматические системы для повышения эффективности продуктов и систем подачи сжатого воздуха. Некоторые аксессуары включают насадки, глушители, фильтры, монтажные системы и устройства статического контроля для сдувания пыли и мусора с статически заряженных поверхностей.

    Пневматические изделия Nex Flow снижают уровень шума, повышают безопасность производства и обеспечивают отличные решения для вентиляции, охлаждения и продувки. Системы транспортировки сжатого воздуха обеспечивают мгновенное время отклика и являются наиболее эффективным и действенным способом преобразования давления в полезный поток. Экономичные системы пневмотранспорта, предлагаемые Nex Flow, просты, легки, компактны, надежны, просты в установке и использовании. Поскольку нет движущихся частей, карманов или углов для сбора мусора, влаги или воды, затраты на техническое обслуживание минимальны. Ожидайте лучшего от технических специалистов Nex Flow, которые обучены помогать вам определить лучшее решение для вашего приложения.

    Чистая конструкция с гидравлическими коллекторами

    Next Story

    из журнала FLUID POWER WORLD OCTOBER 2020

    Поэтапное обновление сводит к минимуму время простоя

    Джош Косфорд, пишущий редактор оптимизирует машины.

    Слово «манифольд» — это что-то вроде общего термина в гидравлике для описания одного из многих объектов, используемых для консолидации трубопроводов или компонентов с целью передачи жидкости. В самом строгом смысле слова коллектор представляет собой цельный кусок материала с множеством портов, используемых в качестве соединения или коллектора для питания других частей контура или для объединения обратного потока.

    Например, сантехнический коллектор может иметь один большой порт, обработанный на одном конце, а затем включать два или более меньших перпендикулярных порта, идущих по его длине. У вас может быть порт 20 SAE, подающий в коллектор с выходными портами 12SAE. Идея состоит в том, чтобы подавать большой объем в большой порт, а затем обеспечивать равные пропорции уменьшенного потока из вспомогательных портов.

    Коллектор обратной линии выполняет функцию, равную и противоположную коллектору; несколько линий резервуара обеспечивают аккуратное и аккуратное место возврата, которое пропускает беспорядочную смесь фитингов, соединяющих тройник с одной линией резервуара резервуара. Подводя меньшие обратные линии к одному коллектору, вы также обеспечиваете единую точку потока в резервуар. Консолидированный поток при необходимости может быть отфильтрован через единый блок, хотя следует соблюдать осторожность в отношении дренажных линий. В сливной линии картера насоса не должно быть значительного противодавления, связанного с фильтрацией.

    С другой стороны, водопроводный коллектор вряд ли будет первым изображением, которое возникает у вас в голове, когда вы думаете о коллекторе. Более вероятным изображением будут коллекторы из стержней, используемые для установки клапанов стека, или изготовленные на заказ коллекторы с отверстиями, использующие картриджные клапаны для интегральных схем. В этой статье основное внимание будет уделено коллекторам для стержней, поскольку нестандартные коллекторы представляют собой совершенно новое послание.

    Стандартные стержневые коллекторы

    Изготовленные из алюминия 6061 или ковкого чугуна, стержневые коллекторы представлены в ряде стандартных конфигураций в соответствии с потребностями применения. Алюминий подходит для большинства гидравлических систем, работающих под давлением 3000 фунтов на квадратный дюйм или меньше, а также является относительно недорогим и простым в обработке. Ковкий чугун — это металл с высокой обрабатываемостью, обладающий улучшенными характеристиками по сравнению с обычным чугуном и выдерживающий давление до 5000 фунтов на квадратный дюйм.

    Баровые коллекторы бывают разных размеров, чтобы соответствовать не только промышленным дымовым клапанам ISO (CETOP) разных размеров от D02 до D10, но и различным расходам. Клапан D03 (NG6) в некоторых случаях пропускает до 20 гал/мин (75 л/мин), поэтому производители пруткового коллектора предлагают подходящее решение. В то время как стандартный коллектор на 14 галлонов в минуту (36 л/мин) оснащен P/T и рабочими портами SAE 10 и 08 соответственно, в версии с высоким расходом используются порты давления и резервуара с SAE 16, а рабочие порты расширены до SAE 12 для работы с дополнительным потоком. . Дополнительная пропускная способность обеспечивает до 25 галлонов в минуту (95 л/мин), увеличивая потенциал потока через многостанционный коллектор, который должен делить этот объем.

    Хотя это зависит от конкретного производителя, вы можете приобрести стержневые коллекторы длиной до двадцати станций. Это невероятно длинный кусок металла, требующий специального оборудования для сверления с ЧПУ. Длина коллектора не влияет на его номинальный расход, поэтому следует понимать, что длинный коллектор должен иметь один и тот же входной поток.

    Кроме того, более крупные клапаны, такие как, например, D07, не могут поддерживать такое количество станций, как меньшие коллекторы. А коллектор D07 с 8 станциями достигает трех футов в длину и весит более 250 фунтов, если указан в ковком чугуне. И наоборот, коллектор D03 с шестнадцатью станциями весит примерно вдвое меньше, хотя и намного длиннее. Очевидно, что алюминий, который вдвое легче, является отличным вариантом для любого коллектора, работающего под давлением 3000 фунтов на квадратный дюйм или меньше.

    Независимо от размера клапана или количества станций, некоторые функции являются общими для большинства стержневых коллекторов. Для большинства комплектов гидравлических клапанов требуются порты как для давления, так и для бака и рабочих портов. На первый взгляд стержневые коллекторы выглядят одинаково: порты давления и резервуара зеркально расположены на дальних концах коллектора, а затем рабочие порты расположены друг над другом и равны удвоенному количеству станций.

    Стандартные варианты коллекторов от Daman Ассортимент продукции варьируется от моделей клапанов ISO 02 до ISO 10.

    Параллельные и последовательные конструкции

    Конечно, все мы знаем, что внешний вид может быть обманчивым, и, как вы могли ожидать, существует более одной конфигурации трубопроводов для стержневых коллекторов. Вы можете приобрести их как с последовательными, так и с параллельными путями потока, и оба требуют понимания, чтобы ваш гидравлический контур работал правильно.

    Параллельный коллектор проще в изготовлении; два просверленных пистолетом канала проходят по всей длине коллектора, соединяя порт нагнетания на левой стороне с портом нагнетания на правой стороне. Точно так же порт бака проходит по всей длине коллектора, что позволяет гибко подводить трубопроводы с любой стороны узла клапана. И нагнетательный порт, и порт резервуара могут быть подключены с правой, левой стороны или с обеих сторон.

    Каждая клапанная станция параллельного коллектора получает порты своих клапанов из нисходящих поперечных отверстий. Эти сверла расположены в четырех или более местах, соединяя порты P, T, A и B с соответствующими местами в клапане, установленном выше. Клапаны большего диаметра, чем D03, могут иметь двойные порты для бака, а в других, при необходимости, используются отдельные пилотный и дренажный порты. Коллектор с параллельными отверстиями обеспечивает одинаковый поток на каждую станцию ​​клапана по всей его длине, но должен иметь дело с одной из слишком редко неправильно понимаемых концепций гидравлической мощности — путем наименьшего сопротивления. Вы не можете упускать из виду тенденцию жидкости перемещаться из места с высокой энергией в место с более низкой энергией (фактически с самой низкой энергией). Параллельные контуры обеспечивают путь с наименьшим сопротивлением, поэтому примите меры предосторожности и используйте регуляторы расхода или компенсацию давления, чтобы предотвратить протекание всего потока через один клапан.

    Последовательная схема создаст столько же путаницы для новичков в гидроэнергетике, если они не обращают внимания. Последовательный контур направляет жидкость через центр каждого установленного сверху клапана. Обычно известные как тандемные центральные клапаны, они пропускают поток от P к T в нейтральном положении. Но вместо слива в бак при использовании этих клапанов на последовательном коллекторе линия их бака питает порт давления следующего клапана.

    Серийная установка сложна по нескольким причинам, но она позволяет использовать гидравлику с открытым центром и легкодоступные насосы постоянного объема. Параллельный контур восприимчив к потоку, идущему по пути наименьшего сопротивления. Последовательный коллектор подвергается краже потока из каждого клапана в контуре перед задними клапанами.

    Адаптеры коллектора, подобные этим модулям стека от Daman, устанавливаются между существующим коллектором и клапаном. Они преобразуют существующую схему клапанов коллектора в клапан альтернативного размера, не нарушая существующей конфигурации.

    Если есть четыре последовательно соединенных клапана и ни одна из функций не работает, жидкость проходит от одного клапана к другому до последнего клапана; затем он возвращается в бак. Если активируется одна функция, жидкость поступает к приводу, где выполняется работа, а затем возвращается к потоку через вторую функцию. Что вы должны учитывать, так это давление, доступное для последующих функций, когда работает первая функция. Если первая функция использует доступное давление 1500 фунтов на квадратный дюйм, а главный предохранительный клапан настроен на 3000 фунтов на квадратный дюйм, то для всех трех следующих функций доступно только 1500 фунтов на квадратный дюйм.

    Варианты дизайна

    Вы видите, как нужно разумно проектировать схемы с использованием коллекторов параллельного или последовательного типа. Для параллельного коллектора требуется насос с компенсацией давления или инновационный разгрузочный контур. Последовательный коллектор используется исключительно в контурах с фиксированным расходом, потому что разгружать насосы с компенсацией давления — плохая идея.

    Независимо от типа контура при выборе стержневого коллектора необходимо учитывать не только количество станций. Сырье, используемое при создании коллектора, состоит из несколько более экзотических металлов, таких как нержавеющая сталь или хромомолибденовый сплав. Помимо выбора металла, существуют стандартные и специальные варианты, обеспечивающие оптимизацию вашей схемы.

    Варианты портов для стержневых коллекторов бывают самых разных вариантов, которые предлагает обычная гидравлическая энергетика. Стандарты SAE, NPT, BSPP или метрические не являются редкостью, но также доступны фланцевые порты. Рабочие порты могут выходить спереди (что может быть и сзади, если так установлено), но использовать нижние рабочие порты. Стержневой коллектор с нижними рабочими портами делает вертикальный метод монтажа отличным вариантом. Коллекторные и соединительные блоки

    , также известные как «распределительные коллекторы», соединяют несколько резьбовых соединений в один общий блок для устранения утечек и сокращения трудозатрат на сантехнические работы. Изображение предоставлено Daman Products.

    Обычной опцией для особенно небольших коллекторов является полость с отверстиями для установки предохранительного клапана. Картриджные клапаны недороги, а дополнительные затраты на изготовление двухходовой полости в коллекторе вполне разумны. То же самое относится и к порту манометра, который обеспечивает экономичный и чистый метод наблюдения за давлением в системе без беспорядка адаптеров, обычно необходимых для добавления манометра в последнюю очередь.

    Коллекторы являются основой работы гидравлических машин. Они обеспечили эффективное решение для создания всей гидравлической цепи, просто соединив ряд клапанов поверх куска металла с отверстиями.

    Заявка на патент США на гидравлический электрошокер Заявка на патент (заявка № 200

    857 от 24 сентября 2009 г.)

    Уровень техники

    , к гидравлическому электрошокеру самообороны для выведения из строя цели на расстоянии путем разряда высокого напряжения, слабого тока в цель через две струи воды.

    2. Описание предшествующего уровня техники

    Обычный пользователь электрошокера для самообороны должен иметь положительный и отрицательный электроды электрошокера, которые касаются цели, чтобы на цель мог быть подан электрический разряд высокого напряжения, чтобы вывести цель из строя. Однако приближаться к цели на короткое расстояние опасно. Поэтому разработан гидравлический электрошокер для выведения человека из строя на расстоянии. ИНЖИР. 1 показан гидравлический электрошокер в соответствии с предшествующим уровнем техники (публикация тайваньского патента № 493735). В соответствии с этой конструкцией, как показано на фиг. 1, гидравлический электрошокер содержит корпус 100 , установив в него две емкости для воды 10 (см. рис. 2), две металлические форсунки 20 , два подводящих провода 30 , микропереключатель 40 и комплект поршней 50 . Два резервуара для воды 10 расположены параллельно и, соответственно, соединены с металлическими соплами 20 соответствующей водяной трубой 101 . Два подводящих провода 30 имеют один конец, соответственно соединенный с металлическими наконечниками 20 , а другой конец соответственно подключен к микропереключателю 40 . Кроме того, на одной стороне микропереключателя 40 предусмотрена кнопка 60 . Комплект поршней 50 служит для создания давления воздуха в резервуарах для воды 10 . При нажатии кнопки 60 для включения микропереключателя 40 после определенного количества возвратно-поступательных циклов поршневого комплекта 50 из металлических форсунок 9 выбрасываются две струи воды.0024 20 на цель, и в то же время через две струи воды на цель подается высокое напряжение, выводя цель из строя. Поэтому такая конструкция гидравлического электрошокера способна вывести цель из строя на расстоянии.

    Однако вышеупомянутый гидравлический электрошокер по-прежнему неудовлетворителен в работе. Когда кнопка 60 не нажата, пружина сжатия 602 поддерживает кнопку 60 в выключенном положении, где верхние стопорные стержни 601 кнопки 60 останавливаются на водяных трубах 101 у соответствующего стопорного элемента 1001 внутри корпуса 100 для выравнивания водяных трубок 101 , блокируя проход водяных трубок 904 101 . Пружина сжатия 602 может начать быстро изнашиваться по мере использования. Когда усилие пружины сжатия 602 падает ниже определенного уровня, давление, обеспечиваемое верхними стопорными стержнями 601 кнопки 60 против водяных трубок 101 и соответствующих упоров 1001 становится недостаточно. В этом случае из резервуаров для воды 10 вытечет вода. Следовательно, необходимо улучшение, чтобы устранить эту проблему утечки воды.

    СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    Настоящее изобретение было осуществлено при рассматриваемых обстоятельствах. Основной задачей настоящего изобретения является создание гидравлического электрошокера, в котором используются игольчатые клапаны для точного управления выпуском струй воды, предотвращая утечку воды.

    Для достижения этой и других целей настоящего изобретения гидравлический электрошокер содержит корпус, два резервуара для воды, установленные в корпусе, две металлические насадки, расположенные на передней стороне корпуса, две водяные трубки, соответственно соединенные между резервуарами для воды. и металлические сопла, первый комплект аккумуляторов, преобразователь напряжения, приспособленный для преобразования энергии постоянного тока первого комплекта аккумуляторов в высокое напряжение, два подводящих провода, электрически соединяющие положительные и отрицательные выводы первого комплекта аккумуляторов, и преобразователь напряжения с металлом. форсунки, микропереключатель, электрически подключенный между двумя подводящими проводами и первым набором аккумуляторов, источник воздуха высокого давления, установленный в корпусе и приспособленный для обеспечения давления сжатого воздуха в водяных баках для вытеснения воды из водяных баков в воду трубки, кнопка для включения/выключения микропереключателя и источника воздуха высокого давления, при этом два игольчатых клапана соответственно установлены в баке для воды и выполненный с возможностью закрытия/открытия водопроводных труб, причем каждый игольчатый клапан содержит отверстие для клапана и иглу клапана, подвижную с помощью кнопки для закрытия/открытия отверстия клапана. Когда пользователь нажимает кнопку, чтобы замкнуть цепь подводящих проводов, комплект батарей, цепь преобразователя напряжения и металлические сопла, и в то же время иглы клапанов игольчатых клапанов соответственно открываются из соответствующих отверстий клапана.

    Кроме того, кнопка содержит ползунок, неподвижно соединенный с ней. Затвор имеет два стержневых элемента, соответственно соединенных с иглами клапана игольчатого клапана для обеспечения возможности перемещения игл клапана игольчатого клапана с помощью кнопки для закрытия/открытия соответствующих отверстий клапана.

    Кроме того, источником воздуха высокого давления может быть комплект поршней. Поршневой комплект одним концом соединен с двумя резервуарами для воды через воздушную трубку. В воздушной трубке установлен обратный клапан для предотвращения обратного потока воздуха. Далее между обратным клапаном и ползунком кнопки подключается пружина сжатия.

    Кроме того, источник воздуха высокого давления может представлять собой воздушный контейнер высокого давления, управляемый для обеспечения давления сжатого воздуха в резервуарах для воды, чтобы нагнетать воду из резервуаров для воды в водопроводные трубы.

    Кроме того, источником воздуха высокого давления может быть мощный воздушный насос, установленный в корпусе. В этом случае в корпусе установлен второй комплект батарей, электрически соединенный с насосом для подачи воздуха, чтобы заставить насос для подачи воздуха нагнетать сжатый воздух в резервуары для воды.

    КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

    РИС. 1 представляет собой схематический вид в разрезе гидравлического электрошокера в соответствии с предшествующим уровнем техники.

    РИС. 2 — вид сверху в увеличенном масштабе части фиг. 1, показывающий расположение резервуаров для воды и металлических форсунок.

    РИС. 3 представляет собой схематический вид гидравлического электрошокера в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

    РИС. 4 аналогичен фиг. 3, но показывающую схему преобразователя напряжения, снабженную регулятором напряжения.

    РИС. 5 представляет собой схематический чертеж, показывающий работу электрического разряда гидравлического электрошокера в соответствии с настоящим изобретением.

    РИС. 6 представляет собой схематический вид сверху, показывающий конструкцию игольчатого клапана, используемого в гидравлическом электрошокере в соответствии с настоящим изобретением (игла клапана закрывает отверстие клапана).

    РИС. 7 соответствует фиг. 6, но с изображением иглы клапана, выходящей из отверстия клапана).

    РИС. 8 представляет собой схематический вид сверху альтернативной формы гидравлического электрошокера в соответствии с настоящим изобретением.

    РИС. 9 представляет собой схематический вид сверху, показывающий работу комплекта поршней гидравлического электрошокера в соответствии с настоящим изобретением.

    РИС. 10 представляет собой схематический вид сверху другой альтернативной формы гидравлического электрошокера в соответствии с настоящим изобретением (механический воздушный насос, используемый вместо поршневого комплекта).

    РИС. 11 соответствует фиг. 10, показывающий другую компоновку силовой цепи силового воздушного насоса.

    ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ

    На фиг. 3 показан гидравлический электрошокер в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, содержащий электрически изолирующий пистолетный корпус а, два резервуара для воды 1 , два металлических сопла 2 , два подводящих провода 3 , а микропереключатель 4 и набор поршней 5 . Электроизолирующий пистолетный корпус а образован двумя симметричными полыми половинками, имеющими рукоятку 1 и кнопку 2 скользящее соединение с рукояткой a 1 для управления спусковым крючком.

    Два резервуара для воды 1 установлены в корпусе a и расположены параллельно.

    Металлические форсунки 2 установлены на передней стороне корпуса a и, соответственно, соединены с резервуарами для воды 1 через соответствующую трубку для воды 21 .

    Два подводящих провода 3 представляют собой подводящий провод положительного полюса и подводящий провод отрицательного полюса, соединенные последовательно с комплектом батарей 31 и схема преобразователя напряжения 32 , каждая из которых имеет один конец, каждая соответственно соединена с металлическими патрубками 2 . Кроме того, может быть предусмотрен регулятор , 33, напряжения для регулирования выходного напряжения схемы , 32, преобразователя напряжения (см. фиг. 4).

    Микропереключатель 4 установлен в корпусе a с одной стороны кнопки a 2 и электрически соединен с цепью подводящих проводов 3 , набор батарей 31 , цепь преобразователя напряжения 32 и металлические форсунки 2 , управляемые кнопкой a 2 для размыкания/замыкания цепи. При нажатии кнопки a 2 для замыкания цепи проводов 3 , комплекта батарей 31 , цепи преобразователя напряжения 32 и металлических форсунок 2 подаются высоковольтные и слаботочные струи воды. из корпуса 2 в мишень (см. рис. 5).

    Комплект поршней 5 устанавливается в корпус a. Возвратно-поступательное движение поршневого комплекта 5 создает давление сжатого воздуха в баках для воды 1 , вытесняя воду из баков для воды 1 в водяные трубы 21 .

    Кроме того, игольчатый клапан 6 соответственно установлен в каждой водяной трубе 21 между соответствующим резервуаром для воды 1 и соответствующей металлической насадкой 2 (см. РИС. 3) и перемещается с помощью кнопки a 2 . Игольчатый клапан 6 содержит клапанное отверстие 62 и клапанную иглу 61 , перемещаемую с помощью кнопки 2 для закрытия/открытия клапанного отверстия 62 . При нажатии кнопки a 2 для замыкания цепи проводов 3 , комплекта батарей 31 , цепи преобразователя напряжения 32 и металлических форсунок 2 игла клапана 61 перемещается назад в открыть отверстие клапана 62 (см. фиг. 7), позволяя сжатой воде проходить через присоединительную водяную трубу 21 из присоединительного металлического сопла 2 . Напротив, когда кнопка а 2 возвращается в свое прежнее положение, игла клапана 61 возвращается, чтобы закрыть отверстие клапана 62 (см. фиг. 6).

    Далее кнопка a 2 неподвижно закреплена с ползуном a 3 . Направляющая a 3 имеет два стержня a 4 соответственно соединены с иглами клапанов 61 игольчатых клапанов 6 в водяных трубках 21 . Таким образом, когда кнопка а 2 нажата, ползун а 3 перемещается с помощью кнопки а 2 , а иглы 61 игольчатых клапанов 6 соответственно перемещаются стержнями а 4 , чтобы открыть соответствующие отверстия клапана 62 (см. РИС. 7).

    Далее комплект поршня 5 имеет один конец, соединенный с резервуарами для воды 1 через воздушную трубку 51 . Обратный клапан 7 установлен между комплектом поршней 5 и воздушной трубкой 51 для предотвращения обратного потока воздуха. Кроме того, между обратным клапаном 7 и золотником а 3 подсоединяется пружина сжатия 8 . Когда оператор отпускает кнопку a 2 , пружина сжатия 8 автоматически возвращает ползун a 9 в исходное положение.0024 3 , и поэтому кнопка a 2 возвращается, а иглы клапанов 61 игольчатых клапанов 6 возвращаются стержневыми элементами a 4 для закрытия соответствующих отверстий клапана 62 .

    На фиг. 8, баллон с воздухом высокого давления 9 может использоваться для замены комплекта поршней 5 , показанного на фиг. 3, и приводится в действие кнопкой 91 для выпуска сжатого воздуха в резервуары для воды 1 .

    При использовании используйте поршневой комплект 5 для подачи сжатого воздуха в резервуары для воды 1 через воздушную трубку 51 (см. РИС. 9), вытесняя воздух из резервуаров для воды 1 в соответствующие водяные трубки 21 . В это время иглы , 61, игольчатых клапанов , 6, соответственно закрывают соответствующие отверстия , 62, клапана (см. фиг. 6). После этого нажмите кнопку a 2 , чтобы открыть иглы клапана 61 из соответствующих отверстий клапана 62 (см. РИС. 7), позволяя воде выйти из водяных трубок 21 через металлические сопла 2 . При нажатии на кнопку a 2 включается микропереключатель 4 , вызывающий электрический разряд высокого напряжения и слабого тока, который переносится струями воды и направляется в цель, когда две струи воды касаются цели. .

    Кроме того, если баллон с воздухом высокого давления 9 используется вместо вышеупомянутого комплекта поршней 5 , и пользователь может нажать рабочую кнопку 91 для подачи сжатого воздуха в резервуары для воды 1 , нагнетание воздуха из резервуаров для воды 1 в соответствующие трубки для воды 21 .

    Кроме того, как указано выше, может быть предусмотрен регулятор напряжения 33 (поворотная ручка) для регулирования выходного напряжения схемы преобразователя напряжения 32 (см. рис. 4) в зависимости от обнаруженной цели. Например, при встрече с грабителем с оружием выходное напряжение можно отрегулировать до максимального уровня; в противном случае выходное напряжение можно отрегулировать до относительно более низкого уровня, избегая смертельного поражения электрическим током.

    На фиг. 10, воздушный насос 5 ′ может использоваться для замены вышеупомянутого комплекта поршней 5 , а второй комплект аккумуляторов 52 может быть установлен для подачи необходимого рабочего напряжения на воздушный насос 9.0024 5 ′. В качестве альтернативы силовой воздушный насос 5 ′ может быть электрически подключен к цепи подводящих проводов 3 , микровыключателя 4 , комплекта аккумуляторов 31 , цепи преобразователя напряжения 32 и металлических форсунок 2 ( см.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.