Конвертер физических величин

Конвертер физических величин. Сопротивление материалов (кабельных линий). Сопротивление изоляции ВА.

Физические величины. Размерность физической величины. Единицы измерения физических величин. С этими понятиями каждый, наверное, впервые сталкивается в школе, и они впоследствии окружают нас повсюду. За примерами далеко ходить не надо. Собираемся на улицу или готовим пирог – узнаем про температуру. Жидкости измеряем в литрах или миллилитрах, сыпучие смеси – в граммах или килограммах. Главное здесь не ошибиться: иногда в кулинарных рецептах для ингредиентов указаны граммы, которые во время готовки по привычке или невнимательности измеряют не весами, а мерным стаканом, что логично сказывается на твердости печенья или жесткости шашлыка.

Однако если от слишком рассыпчатого печенья или слишком “резинового” мяса никто не пострадает, неправильно измеренные электрические величины  могут привести к очень нежелательным последствиям. Это может быть неисправно работающая электрическая сеть или бьющийся током корпус стиральной машинки или электрощитка. Поэтому на новых объектах или объектах после ремонта проводят электрофизические измерения (ЭФИ). Цель этих измерений, в частности – проверить сопротивление изоляции кабельных линий, сопротивление изоляции выключателей автоматических (ВА). Для чего это нужно? Рассмотрим по порядку.

Главное назначение изоляции токоведущих частей – защитить человека от действия опасного напряжения. Электропроводку, в свою очередь, защищают автоматические выключатели, и именно их мы видим, когда открываем электрощиток. Выключатели отключают токи коротких замыканий (КЗ) или токи перегрузок для того, чтобы не оплавилась и не потеряла свои свойства изоляция. Как правило, после монтажа кабелей и их подключения к аппаратам защиты в электрических щитках и шкафах сотрудники лаборатории ЭФИ с помощью мегаомметра измеряют сопротивление изоляции.

В зависимости от назначения сети (силовая, осветительная или сигнальная) специалист выбирает напряжение на мегаомметре – от 2500 до 500 В. Это напряжение прикладывается к изоляции, и в изоляции начинает протекать ток. Мегаомметр измеряет этот ток, делит на него напряжение и на экране показывает сопротивление изоляции – например, 0.5 МОм (мегаом – миллионов Ом), т.е. 500 000 Ом. 0.5 МОм – это минимальное безопасное значение сопротивления. Ом – это единица измерения сопротивления. Связь между сопротивлением R и напряжением U  через ток I  проста и выражается через закон Ома:

     

или

   

Коротко расскажем об электрическом сопротивлении материалов кабельных линий. Жилы кабелей выполняются из алюминия или реже – из меди. Преимущества алюминия – дешевизна и легкость. Преимущества меди – коррозионная стойкость и низкое сопротивление. Сопротивление алюминия выше, чем у меди. Изоляция кабелей может выполняться из пропитанной электротехническим маслом бумаги, из ПВХ, сшитого полиэтилена, резины. От материала изоляции больше зависят условия прокладки, максимальная допустимая температура жил при КЗ, стойкость к воздействию химических реагентов.

Говоря об электрических физических величинах, нельзя обойти стороной мощность и энергию, ведь именно к уменьшению потерь мощности и энергии стремятся энергоснабжающие организации. Коротко электрическая мощность, измеряемая в Вт (ваттах) выражается через ток и напряжение:

А энергия, измеряемая в Дж (джоулях) – через мощность и время:

       

Однако мы больше привыкли к измерению энергии в кВт⋅ч (киловатт-часах):

Из комбинаций всех вышеперечисленных формул можно получить самые разные зависимости и получить своеобразный конвертер физических величин. В заключение приведем таблицу с кратными и дольными приставками, которые можно встретить в электроэнергетике:

 

Обозначение	Приставка	Нужно умножить на	Пример (1 кВ = 1000 В)
мк	микро	0,000001	микроампер
м	милли	0.001	Миллиампер, милливольт
к	кило	1000	Киловольт, килоампер, киловатт
М	мега	1000000	Мегаом, мегаватт
Г	гига	1000000000	гигаватт-час