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一、力和慣性
力是物體對物體的作用,力是改變物體運動狀態的原因。而慣性是指物體保持原來運動狀態不變的性質,它是物體本身具有的屬性。同學們在回答關于慣性問題時,往往把慣性和力混為一團。
例1、扔出去的鉛球在空中為什么會繼續前進?踢出去的足球為什么會在足球場上繼續滾動?
分析:學生在回答此類問題時,認為物體繼續向前運動的原因是由于物體受到慣性力的作用。這種說法是錯誤的,因為慣性不是力,是物體具有的性質。只能說物體繼續運動是由于慣性的原因。
二、熱量和內能
熱量是指物體在熱傳遞過程中吸收或放出的熱的多少。它是一個過程量。它的實質就是內能的改變量。因此,只有物體間在發生熱傳遞時才提及到熱量。而內能是組成物體所有分子的分子動能和分子勢能的總和。它是一個狀態量。它的大小只與溫度和質量有關。內能又叫熱能,簡稱熱。
三、一對平衡力和相互作用力
一個物體只受到兩個力的作用,且處于靜止狀態或勻速直線運動狀態,我們就說這兩個力是一對平衡力,或者說二力平衡。二力平衡的條件是:大小相等,方向相反,并且作用在一條直線上,兩個力作用在一個物體上。而相互作用力的特點是:大小相等,方向相反,作用在一條直線上,且分別作用在兩個物體上,同時產生,同時消失。它們的最大區別是:平衡力作用在一個物體上,而相互作用力是作用在兩個物體上。
例題3、放在桌面上的書,它對桌面的壓力、地球對它的重力、桌面對它的支持力,在這三個力中,哪兩個力是一對平衡力?哪兩個是一對相互作用力?
分析:學生在解答此題時無從下手,糊亂選擇。重力和支持力都作用在書上,即同一個物體上,是一對平衡力,而壓力和支持力分別作用在兩個物體上,是對相互作用力。
四、重力和壓力的大小關系
重力是由于地球的吸引而受到的力,它與物體的質量成正比,方向是豎直向下,施力物體是地球。壓力是垂直壓在物體表面上的力,方向垂直指向受壓物體表面,施力物體是施壓物體,只有自由放在水平面上的物體,重力和壓力的大小相等,其它情況則不相等。
A對B的壓力是5N A對地面的壓力是5N B對墻壁的壓力是25N B對天花板B對地面的壓力是15N 的壓力5N
五、游碼和平衡螺母的作用
游碼和平衡螺母的作用各不相同。平衡螺母是在調節天平橫梁平衡時使用的,在調節橫梁平衡時,當指針沒有指到分度盤的正中央時,此時就要移動平衡螺母,使指針指到分度盤的正中央,天平平衡了。而游碼是在稱量過程中使用的。當稱量物體的質量時,加一小砝碼多了,減一個小砝碼少了,此時就要移動游砝,直至橫梁平衡,此時決不能通過平衡螺母來完成。
例5:小明用托盤天平測物體的質量,他把托盤天平放在水平桌面上,立即旋轉平衡螺母使橫梁在水平位置上平衡,但忘了將游碼歸零,這樣稱出的物體質量比物體質量的真實值()
A.偏大B偏小C.相等D.不能確定
六、反射角與入射角
反射定律內容為:反射光線、入射線、法線在同一平面內;反射光和入射光線分居法線的兩側;反射角等于入射角。而同學們在敘述定律的內容時,往往把反射角和入射角的先后關系錯誤的敘述為入射角等于反射角。這種敘述是錯誤的,因為反射角和入射角之間是存在因果關系的,入射角決定反射角,因此不能敘述為入射角等與反射角。
七、驗電器的制造原理及其作用
同學們錯誤的認為原理是:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。作用是檢驗物體帶正電還是帶負電。
分析:出現這些錯誤的原因是沒有真正理解原理。當驗電器的金屬球與被檢驗的物體接觸時,從而使兩片金屬箔帶上同種電荷而張開,說明被檢驗的物體帶上了電荷。張開的原理是同種電荷相互排斥,而不是異種電荷電相互吸引。金屬箔張開只能說明物體帶電,而不能鑒別是正電還負電。
八、電壓的表述
同學們在解電學題目時,往往把電壓敘述為電路中某點的電壓。這種敘是不科學的。
分析:電壓是使電荷定向移動形成電流的原因。是電路中不同兩點間的電位差,而不是某點的電位。因此在敘述時只能說某段電路兩端的電壓或用電器兩端的電壓是多少。
九、凸透鏡成像的正倒判斷
我們所說的像是正立的還是倒立的,是看像相對于物而言的。若像相對于物體上下左右相反,則所成的像是倒立的,否則是正立的。
例6、放電影時,銀幕上所成的像是正立的還是倒立的。學生往往認為所成的像是正立的。
【關鍵詞】電力施工;防觸電;方法
前言:觸電事故是電氣施工中最為常見的一種受傷方式。在對大量事故統計資料進行分析后,我們可以發現造成此類事故發生的根本原因,還是在于相關人員嚴重缺乏安全技術知識,或粗心大意,或過于自信。不論如何,這樣的代價都是我們無法承受的,筆者在此結合自己多年實際經驗,希望下面的論述對各位朋友有所幫助。
1 觸電事故的常見類型
第一,單向觸電。單相觸電是指人體直接接觸帶電線路中的某一根火線,直接導致設備的電流通過了人體,流人大地。在那個時刻,人體將承受至少高達220伏的強電壓。單相觸電可以按電壓強弱分為低壓觸電和高壓觸電兩個類型:前者其屯體采用的是變壓器低壓側中性點直接也可以不直接接地的接線結構,因此損害性相對較少;后者人體會直接接觸高壓帶電體,這種損害當然是致命的。
第二,兩相觸電,即指的是人體在與大地絕緣的情況下,手或其他身體部位在同一時間接觸了帶電線路的兩根不同火線,當然也可以指在高壓系統中,人的身體在同一時間靠近不同的兩根相線時產生的電弧放電情況,這兩種情況下都屬于帶電體的電流從某一相線通過人體再流人另一相線,從而形成了一個閉合回路。因此我們可以看到,相對于單相觸電來說,作用于人體身上的電壓已經是帶電體的線電壓,這顯然會是最危險的。
第三,跨步電壓觸電,其是指帶電體設備本應接地,但卻不知為何發生了故障,此時電流從大地流入.地面一定距離里產生電位分布,人若不幸接觸到電位分布短路點,就會在雙腳間產生電位差,造成事故。因此基于跨步電壓觸電本身的特殊性,其電壓指數往往除了電流大小以外,還與地面情況、雙腳間距、方位甚至離接地點的距離等條件有關。
第四,接觸電壓觸電。人體站在帶電設備周圍,當手觸到設備時,人的手與腳之間會產生并承受一個電位差,當電位差超過人體能承受的安全電壓的范圍時,會導致觸電事故發生。
2 發生觸電事故常見的原因
第一,人為性失誤,如當出現調度失誤或操作失誤時,檢修設備會因為失誤的存在而被送電。比如說當雙電源電流、變電所電流甚至電壓互感器二次回路等操作錯誤時,會引起對本應該停電設備進行送電。還有的情況像附近帶電設備的感應問題,;也可能是停電設備和帶電設備交叉跨越,通常是由于施工中人為性失誤致使導線掉落,由此導致帶電設備相碰或靠近放電,這樣的話,已經停電的設備會突然連接上電流;最后當然有可能是當兩個低壓系統和另的零線相通時(一個已經停電,一個帶有電流),由于零線接地不良等原因,可能從零線意外地竄入高電位,導致事故發生。
第二,觸電事故大多發生在夏天,一是由于夏天天氣十分炎熱,人體汗液分泌多,穿戴會相對少,這導致接觸帶電體后更加容易導電;二是夏天雨水量大,空氣十分潮濕,這會增加地面的導電能力.十分易產生電流回路,又因為帶電體絕緣電阻會由于天氣的影響而下降,漏電現象易產生;此外,夏天正是農忙時節,農村用電量會很大,觸電事故隨之變多。
第三,設備問題:觸電多數發生接觸低壓設備的情況下;當帶電設備有關電路的連接部位牢固叉、接觸電阻也隨之變大、絕緣性能隨之變低,甚至有一定可能會在外界催化下發生某種化學反應,由此導致觸電事故的發生。
3 常見的防止觸電事故發生的方法
第一,具體操作上,當配電線路或分支線停電檢修時,一定要由相關負責人員現場組織工作,親臨監督有關人員進行操作,(具體操作像停送電、驗電、裝拆接地線以及掛標示牌等),同時當然一定要填寫相關的操作票。操作跌落式開關及刀閘時,必須使用試驗合格的絕緣桿并戴絕緣手套,嚴禁用手直接摘、掛跌落式開關的絕緣管。配電變壓器臺架上進行檢修工作,必須先拉開低壓側刀閘,后拉開高壓隔離刀閘或跌落式保險,然后在停電的高壓引線上和配變低壓側刀閘的線路側三相短路接地。防止用戶亂接線或使用沒有雙投刀閘閉鎖上網的小型自備發電機從低壓側反送電,危及配網作業人身安全。
第二,特別注意的是,斷開電源時,要求其至少要有一個明顯的斷開點。這是非常必要的。比如說某縣供電局,曾發生由于10千伏斷路器觸頭焊接,斷開時只有一個觸頭是分離的,所以動靜兩個觸頭間的間隙一定不大,又因為分合閘指示器拐臂因某種原因斷裂了,但還沒有完全完整的斷開,指示器顯示在正常的斷開位置上,又加上斷路器內部進水這一因素的存在,變壓器內的油的絕緣性明顯大大變低了,低到以至于在斷開位置時(停電側掛有地線)油間隙內產生擊穿并放電現象,所幸因掛有地線,因此才未造成嚴重后果。
第三,除此之外,儀器設備一定要及時檢修,而且一定嚴格遵守操作規程。供電變壓器中性點不應該接地。采用變壓器中性點不接地的做法是在變壓器中性點裝一個過電壓“保險擊穿器”,當線路絕緣好時,線路泄漏電流不會超過20mA。即使有人無意中碰觸了帶電體或漏電馬達的外殼時,電流當然也會通過人體,但由于電流十分微弱,觸電者是不會有危險的。因此,我們明白了,所謂“保險擊穿器”其實就是指兩塊固定銅片造成的一個空氣間隙,這個間隙可以將過電壓泄到大地,從而起到一定的保護作用。一般間隙的放電,其電壓的大小高出變壓器空載運行時中性點的電容電壓的20--30%左右,例如變壓器空載時中性點對地的電容電壓是1000 V。則擊穿器的間隙會在1200 V -1300 V左右放電。當然,這樣的平板的空氣間隙一定要裝置在免受濕氣和灰塵影響的密封裝置中。
第四,觀念上,必須認真做好防護措施。當然主要的對策包含:嚴格執行工作票程序,工作監護制度等維護安全的相關措施,認真落實懸掛標示牌等維護安全的相關技術措施,當然經過上文的論述,我們知道將停電設備的三相短路接地也會是一種不錯的預防措施。當然,以上這些具體要求在相關規章上有著十分具體的規定,我們一定要嚴格遵照其規定進行操作。
4 結語
我們有理由相信,只要每個電氣工作人員認真執行《電業安全工作規程》明確樹立停電設備可能發生突然來電的概念,并認真采取防范措施,觸電事故顯然是可以防止的,每個生命的背后代表著一個家庭,拒絕悲劇的發生,這需要你我共同努力。
參考文獻:
[1]石秊,梁衛東,焊條用電安全問題的探討——典型事故實例與分析[J].電焊機,2006(05).
【關鍵詞】大電流隔離柜;觸頭;溫升;控制措施
0.引言
中置移開式金屬封閉開關柜具有結構緊湊、操作便捷、柜體抗腐蝕、手車互換性好、運行安全可靠等優點,廣泛應用于各變電站。大電流隔離手車主要用于中置式主變進線柜和母分聯絡柜,在分閘(試驗)位置時,觸頭間有符合規定要求的絕緣距離和明顯的斷開標志;在合閘(工作)位置時,和斷路器手車一樣,通過梅花觸頭與柜內靜觸頭嚙合,承載正常回路條件下的電流和在規定時間內異常條件(例如短路)下的電流[1]。但由于隔離手車無滅弧室,不具備關合、開斷額定短路電流能力,一般不要求作配柜型式試驗。與額定電流4000A的10kV斷路器需帶強制風冷不同,工作時常不配散熱風機。因此,大電流隔離柜雖然結構相對簡單,但在運行中容易出故障,需要我們對其質量和性能加以重視。
1.故障情況
2012年,某變電站#1主變10kV進線隔離柜爆炸,隔離手車和觸頭盒均被不同程度燒毀,故障點見圖1、2所示,同一開關室的其它斷路器柜狀態良好。
故障發生時刻系統運行方式是上級變電站通過110kV線路1送本站Ⅰ段母線帶#1主變負荷,由110kV線路2送本站Ⅱ段母線帶#2主變負荷,本站高低壓側分列運行,即110kV母分開關和10kV母分開關熱備用。
經現場調查,變電站10kV進線隔離柜頂部母線橋被高溫煙氣灼傷,母排熱縮套大部分被燒毀。儀表室被濃煙熏黑,其它基本完好。隔離手車B相上觸頭和母線室A、B相觸頭盒被嚴重燒毀。電流互感器及聯絡銅排無明顯受損痕跡。
從收集到的錄波報文分析,首先在差動保護區外發生A、B相短路故障,16ms后發展成為差動保護區內A、B、C三相短路故障,#1主變比率差動保護動作跳開#1主變10kV開關、#1主變110kV開關, #1主變高低后備保護告警[2]。
2.原因分析
從故障情況看,初步推斷在隔離柜運行時,A、B相動靜觸頭由于接觸不良導致長期過熱,加上觸頭盒為半封閉結構,內部對流緩慢,且柜內未裝風機,散熱不暢,觸頭溫升超出標準規定值。熱量被不斷傳導至觸頭盒、絕緣筒等處,其絕緣逐漸老化,動靜觸頭等部件燒熔最終引燃了阻燃性能不良的A、B相觸頭盒,產生灼熱煙氣[3],空氣電離產生弧光漂移,發展為相間短路和三相短路。
經綜合分析,引起觸頭溫升超標的5個主要因素是:
(1)動靜觸頭存在同軸度偏差,接觸電阻超標。大電流隔離手車較重,容易存在同軸度偏差,剛使用時由于觸頭間可能仍保持有部分良好接觸,接觸電阻測試未見明顯異常。運行前每次將手車強行推入,造成觸頭間受力不均,接觸面積變小,從而使手車動靜觸頭不能完全接觸形成相應的空隙,電流在此處形成局部放電,劇烈發熱升溫[4]。
動靜觸頭同軸度偏差有的是產品在工廠制造過程就已存在,由于技術把關、工藝執行、檢驗調試等質量控制措施不到位引起;有的是設備在運輸、就位、安裝和運行過程因作業不當產生變形而導致,如主母線過度牽引分支母線使靜觸頭額外受力、土建基礎不平整以及違反操作規程手車觸臂受到撞擊等。
(2)引起動靜觸頭接觸電阻過大的其它原因:除了觸頭同軸度因素,如果運行環境惡劣或使用維護不當,接觸面有塵埃、氧化、腐蝕現象,觸頭固定螺栓松動,動靜觸頭嚙合深度不足或過度,觸頭材質差電阻率高,動觸頭觸指彈簧因受熱退火嚴重失去彈性或斷裂等,均會使接觸電阻增大。
(3)隔離手車載流銅排或柜內連接銅排電阻率較高,所發熱量被不斷傳導至觸頭處,使其溫升超標。
(4)散熱不暢。柜子結構緊湊、內部狹窄,又需滿足IP4X防護等級要求,同時,觸頭盒為半封閉結構,柜內未強制通風等均使熱量無法很好的散發。
(5)運行監控和性能檢測手段不足。由于柜內密閉、視野被手車面板和柜體阻擋,不能直接觀測動靜觸頭接觸情況,也無法進行紅外測溫;受柜體結構和技術手段所限,隔離手車在工作位置時,動靜觸頭同軸度檢測較困難,加上未安裝無線測溫裝置,所以局限于定期檢測接觸電阻對其進行狀態評價外,未能采取更多技術手段確保觸頭溫升處于有效在控狀態。
3.控制措施
為控制隔離柜觸頭溫升,降低設備運行故障率,采取了以下措施:
(1)采用專門設備檢測動靜觸頭同軸度。針對以往無法有效檢測隔離手車觸頭嚙合問題,設計了一種同軸度檢查小車。小車具有與隔離(斷路器)手車相同外形尺寸;其底盤結構與實際運行的小車底盤結構一致;面板采用厚度不小于8mm的高強度透明鋼化玻璃板,有良好的觀察視野;導電臂和動觸頭均采用絕緣材料制作,安裝位置與實際運行的小車相同;絕緣動觸頭與靜觸頭之間滿足規定的公差配合要求,以此來確定其內徑大小;絕緣動觸頭內壁還刻有刻度,可模擬檢查靜觸頭插入梅花觸指的深度;檢測照明采用由9V疊層電池供電的LED裝置。小車外觀見圖3所示。
檢測前,先測量隔離(斷路器)手車、柜內手車導軌及觸頭盒安裝尺寸,確認其滿足技術要求;同軸度檢查小車需定期做尺寸精度測量和絕緣測試等校驗工作。應注意的是,若柜內帶電,應嚴格執行電力安全規程,做好各項安全措施。檢測時,搖動小車操作手柄,使小車緩慢推進至工作位置,通過動靜觸頭嚙合,檢查同軸度和插入深度。檢測后,根據偏差情況進行同軸度等調整。
(1)技術設計改進,加裝主母線支柱絕緣子,使靜觸頭不額外受力。運輸、安裝作業要科學合理,避免設備受損或變形。嚴格按操作規程進行設備運行維護。
(2)有效降低動靜觸頭接觸電阻的其它措施:保證開關柜生產車間和開關室清潔、無塵和干燥。在觸頭裝配、維護過程中應注意人體防護(皮膚、毛發、化妝品油脂、汗漬等)[5]。檢修時,檢查動靜觸頭嚙合深度和彈簧壓力,及時更換有質量缺陷的元件。規范試驗方法,測量主回路電阻時,不能將測試電源直接施加在觸指彈簧或彈片上或讓測試電流通過觸指彈簧或彈片,應在靜觸頭插入梅花觸指情況下,將測試電源施加在靜觸頭上[6],避免彈簧或彈片因過流發熱而損壞。制造廠加強對元器件的質量管控,重點檢測分析元件材質、加工尺寸和鍍銀層厚度等性能。改進技術工藝,絕緣筒采用APG固封澆注結構,手車絕緣筒載流銅排改為鍍銀銅柱。嚴格落實裝配要求,觸頭、銅排等重要連接部位使用高強度的8.8級固定螺栓,按規定力矩緊固并做好標記。
(3)使用一體化鋁合金手車導軌。目前,額定電流3150A及以下中置柜用的鋁合金導軌通過了國家權威檢測機構檢測,4000A中置柜的鋁合金手車導軌在研制過程中。提高手車導軌的整體精度將有利于確保動靜觸頭同軸度。
(4)換用防阻燃絕緣件。購買采用良好阻燃性能的V0級絕緣材質制造的觸頭盒、觸臂和絕緣筒。對絕緣件加做局放檢測,防止絕緣件因氣泡殘留在使用中過熱爆裂擴大事故。
(5)隔離柜頂或手車室底部加裝散熱風機,由電流繼電器或溫控器啟動,加快重點發熱部位散熱速度。
(6)在隔離手車動觸臂適當位置安裝無線測溫裝置,提高溫升在線監測水平。
(7)編制開關(隔離)柜運行維護手冊,制定狀態評價和驗收標準,對發現的異常數據應結合歷年缺陷、異常記錄和巡檢記錄進行綜合分析。
(8)制造廠加強對斷路器手車、隔離手車的性能檢測,設計制造標準化手車、柜架校驗檢測平臺。
4.結語
10kV中置式大電流隔離柜作為電網主要的中壓設備之一,在變電站的配置數量比斷路器柜少,結構相對簡單。但從運行情況看,其質量缺陷不容忽視,特別是因觸頭溫升超標導致的故障屢有發生。通過綜合分析故障原因,提出了控制觸頭同軸度、降低接觸電阻、規范試驗方法、加強在線監測等技術、管理措施,確保電網與設備安全可靠運行。各變電站大電流隔離柜經技術改進,運行情況良好,說明上述質量控制措施是有效的。 [科]
【參考文獻】
[1]DL/T 486-2010 高壓交流隔離開關和接地開關[S].
[2]金華電業局調度所.變電站#1主變差動保護動作分析報告[R].金華電業局調度所,2012.
[3]楊洪玉,林樂亭.落地式手車真空開關柜運行中應注意的幾個問題[J].吉林電力,2002(4):56.
[4]林茂基.高壓開關柜的發熱處理與防控[J].企業技術開發,2012(22):55-57.