电器防护

关键词: 能源消耗 制造 生命周期 资源

电器防护(精选三篇)

电器防护 篇1

绿色制造,其实质是使制造产品在整个生命周期中,对生态环境无害或危害极少,资源利用率最高、能源消耗最低,并使企业经济效益和社会效益协调优化。然而,在国民经济建设许多领域中,经常发生产品的设计、选用及使用与使用条件不符,造成安全事故,使资源发生较大消耗,影响企业经济效益增长及和谐社会建设。这也是发展绿色经济应重视的问题。

经济建设中有许多施工现场和工矿企业的生产场所,如港口码头、机场、电站、桥梁及隧道建设、建筑工地、加工生产线及物料输送线等,使用的固定式或移动式(移动工况用)配电装置、电器附件处在以下环境:

(1)日晒雨淋,风吹浪打,喷水、尘灰,甚至台风袭击的撞击等的恶劣环境中;

(2)一般性事故工况环境,如:港口码头吊装货物的掉落会砸在岸电箱上造成电箱的损坏;安装有许多蒸汽管或水管的电厂汽机房或锅炉房,由于管子的破裂产生的喷水会使防护性能不好的电箱进水引起电的短路、漏电等。

各行业的环境条件和一般性事故工况环境恶劣程度可能不一样,但恶劣环境对防护性能不好的电器能造成损害并引起事故是必然的,如下列几个例子。

(1)某港口因台风涨水使岸边动力配电箱进水无法操作,起重机无法用电,造成停产三天。

(2)码头上经常发生岸桥接电用的10kV电箱因排水不好浸水时,电箱的防护等级达不到IP67要求,渗水引起电路短路爆炸。

(3)某大型企业因施工队使用简陋无防护的检修电源箱,造成操作人员触电死亡事故。后来马上纠正,规定施工队必须使用防护型检修电源箱才能进场,避免了更多的伤亡事故。

(4)建设工程工地施工时施工配电箱经常受到撞击,码头吊装货物的掉落(如木材)砸在岸电箱上或起重机械发生对岸电箱的刮碰等,造成电箱的损坏,影响生产和造成安全事故。如图1,岸电箱受撞击已变形,加上防护结构达不到要求,进水造成断路器短路爆炸。为了使岸电箱免受冲击,有人采取电箱外加围栏的方法(见图2)。

很多行业类似上述事故不胜枚举,图1的照片是得到使用单位允许拍的,但被告知不能说是某单位发生的。现实中,还有许多这种事故造成了设备损坏,停产维修,人财物损失惨重,造成能源的很大消耗。这与绿色经济的目标相违背,原因就是在必须使用防护电器的工作环境中不恰当地使用了普通电器造成的后果。

2 开发防护电器的目的与意义

2.1 开发的目的

进入二十一世纪,绿色生产和建设更加受到人们的重视。电器的安全与运行可靠也是检验绿色产品的重要指标。如果用户从选用阶段就知道选用购买符合使用条件的电器,如果现在我国有门类齐全的防护电器产品提供选用,上述能源消耗的情况就不会发生。

但目前我国电工行业只有普通电器和防爆电器的分类,没有防护电器的类别,所以使用与工作条件不符的电器错误在所难免。经常碰到用户采购需要防水的电器产品时,却错误地说要买防爆产品,或需要用于恶劣工作环境的防护电器时却采购了普通电器。到目前为止,不少设计单位设计配套的电器产品施工图要求IP65或IP67,但按其施工图纸却无法制造达到要求,许多使用单位需采购有防护要求的电器产品却找不到生产厂家。

在一般性事故工况的工作环境,电气设备能够抗外部机械冲击十分重要,但目前仍有设计单位和用户几乎没提出具体指标要求。这固然与我国目前标准和技术规范的缺乏有关,但主要原因还是缺乏研究开发防护电器的产业,没有系列的防护电器提供选用,造成使用单位在采购或招投标时无法正确选用,能源消耗的情况无可避免。要使绿色经济全面发展,开发防护电器的产业非常必要。

2.2 开发的意义

笔者于2010年8月25日在北京参加了由中国电器工业协会主持的“核电电气设备标准研讨会”了解到,我国为了发展绿色能源,将进一步大力发展核电。原定我国到2020年核电装机容量达到4000万kW(建成)+1000万kW(在建)的计划,国务院将马上进行修改计划,增加装机容量。为了保证核电安全可靠地为绿色经济服务,国家能源局已于2009年制定发布了核电两个标准体系,近期正组织专家进行体系标准制修订。标准体系中有多项标准涉及安全及能在一般性事故工况工作的电器标准。如果我国防护电器产业已经成熟,就可以直接把防护电器标准纳入体系,同时也可以满足其它行业发展所需,其应用范围广,需求量越来越大,所以开发防护电器是落实可持续发展战略的需要,具有深远的经济和社会意义。

3 防护电器的基本定义

目前虽然还没有标准对防护电器进行定义,但可以从使用要求的角度来规定。

3.1 定义与说明

3.1.1 防护电器(protecting electrical apparatus)

用于户内外,能够防止在工作环境中因受到固体异物或水(IP代码)的侵入、外部机械冲击(IK代码)、环境辐射而造成外壳材料失效损坏而导致不能正常的使用,在机械结构或电气上有安全保护措施的电器装置与电器附件。

3.1.2 定义说明

即防护电器能够对上述定义中的一种或多种情况进行有效防护并能正常工作,防护的具体指标要求视使用条件需要而定。

随着全球对和谐社会意识的更深刻理解,安全与环保观念已深入体现在各种社会和科技活动中。2010年IEC标准的CDV文件中防护等级一章的内容增加为两个,不仅有IP degree(防护等级),又新增加了IK degree,并且技术要求直接引用IK代码。因此,有必要根据欧洲标准BS EN 50102:1995《电气设备外壳抗外部机械冲击防护等级(IK代码)》简单介绍IK防护等级。

3.2 IK防护等级

2002年出版的BS EN 50102:1995(Degrees of protection provided by enclosures for electrical equipment against external mechanical impacts(IK code))是结合1998年第一次修改单一起使用的,目前我国还没有转换为国家标准。该标准对电气设备外壳抗外部机械冲击等级用字母IK(国际机械防护代码)和特性数码组构成,不同的特性数码组代表不同的冲击能量数值,见表1。

从IK代码的组别就能知道电器的抗机械冲击的具体要求,如IEC标准对岸电系统用电器附件要求为IK10。

防护电器按使用的防护要求(如IP65和IK10等指标进行结构和外壳的设计),使产品能安全可靠地用于恶劣工作环境,因此它可以是高压或低压的电器,但以10kV和380V额定电压的产品应用比较多。国内外防护电器主要产品有成套电气装置和电器附件,有固定的和移动的,但移动的电器比普通移动电器数量大。由于防护电器的特殊要求,成套电气装置的外形与普通电器有很大不同,如图3~9所示。

注:AMP(Alternative Maritime Power)(可供替换的岸上电力系统,简称AMP),是供应大型船舶靠岸时用电的岸边市电电力电源,船泊靠岸用电不再需由船的柴油机发电,以减少港口废气排放。美国洛杉矶市于2001年10月宣布“彻底清新空气”计划后研发使用。

可以看出这些电器装置工作在潮湿、雨水及强烈喷水、海浪以及撞击危险的户外环境,所以必须是能防尘防水、抗冲击和耐阳光紫外线辐射的防护电器

4 国内外防护电器产品的现状

在国外,德国、意大利、美国、瑞典、法国等国防护电器生产厂家比较多,系列品种也多,其产品说明书都明确产品能防尘防水及抗重物撞击,产品能用于恶劣环境及一般性事故工况场合,满足建设需要,所以在国外港口、机场、工矿企业、商场及建筑工地防护电器随处可见。国外防护电器门类齐全,如电压有25kV、10kV、7.2kV、1.2kV、400V等;有大型固定或移动的配电及控制装置与高压大电流电器附件;也有小型的配电及控制装置以及小型的防护开关、插头插座及转接线盒。

我国港口堆场有大量的轮胎式集装箱门式起重机(以下简称场桥)运行动力靠柴油发电机组供电,柴油机使用过程中产生大量的硫化物和氮氧化物排放以及运行的噪声不仅对附近环境,还能通过气候作用向远处传播,造成环境污染。影响了城市对节能减排指标的完成。同时,在国际油价攀高不下的情况下也增加生产成本。有资料显示,用市电的场桥其生产成本为用柴油发电机组供电的三分之一或更低,维护成本更少,大大地提高企业经济效益,所以场桥改用市电而配套的防护型接电箱对节能减排意义很大。但改造一开始,国内就缺乏1000V、420A~630A的大电流插头插座能够提供配套使用,只能从国外进口。

而在我国,目前对应用防护电器的意识不强,不符合工作环境使用的电器随处可见。加上我国防护电器生产厂家寥寥无几,系列品种也不多,连15年前开始引进生产的达到IP防护要求的工业用插头插座,至今还没有一个厂家能生产齐全的品种规格,大部分规格要靠进口来补充。现在我国港口、机场等工程配套的防护电器装置、电连接器也大部分靠进口,进口的价格十分昂贵。如10kV的防护电器附件在我国几乎空白,进口一对10kV、400A的连接器要2万多,机场电连接器装置更是昂贵。据不完全统计,每年进口电器装置起码几亿元,可见我国目前防护电器行业还处于落后状况,发展防护电器刻不容缓。

这里,要强调的是发展防护电器如果没有防护型的电器附件作为支撑,成套的防护电器装置是不可能达到防护要求的。如上述例子,港口集装箱堆场的场桥油改电就是缺乏电器附件,如1000V/690V的大电流插头插座,使改造依赖进口。对此,国内已有厂家励志研究开发相应产品,以逐步取代进口。所以发展防护电器产业,防护电器附件必须先行。

5 防护电器的应用前景

当前,世界上掀起一股“绿色浪潮”,制造业将改变传统制造模式,推行绿色制造技术,生产出保护环境、提高资源效率的绿色产品,那些不利于绿色经济发展的产品,将会在市场竞争中被淘汰。可以说,防护电器是绿色经济发展呼唤出来的新的电器名称、新的创新型绿色产品,如上述的AMP、场桥油改电用防护型接电箱等产品,在节能减排和绿色经济发展中起着不可缺少的作用,应用广泛。随着我国现代化建设快速发展,防护电器需求数量将会逐年大幅增加。下面的一些行业发展对防护电器需求将很大。

(1)为满足经济快速发展,沿海港口及内河码头建设项目快速增加,同时港口码头为减少柴油机的排放污染,靠岸泊船的供电、起重机械动力改为市电供应的改造工程;

(2)国内机场建设项目不断增加;

(3)公路交通、高速公路、铁路、地铁轻轨建设的迅速发展;

(4)为发展清洁能源,核电、光伏发电建设项目将大幅度增加;

(5)智能电网及电力高速公路建设的发展;

(6)电动车发展所需的插头插座、连接器及充电系统设备;

(7)文化体育事业、现代服务业的大力发展,促进体育场馆、展览馆等的建设迅速增加;

(8)物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮,对我国工业及信息化发展十分重要,在多个领域引发产业革新,需要大量的防护电器附件。

(9)出口第三世界需要。目前,我国为越南、斯里兰卡、安哥拉、印度、巴西等国家设计施工的公路交通、港口码头越来越多,这些工程项目需配套的防护电器设备很多。

防护电器具有的安全可靠和能在一般性事故工况工作的特点,将在上述领域得到大量的使用,市场很大。

6 结束语

显而易见,防护电器在建设绿色经济中有较重要的作用,只有大力发展防护电器产业,才能更好地服务于绿色经济和建设和谐社会。所以要大力宣传,推广应用安全可靠的防护电器,大力促进防护电器标准和基础性技术、材料的研究,大力扶持专业研究部门和专业生产厂家开发出系列化产品,带动相关的材料、配件产业,形成产业链,赶超世界先进水平,让我国的防护电器走向世界。

参考文献

[1]郑丹星,冯流,武向红.环境保护与绿色技术[M].北京:化学工业出版社,2002.

如何防护家用电器的电磁辐射 篇2

什么是电磁辐射

辐射本身是一种无色无味、无声无形、看不见摸不着的物质,只有用特定仪器才能测出它的存在。电器通电后会产生一种作用力场,这种作用力场称为电磁场,而其传播过程称为电磁辐射。已有实例证明,持久过量的辐射能对机体造成伤害,并可因个体差异而有所不同。目前国际上已将电磁辐射列为继水污染、空气污染、噪声污染后的第四大污染源。而这污染源因其无声无味无形而被忽略。因此,对一些常用电器的特性应加强认识,进行防护,减少辐射对自身伤害。

只要使用电流的电器都会产生不同程度的电磁辐射。特别是手机、电脑、电磁炉、微波炉、电饭煲、电视机等。尤其是对孕妇、儿童更需防护。

怎样判断电磁辐射伤害

电磁辐射对人体含水量较多的组织,如脑和眼睛等损害程度较严重。其次是甲状腺、女性乳腺对辐射也比较敏感。长期接受辐射刺激后癌症发生率会升高;皮肤过量接受后会形成皮肤色泽的变化,皮肤老化、多皱纹;血液系统受刺激可使白细胞、血小板减少,引发贫血。

在经常使用家电后发生了头昏、头痛、失眠多梦、记忆力减退、双眼感到干涩、视力模糊,或发生了脱发、情绪改变等不正常情况;如做血液检查,发现白细胞量过高或过低,血压也不稳定,还可能发生心悸、心律不齐等异常,都可能和电磁辐射有关。

正确使用家电和加强防范

手机 据资料报道,国内首例疑因手机电磁辐射所致脑瘫的报告者,系国际脑研究学会会员、脑外科专家李明教授。他们收治了一名左侧颞、顶、枕叶交接区大范围的脑胶质细胞瘤。经多次检查,确认为患者长期使用手机而引发的脑瘤。理由是患者的脑瘤呈弥漫样生长,边界不清,并发生在颞、顶、枕三叶交界处;而患者使用手机达八年之久,且习惯用左手接听,瘤区在左侧正好是手机辐射区部位。

电脑 在使用电脑时,应调好屏幕的亮度。一般来说,屏幕亮度越亮,辐射越强。旧电脑在同机型、同距离条件下其辐射量一般是新电脑的2~3倍。在操作时,人体和屏幕间距至少应大于70厘米,和电脑后部、两侧间距不少于120厘米。如果系专业人员,建议最好安置屏幕保护膜或防辐射特质玻璃等措施,进行个人防护。

电视机 看电视时屏幕应和人体间保持距离4~5米。并建议在电视机前的两侧放置一些耐旱的绿色植物,如仙人掌、仙人球等。这些绿色植物可吸纳部分电磁辐射,减少对人体的辐射。特别是老年人切勿久坐不动,在间歇时务必起身活动下肢,促进血液循环,以防心脏病发作或者中风。英国的研究人员曾在澳大利亚分析了1万名成年人的生活方式,结果发现连续看电视1小时不动,要减寿25分钟;若把各种死亡因素考虑在内,平均每天连续看6小时电视的人,预期寿命可能要缩短5年左右。这个研究结果值得每个喜欢看电视的人重视和考虑。

电磁炉、微波炉、电饭煲等 在通电后,至少要离开这类电器1米远。孕妇、儿童更不宜靠近。

进食抗辐射有效的食物

螺旋藻类食品 含有丰富植物蛋白、氨基酸、微量元素、维生素、生物活性物质等。可促进骨骼细胞的造血功能和繁殖活力,促进血清蛋白生物合成,从而提高人体免疫力,具有明显的抗辐射作用。

银杏类制品 银杏叶中提取的多元酚类物质对防治和减少辐射伤害有特效。经常饮用银杏叶茶能升高白细胞,保护造血机能。

绿茶 绿茶中含有茶多酚,不仅有清除体内自由基效果,而且还具有抗辐射效果。茶中还含有脂多矿能改善造血功能,升高血小板和白细胞等。

番茄红素 也具有较强抗辐射能力,抗氧化能力也较强。多存在于番茄、番木瓜、杏子、红葡萄等水果中。

以上这些食物、饮料、水果因多含胶原物质和纤维,可协助机体将辐射性物质粘附并排出体外。

汽车电器电磁干扰及防护分析 篇3

近些年来, 汽车的电控技术正在不算改进, 与之相应的汽车电磁干扰也受到了更多的重视。从基本原理来讲, 汽车电器通常都会产生辐射, 进而增加了电磁干扰的隐患。除了噪声和尾气的污染, 电磁干扰也构成了汽车重要的污染源。汽车电器通常引发电磁干扰, 这种干扰很容易影响到车内的电控系统, 同时也干扰了无线电的接收[1]。此外, 电磁干扰还会威胁人们身体健康, 对人体产生伤害。由此可见, 针对各类汽车电器都有必要从根源上防控过多的电磁干扰, 把电器辐射的电磁波控制在特定的范围内。

1 电磁干扰产生的根源

近些年来, 信息处理的相关技术正在逐步完善, 日常生活和各行业生产的综合水准也获得了全面提高。受到技术进步的影响, 更多用户转而追求舒适性和安全性更强的新型汽车, 同时也更重视选购经济型的汽车。对于汽车电器而言, 电磁干扰指的是汽车内部的电子噪音。从本质上讲, 电磁干扰减损了完整的电缆信号, 同时也引发了噪声。电磁干扰可能来自汽车机器或者马达等构件, 汽车导线也会导致控制单元内部的电磁波干扰[2]。

对于多数汽车而言, 车辆内部都设置了很多电子器件, 例如电磁阀、汽车电控单元、伺服电机、电子传感器等。汽车内部设置的控制系统需要借助电动机才能得以运行。从现状来看, 永磁的直流电动机通常能够引发电磁波, 在此过程中发生电火花的现象。对于车载的微机系统, 车载网络可以用来提供所需的电能。在较狭窄的汽车空间内, 各类电器很容易互相干扰, 这种状态就导致了电磁干扰。由此可见, 电磁干扰通常产生于汽车内部的各种电器, 具体包括电源系统、充电系统和点火系统等。

2 汽车电磁干扰的实例

电磁干扰缩写为EMI。汽车内部包含了很多的控制单元, 而车载电脑汇聚了各类单元的总线。在这种状况下, 传导性的电磁干扰就会渗透于不同的控制单元。例如:车辆行驶于某区域时, 遭受较强烈的电磁辐射, 这时汽车仪表将会显示波动的数据, 同时车载收音机也会播放很强的杂音。某些轿车设有ABS的高性能系统, 在阴雨天启动雨刮器的同时, ABS会表现出失灵的情况。再如:某些中型客车在开启闪光灯的过程中, 车门也会随之开启[3]。

经过分析可知, 车辆驶过的区域如果形成较强的电磁场, 那么汽车孔隙之间就会透过辐射波, 这些辐射波将会给车载电器带来剧烈的干扰。由此可见, 外在的电磁干扰应当属于重要的根源。此外, 车载的控制系统如果遭受很强的电磁波, 那么不同类型的车载系统就会彼此干扰, 以至于影响正常驾驶。对于外在的电磁波干扰, 通常可以加装电器的金属网, 通过设置金属网的方式来构建屏蔽。然而, 这种方式需要考虑消耗的成本。

3 探析防护措施

从汽车内部空间而言, 电磁干扰通常来自车载的干扰源。在降低干扰的过程中, 首先就要明确特定的干扰源, 在此基础上才能选择适当的防护措施。例如针对供电系统和点火系统, 都需要探析具体的干扰源。从传播途径的角度来看, 对于汽车电器也需要防控内部的电磁干扰源。依照传播方式的不同, 汽车电器通常遭受辐射干扰、传导干扰和其他类型的干扰[4]。汽车的敏感器和干扰源可以通过电路连接在一起, 敏感器因此可以接收清晰的干扰信号, 电磁干扰由此而产生。

此外, 电磁波还可能会借助辐射传播的途径产生干扰, 这种情况下的周围空间都会受到电磁影响。具体而言, 防护汽车干扰的措施包括了如下:

首先, 在汽车设计阶段, 设计人员就有必要设计适当的电磁兼容指标, 通过这种措施来防控电磁干扰。汽车设有电磁兼容性的指标, 汽车如果具备优良的电磁兼容性, 那么即便处于干扰性较强的环境中, 各类电器也可以照常运行而不至于受到干扰。在设计电磁兼容性时, 需要把握如下的关键点:汽车在正常行驶时, 应当把电磁干扰控制于特定限度内, 不能超出限度;汽车电器都需要具备良好的抗扰度, 具备电磁敏感性。

由此可见, 在构思和规划阶段, 汽车设计人员就有必要设置电磁兼容性的相关指标。

其次, 对于汽车电器, 可以加装滤波器或者阻尼系统, 通过这种方式来防控干扰。在高压的状态下, 汽车电器容易遭受瞬时磁场的强烈影响。对于此, 通常可以设置高压线外皮的屏蔽层。针对电器摩擦产生的火花, 可以在电器上方覆盖金属遮盖或者金属罩。经过这种处理, 金属罩就会表现出显著的涡流效应, 阻碍了电磁波的辐射。针对车载的点火装置, 可以增加阻尼系统, 这种做法有助于削减汽车电器的振荡。然而应当注意的是, 汽车内部的阻尼系统需要控制于适当的范围, 过大的阻尼反而会削弱电极的能量。如果条件允许, 可以增加车辆内部的滤波器, 以此来减小干扰[5]。

第三, 电容器能够吸收电磁辐射的火花, 进而起到保护电器的作用。针对容易打火的位置, 可以加装电容器用来削减发射的高频电磁波。通过吸收火花的方式, 可以确保电器的安全性。

经过对比可知, 加装电容器的做法不会消耗过高的成本, 同时也具备了相对成熟的防辐射技术。在布线的过程中, 在接近负载的位置上尽量布置大功率的电路, 而在靠近信号源的位置就需要布置敏感的小功率电路。通过优化布线, 能够分隔不同功率的汽车电路, 以此来消减辐射干扰和线束感应干扰。

4 结论

对于带电物体而言, 电场在变化过程中通常会产生磁场。如果汽车内部的电器导致了超限的电磁辐射, 那么电磁污染由此而产生。从现状来看, 汽车内部通常包含了防盗系统和导航系统等汽车电器, 这些电器的干扰波构成了较强的电磁干扰源。为了防控电磁干扰, 有必要设计全方位的防护措施。近年来车辆局域网正在迅速扩展, 面对新的形势, 汽车电磁干扰成为了亟待解决的问题。然而截至目前, 针对汽车电器的干扰防护技术仍缺乏完善性, 有待长期的提高和改进。未来的实践中, 相关人员还需要不断摸索经验, 在此基础上服务于电磁干扰防护技术的全面进步。

参考文献

[1]黄春梅.汽车电器电磁干扰及防护的探讨[J].广西工学院学报, 2011 (01) :52-54, 86.

[2]陈天殷.汽车电器电磁兼容性及电磁干扰的抑制[J].汽车电器, 2012 (01) :56-59.

[3]刘新亮.汽车电器的电磁兼容[J].汽车电器, 2011 (06) :2-7.

[4]张斌, 宋伟.柴油车电磁干扰以及防治[J].轻型汽车技术, 2012 (Z1) :19-22.

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