книги / Электромонтер по обслуживанию буровых установок

к лампам мощностью 15 Вт, а большее — к лампам мощностью 1500 Вт. Таким образом, световая отдача, характеризующая экономичность ламп, возрастает с уменьшением номиналь­ ного напряжения и увеличением электрической мощности лампы.

Отключения напряжения питающей сети от номинального сильно влияют на световой поток, светоотдачу и срок службы ламп накаливания. Так, при снижении напряжения на 10 % световой поток уменьшается на 30 %, световая отдача — на 20 %, а срок службы возрастает более чем в 3 раза. При уве­ личении напряжения на 10 % сверх номинального световой по­ ток возрастает на 40%, световая отдача — на 20%, а срок службы снижается на 60 %. Люминесцентные лампы, как и другие газоразрядные источники света, имеют большую свето­ вую отдачу и больший срок службы, чем лампы накаливания. Люминесцентные лампы менее чувствительны к колебаниям

20 лм/Вт, то для люминесцентных ламп 75—80 лм/Вт, а срок службы последних 5000 ч, превышая в 5 раз срок службы ламп накаливания. Однако люминесцентные лампы имеют и недостатки: для них нужны относительно сложные пусковые устройства, пульсации светового потока и связанный с ними стробоскопический эффект при работе на переменном токе. Они мало пригодны для местного освещения.

Осветительные приборы ближнего действия, называемые светильниками, имеют источник света и осветительную арматуру. Осветительные приборы дальнего действия называются прожекторами. Арматура светильника служит для перераспре­ деления светового потока источника света в нужном направле­ нии, защиты глаз работающих от слепящего действия источ­ ника света, защиты источника света от механических повреж­ дений, от загрязнений и воздействий внешней среды.

Экономичность светильника определяется его к. п. д., рав­ ным отношению светового потока, излучаемого светильником, к световому потоку источника света, заключенного в светиль­ нике.

При ремонтных работах используют и переносные светиль­ ники с лампами, питаемыми от источника напряжением не выше 36 В. Применяют также переносные светильники с авто­ номным питанием, заключенные во взрывозащищенную арма­ туру.

ников специальной конструкции рабочего освещения, устанав­ ливаемых в помещениях с повышенной опасностью. Следует иметь в виду, что переносные светильники (для подвешива­ ния, настольные, напольные и т. д.) приравниваются при вы­ боре напряжения к светильникам местного освещения.

3. Светильники с люминесцентными лампами общего осве­ щения, устанавливаемые на высоте менее 2,5 м, и местного освещения на напряжение 127—220 В должны иметь конст­ рукцию, обеспечивающую недоступность их контактных частей для случайных прикосновений. В помещениях сырых, особо сырых, жарких и с химически активной средой применение лю­ минесцентных ламп для местного освещения допускается только в арматуре специальной конструкции.

Для питания ручных светильников в помещениях с повы­ шенной опасностью и в особо опасных должно использоваться напряжение не выше 36 В.

При наличии особо неблагоприятных условий, а именно когда опасность поражения электрическим током усугубля­ ется теснотой, неудобным положением работающего, соприкос­ новением с большими металлическими, хорошо заземленными

Питание светильников напряжением до 36 В должно произ­ водиться от трансформаторов с электрически раздельными об­ мотками первичного и вторичного напряжений. Один из выво­ дов вторичной обмотки или ее среднюю точку заземляют. При­ менение автотрансформаторов не допускается.

Снижение напряжения у наиболее удаленных ламп в про­ центах номинального напряжения при нормальном режиме и расчетной нагрузке должно быть не ниже:

и наружных установках со светильниками — 5 %.

Наибольшее напряжение у ламп при тех же условиях не должно, как правило, превышать 105 % номинального напря­ жения ламп. В сетях 12—36 В допускается потеря напряжения до 10 %, считая от выводов низшего напряжения до наиболее удаленной лампы.

Светильники аварийного освещения для продолжения ра­ боты следует присоединять к независимому источнику питания.

Светильники аварийного освещения для эвакуации должны быть присоединены к сети, независимой от сети рабочего осве­ щения, начиная от щита подстанции, или при наличии только одного ввода (в здание или зону работ на открытом простран­ стве), начиная от этого ввода.

Для осветительных сетей буровых установок применяется напряжение 220 В, получаемое от трансформатора 6000/380— 220 В (при неавтономном приводе) или дизель-генератора (при автономном приводе). В отдельных случаях цепи освещения буровой установки питаются от промысловой осветительной

сети.

Осветительная сеть присоединяется к общей сети через ав­ томатический выключатель и магнитный пускатель; кнопку уп­ равления пускателем помещают так, чтобы можно было отклю­ чить освещение при выбросах нефти и газа.

Аварийное освещение для продолжения работы питается от второго источника электроснабжения или резервного дизельгенератора. Трансформатор 220/12 В служит для подключения переносных светильников при ремонтах оборудования; буровая бригада имеет аккумуляторные светильники.

Вышки высотой 41 м освещаются четырьмя светильниками с лампами 220 Вт у основания и по высоте на расстоянии 5 м друг от друга светильниками по 200 Вт. Для удобства смены ламп светильники устанавливают у площадок. Кроме того, один светильник располагается над кронблоком и один для ос­ вещения полатей.

Для вышки высотой 53 м предусматривается освещение од­ них полатей верхнего рабочего, однако если работа ведется с обеих полатей, то вторые также оборудуются двумя светиль­ никами. Для освещения желобной системы устанавливают све­ тильники, размещенные на всем протяжении желобов.

При отсутствии газовых проявлений для освещения приме­ няют пылеводонепроницаемые светильники. При газовых про­ явлениях устанавливают светильники повышенной надежности

жины свыше 2500—3000 м, дополнительно вне вышки устанав­ ливаются примерно 18—20 светильников с общей мощностью 2200—2500 Вт. Они расположены:

в декаду осматривать проводку и арматуры. В случае внезап­ ного выброса нефти и газа, наряду с отключением силовой ли­ нии, обязательно отключается и линия освещения.

Контрольные вопросы

1.Как влияет рациональное освещение буровой установки на производи­ тельность труда?

2.Какие существуют виды освещения и в чем их назначение?

3.Назовите типы электрических светильников с точки зрения защиты их от проникновения в них паров, пыли и т. п.

4.Какое по величине максимальное напряжение допускается на перенос­ ных светильниках, используемых при ремонтных работах?

5.За какими параметрами осветительных приборов необходимо следить при их эксплуатации?

6.Назовите основные требования, предъявляемые к осветительным сетям.

7.В чем заключаются особенности электрического освещения буровых ус­

тановок?

Гла в а VIII

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ, АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ

§1. ЭЛЕКТРОННЫЕ, ИОННЫЕ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ

Всвязи с автоматизацией производственных процессов всех отраслей промышленности большое значение приобрела промыш­ ленная электроника — наука о техническом использовании элек­

тронных, ионных и полупроводниковых приборов.

Главная особенность электронных приборов (электронных ламп) состоит в том, что прохождение электрического тока в них связано с перемещением электронов в вакууме, а управ­ ление перемещающимися электронами осуществляется электри­ ческим полем.

Ионными приборами называются устройства, в которых элек­ трический ток представляет собой поток электронов и заряжен­ ных частиц—ионов в сильно разряженной газовой среде под действием сил электрического поля.

Полупроводниковыми приборами являются такие приборы, в которых электрический ток создается перемещающимися под действием электрического поля электронами и дырками в полу­ проводниковой среде.

Работа электронных и ионных приборов основана на исполь­ зовании электронной эмиссии, которая заключается в выходе в вакуум или разреженный газ электронов с поверхности метал­ лов. Движение этих электрически заряженных частиц создает ток в электронных и ионных приборах.

электронов они становятся положительными ионами. Оторвав­ шиеся свободные электроны вместе с положительными ионами сами участвуют в создании тока, протекающего в газе.

Электронная и дырочная проводимость в полупроводниках

Полупроводники получили свое название потому, что они обладают промежуточными свойствами между проводниками, имеющими большую электропроводность, и диэлектриками, ко­ торые тока не проводят. К полупроводникам относятся такие химические элементы, как германий, кремний, селен и многие другие твердые вещества, обладающие кристаллическим строе­ нием, окислы металлов, сернистые соединения и соединения се­ лена.

Основное свойство полупроводников — изменение их электро­ проводности под действием температуры, света, давления и при наличии незначительных примесей. Особенностью полупровод­ ников является то, что их электропроводность связана с переме­

нами, называется электронной проводимостью полупроводника. Электронная проводимость называется «-проводимостью.

Если полупроводниковый кристалл поместить в электриче­ ское поле, то свободные электроны будут перемещаться в на­ правлении сил поля и в кристалле возникнет электрический ток.

При отрыве электронов от атомов в последних образуются свободные места, которые могут быть заняты другими электро­ нами. Такие свободные места получили название дырок. Появ­ ление дырки связано с потерей электрона атомом, а потому в об­ ласти образования ее возникает избыточный положительный

заряд. Таким образом, наличие дыр­ ки равноценно положительному за­ ряду.

Схема образования и заполнения дырок условно показана на рис. 96. На каждой подставке, установленной наклонно, имеется четыре отверстия (четыре дырки). В них расположено четыре шара (четыре электрона). Если шар 1 сместится вправо, он ос­ вободит отверстие (дырку) и упадет а подставки, тогда в отверстие, кото­ рое занимал этот шар, переместится шар 2. Свободное отверстие (дырку) этого шара займет шар 3, а отвер- 9тие последнего — шар 4.

Из этой схемы видно, что шары (электроны) перемещаются в одном

направлении — вправо, а отверстия (дырки)— в противополож­ ном направлении, т. е. влево. Кроме того, заполнение дырки сопровождается появлением новой дырки в соседнем атоме.

В результате перемещения электронов в полупроводнике со­ здается возможность заполнения одних дырок и образования других. Возникновение каждой новой дырки сопровождается появлением свободного электрона, т. е. непрерывно идет обра­ зование пар: электрон—дырка. В свою очередь заполнение ды­ рок приводит к уменьшению числа свободных электронов.

Таким образом, в кристалле, помещенном в электрическое поле, происходит не только перемещение электронов, имеющих отрицательный электрический заряд, но и перемещение дырок — положительных зарядов. При этом направление перемещения дырок противоположно направлению движения электронов.

Электропроводимость, возникающая в результате перемеще­ ния дырок в полупроводнике, называется дырочной проводи- мостью. Дырочная проводимость называется р-проводимостью.

Электронные приборы

На принципе термоэлектронной эмиссии основана работа электронных ламп. Электронная лампа, имеющая два электро­ д а — катод и анод, называется двухэлектродной или диодом.

Основные детали двухэлектродной электронной лампы — ка­ тод и анод, укрепленные в стеклянном или металлическом бал­ лоне, из которого выкачан воздух.

Катод, служащий источником электронов, в простейшем виде представляет собой нить из тугоплавкого металла, обычно воль­ фрама. Пропуская по катоду электрический ток, можно накалять его до высокой температуры и тогда из его поверхности в вакуум будут вылетать электроны, образуя вокруг катода электронное облачко (пространственный заряд). Чтобы катод, изготовленный из вольфрама, пропускал нужное для работы электронной лам­ пы количество электронов, он должен быть нагрет до 2000 °С.

Если вольфрамовую нить покрыть тонким слоем окиси ще­ лочноземельного металла (бария), то рабочую температуру этих катодов достаточно поднять до 700—900 °С. Такие катоды назы­ ваются катодами прямого накала.

Недостатком катодов прямого накала является то, что накал нити можно осуществлять только от источника постоянного тока

и нельзя применять переменный ток.

Этот недостаток ликвидируется в катодах косвенного накала, у которых поверхность покрыта тонким слоем оксида, способ­ ного испускать электроны при сравнительно низкой температуре. Внутри трубочки находится покрытая изолирующим слоем воль­ фрамовая Пить накала (подогреватель), по которой пропускают электрический ток. Нагретая током нить накала подогревает активированный оксидный катод и из него вылетают электроны. Питание подогретых катодов осуществляется переменным током.