Как и чем определить порядок чередования фаз в трехфазной сети?. Статьи компании «Test instruments»
При подключении различного оборудования к электросети часто возникает проблема в том, что провода и обозначения фаз могут быть ошибочными, а маркировка фаз утерянной или стертой.
Если подключить оборудование неправильно — возникнет риск серьезных аварий и поломок, поскольку неверный порядок последовательности фаз приводит к тому, что двигатели вращаются в обратную сторону. Чем это чревато на транспорте, на стройках или в крупном промышленном производстве объяснять не стоит.
Для определения последовательности фаз можно применять осциллограф, но это не совсем удобно и не всегда применимо к производственным условиям.
Существуют специальные приборы: индикаторы последовательности чередования фаз, которые бывают электромеханические, электронные и бесконтактные.
Данные приборы имеют множество названий: индикаторы фазовращения, указатели последовательности фаз, индикаторы очередности фаз, индикаторы порядка следования фаз и т.д.., однако суть от этого не изменяется.
Электромеханические индикаторы
Это самые распространенные и простые приборы, которые уже давно применяются и отличаются простотой и наглядностью. Они представляют из себя небольшой трехфазный двигатель с вращающимся диском, по направлению вращения которого можно определить порядок чередования фаз. Самые известные приборы : ЭИ5001 или И517М.
Прибор следует подключить к 3-м фазам и кратковременно нажать на кнопку. Вращение диска покажет правильно ли определен порядок чередования фаз.
Есть одна тонкость — нажатие на кнопку должно быть кратковременным, достаточно 1-2 секунды, чтобы диск начал вращение. Если держать кнопку нажатой слишком долго, то
прибор может выйти из строя за счет перегрева.
Более современный электромеханический прибор — 8PK-ST850.
Устроен по принципу предыдущего, однако снабжен штатным проводами, мягким чехлом и неоновыми индикаторами фаз. Если контакта с какой-либо фазой нет — то это будет сразу понятно по отсутствию свечения индикатора данной фазы.
К недостаткам таких приборов следует отнести относительно большие габариты и массу, а также наличие подвижных частей.
К достоинствам — высокая помехоустойчивость и практически нулевая вероятность ошибки измерений.
Электронные контактные индикаторы
UT261A — удобный малогабаритный прибор на ЖК индикаторах, позволяющий отслеживать наличие каждой фазы и порядок их чередования.
Прибор не требует внутреннего источника питания, т к питается исследуемым напряжением.
UT261B — электронный прибор , который показывает так же как и предыдущий наличие фаз неоновыми индикаторами и порядок чередования фаз светодиодами. Питание прибора — 9 вольт от батареи Крона.
Особенность прибора — не только определение порядка чередования фаз напряжения, но и порядка чередования обмоток двигателя. Это работает так: прибор подключается к отключенному от сети двигателю. Вал двигателя вращают вручную и при этом светодиоды покажут порядок чередования фаз обмоток — L (левый) или R (правый).
К достоинствам приборов следует отнести простоту использования, малые габариты и массу, отсутствие подвижных частей и вследствие этого большую надежность.
К недостаткам — более высокую чувствительность к помехам и искажениям в сети по сравнению с электромеханическими приборами. В случае очень сильных помех прибор может давать неопределенные показания, однако уровень помех или искажений должен быть очень большим.
Бесконтактные электронные индикаторы
Довольно новые приборы UT262A и UT262C, которые позволяют определить порядок чередования фаз без разрыва цепи и гальванического контакта с сетью.
Для измерений клипсы с датчиками тока крепятся на проводах и светодиодные индикаторы показывают направление вращения фаз. Естественно, при этом, по проводам должен течь ток.
К достоинствам прибора относится простота и безопасность использования.
К недостаткам — слишком высокая чувствительность к электромагнитным помехам и нелинейным искажениям. В производственных условиях избежать такого рода помех сложно, т к в наше время к сети подключены частотные приводы, инверторы и т.д., использующие технологии ШИМ и синтеза частоты.
Однако, для первичных вводов приборы вполне подходят, то есть там, где уровень помех и несинусоидальности относительно невелик.
В кратком обзоре мы рассмотрели 3 основных типа индикаторов последовательности чередования фаз, которые поставляются ТОО Test instruments, являющегося официальным дистрибьютором заводов производителей.
Заказы на приборы принимаются на интернет портале Pribor.kz
Перекос фаз: как определить и что делать?
Чашка ароматного кофе, хрустящие тосты, чистая глаженая одежда – это лишь малая часть того, чтоб было бы невозможно, ну или очень сложно, не будь у нас электричества. Добавляя всё больше бытовых приборов для комфортной жизни, мы часто забываем о грамотном распределении нагрузок. И в результате начинаем замечать, что светильники стали тусклее, утюг греется дольше, барабан в стиральной машине или двигатель пылесоса раскручиваются с трудом, варочная панель не достигает максимальной температуры или не включается телевизор.
«Странное» поведение приборов говорит нам о том, что происходит перекос – явление, где на перегруженной фазе напряжение падает ниже нормы, тогда как на недогруженной происходит резкое повышение напряжения, превышающее пределы нормы. В трёхфазной сети такое явление могут вызвать три причины:
- Неверное распределение энергии между однофазными потребителями, которые включаются одновременно приводит перегрузке одной фазы и недогрузке второй.
- При обрыве, повреждении или дефекте нулевого провода, когда одна из оставшихся фазных жил берёт на себя функцию нейтрали, что создаёт резкое скачкообразное повышение напряжения.
- Заземление фазного провода может привести к срабатыванию УЗО или возникновению токов короткого замыкания.
Последствия любой из этих причин непредсказуемы, но всегда плачевны, а разница между ними кроется лишь в размере ущерба. Например, электроприбор может не выдержать скачок и сгореть, которое замыкание спроецирует электрический пожар, низкое напряжение, напротив, приведёт к недобору мощности и неэффективной работе техники. А при асимметрии фаз Вы будете приплачивать за электричество.
Стоит заметить, что «последствия легче предупредить…» Поэтому для защиты проводки и бытовой техники можно провести ряд профилактических мероприятий или добавить в цепь необходимое модульное электрооборудование.
Для однофазных цепей, которые всё ещё встречаются в старых домах или на дачах, перекос фаз гораздо опаснее, так как оборудование почти сразу даёт серьёзный сбой или сгорает. Чтобы обезопасить себя и продлить срок эксплуатации приборов, лучше включить в цепь следующие устройства:
- Стабилизатор напряжения, который позволит предотвратить асимметрию в перераспределении нагрузок, и специальный трансформатор, который обеспечивает симметричное распределение нагрузок и обеспечивают стабильную работу однофазной сети. Последний вариант будет актуален для дач и частных домов.
- В редких случаях допускается применение конденсаторов с переменной ёмкостью и низкой токопроводимостью.
Выключатель автоматический ВМ63 1п 32 А 6 кА хар-ка C OptiDin BM63 КЭАЗ 260508
387,21
Выключатель автоматический MD63 1п 20 А 6 кА хар-ка C YON ДКС MD63-1C20-6
374,57
Выключатель автоматический 1п 32 А 4,5 кА хар-ка C Easy9 SE EZ9F34132
390,02
Выключатель автоматический ВА47-60 1п 32 А 6 кА хар-ка C KARAT ИЭК MVA41-1-032-C
292,40
Выключатель автоматический TX3 6000 1п 20 А 6 кА хар-ка C TX3 Legrand 403917
538,12
У трёхфазных цепей есть как минимум ещё две фазы «чтобы смягчить последствия».
- Необходимо продумать заранее, а в случае проблем пересмотреть, существующую схему подключения электротехники, исходя из того, какие приборы будут работать одновременно.
- Включить в сеть трёхфазный стабилизатор, рассчитанный на предельно допустимую на заданном контуре нагрузку.
- Интегрировать в сеть реле контроля фазного тока, которое автоматически отслеживает уровень напряжения. И в случае резких скачков, которые превышают заданные допустимые значения, оперативно размыкает цепь и предотвращает аварийные ситуации.
- Установить трансформатор для симметричного распределения нагрузок и обеспечения бесперебойной работы сети независимо от количества и мощности подключённых потребителей.
Реле контроля фаз CZF-B DIN Евроавтоматика F&F EA04.001.002
1 650
Реле контроля напряжения РН 10-3х400В SQ1504-0011
1 291,35
Реле контроля фаз РК101-02 23301DEK
2 580
Реле контроля тока ORI 1,6-16А 24-240В AC/24В DC IEK ORI-01-16
1 882,37
Реле напряжения электрон.
РНПП-311 3ф 380В2 983
нитей и правило рычага
нити и правило рычага| Стяжки и Рычажная линейка | стр. 1 из 9 | |
| Рассмотрим охлаждающий сплав при состав и температура отмечены на диаграмме. В качестве изображенном на фазовой диаграмме, сплав при данной температура, смесь альфа и жидкой фаз — но каков их точный состав при этой температуре? |
| Стяжки и Рычажная линейка | стр. 2 из 9 | |
| Изотермический (постоянная температура) линия через положение сплава
на фазовой диаграмме, когда он находится в двухфазном поле,
пересекающие две соседние растворимости
кривые, называется связующей линией
(да, это горизонтальная желтая линия на диаграмме). Помните, однако, что общий состав
образец |
| Стяжки и Рычажная линейка | стр. 3 из 9 | |
Для охлаждающего сплава на
композиция
Ответ на «какие фазы присутствуют
?» легко. |
| Стяжки и Рычажная линейка | стр. 4 из 9 | |
|
| Стяжки и Рычажная линейка | стр. 5 из 9 | |
| Для ответа на последний вопрос «если
температура снижена до T y ,
как различаются составы двух фаз?» считают
новая соединительная линия, показанная желтым цветом на диаграмме. составы жидкости и бета-фазы уменьшились в мас.%В до:
Таким образом, получаются и жидкая, и бета-фазы. богаче А по мере охлаждения образца. |
| Стяжки и Рычажная линейка | стр. 6 из 9 | |
| | Теперь, когда мы знаем композиции из двух фаз нам нужно найти сколько каждой фазы существует при данной температуре. соотношение двух присутствующих фаз можно найти, используя правило рычага. В
На первый взгляд правило рычага может показаться запутанным. По сути, мы начинаем с общей композиции. из нашего сплава — С или . Из галстука мы знаем что две фазы при данной температуре имеют два разные составы, но в целом их количество два состава должны составлять общую массу сплава состав, С или . Это основа правила рычага. Использование рычага само правило очень простое, мы покажем вам с схема….. |
| Стяжки и Рычажная линейка | стр. 7 из 9 | |
| В основном пропорции
присутствующих фаз дается родственник
длины стяжной линии. Так что
пропорции альфа и жидкости, представленные на диаграмме
(показывая часть всей фазовой диаграммы): и Просто, не так ли? Но… какое уравнение соответствует какой фазе? |
| Стяжки и Правило рычага | стр. 8 из 9 | |
| Теперь рассмотрим тот же сплав
при пересечении линии ликвидуса.
Представляется разумным предположить, что на данном этапе
сплав будет почти полностью жидким. Глядя на диаграмму
видно что Y1 это очень
маленький здесь и так должна быть пропорция
присутствует альфа. Аналогично Х1 есть
относительно большой и так это
соответствует количеству жидкости. Итак, осталось сторона связующей линии дает долю жидкости фаза (фаза справа), а справа сторона связующей линии дает пропорцию альфа фаза (фаза слева).
|
| Стяжки и Рычажная линейка | стр. 9 из 9 | |
| Расстояния по связующей линии
можно очень просто найти с помощью линейки на точном фазовая диаграмма или, правильнее, с использованием данных
ось композиции (ось x). Например, на показанной диаграмме, процент присутствующего альфа-канала может быть рассчитывается из трех частей данных о составе дано: Доля альфа = (34,5 — 23,7) / (34,5 — 5,2) = 0,3686 Таким образом, процент альфа = 0,3686 x 100 = 36,86% и, поскольку альфа и жидкость составляют 100% состав сплава: Процент жидкости = 100 — 36,86 = 63,14% |
Фазовые диаграммы — Химия LibreTexts
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 1535
Фазовая диаграмма представляет собой графическое представление физических состояний вещества при различных условиях температуры и давления. Типичная фазовая диаграмма имеет давление на оси y и температуру на оси x. Когда мы пересекаем линии или кривые на фазовой диаграмме, происходит изменение фазы. Кроме того, на линиях или кривых сосуществуют в равновесии два состояния вещества.
Введение
Фазовый переход — это переход из одного состояния вещества в другое. Есть три состояния вещества: l жидкое, твердое и газообразное .
- Жидкость: Состояние вещества, состоящее из рыхлых, свободно движущихся частиц, которые образуют форму, заданную границами сосуда, в котором находится жидкость. Это происходит потому, что движение отдельных частиц внутри жидкости гораздо менее ограничен, чем в твердом теле. Можно заметить, что некоторые жидкости текут легко, тогда как некоторые жидкости текут медленно. Относительное сопротивление жидкости течению равно 9.вязкость 0013 .
- Твердое тело: Состояние вещества с плотно упакованными частицами, которые не изменяют форму или объем сосуда, в котором оно находится. Однако это не означает, что объем твердого тела является постоянным. Твердые тела могут расширяться и сжиматься при изменении температуры. Вот почему, когда вы ищете плотность твердого тела, она будет указывать на температуру, при которой указано значение плотности. В твердых телах существуют сильные межмолекулярные силы, которые удерживают частицы в непосредственной близости друг от друга. Еще одна интересная вещь, о которой стоит подумать, это то, что все настоящие твердые тела имеют кристаллическую структуру. Это означает, что их частицы расположены в трехмерном упорядоченном порядке. Твердые тела претерпевают фазовые изменения, когда сталкиваются с изменениями энергии.
- Газ: Состояние вещества, при котором частицы рассредоточены без определенной формы или объема. Частицы газа примут форму и заполнят объем сосуда, в который они помещены. В газе нет межмолекулярных сил, удерживающих частицы газа вместе, поскольку каждая частица движется со своей скоростью в своем направлении. . Частицы газа часто разделены большими расстояниями.
Фазовые диаграммы иллюстрируют изменения между состояниями вещества элементов или соединений в зависимости от давления и температуры. Ниже приведен пример фазовой диаграммы для общей однокомпонентной системы:
Рисунок 1. Общие сведения Фазовая диаграмма- Тройная точка – точка на фазовой диаграмме, в которой сосуществуют три состояния вещества: газообразное, жидкое и твердое
- Критическая точка – точка на фазовой диаграмме, в которой вещество неразличимо между жидким и газообразным состояниями
- Кривая плавления (плавления) (или замерзания) – кривая на фазовой диаграмме, представляющая переход между жидким и твердым состояниями
- Кривая испарения (или конденсации) – кривая на диаграмме состояния, представляющая переход между газообразным и жидким состояниями
- Кривая сублимации (или осаждения) – кривая на фазовой диаграмме, представляющая переход между газообразным и твердым состояниями
Фазовые диаграммы отображают зависимость давления (обычно в атмосферах) от температуры (обычно в градусах Цельсия или Кельвина). Метки на графике представляют устойчивые состояния системы в равновесии. Линии представляют комбинации давлений и температур, при которых две фазы могут существовать в равновесии. Другими словами, эти линии определяют точки фазового перехода. Красная линия разделяет твердую и газовую фазы, представляет сублимацию (твердое тело в газ) и осаждение (газ в твердое). Зеленая линия разделяет твердую и жидкую фазы и представляет плавление (от твердого к жидкому) и замерзание (от жидкого к твердому). Синий цвет разделяет жидкую и газовую фазы, представляет испарение (жидкость в газ) и конденсацию (газ в жидкость). На диаграмме также есть две важные точки: тройная точка и критическая точка. Тройная точка представляет собой комбинацию давления и температуры, которая способствует равновесию всех фаз материи. Критическая точка завершает линию жидкостной/газовой фазы и относится к критическому давлению, давлению, выше которого образуется сверхкритический флюид.
Для большинства веществ температура и давление, относящиеся к тройной точке, лежат ниже стандартной температуры и давления, а давление в критической точке превышает стандартное давление. Поэтому при нормальном давлении с повышением температуры большинство веществ переходит из твердого состояния в жидкое и газообразное, а при стандартной температуре при повышении давления большинство веществ переходит из газообразного в жидкое и твердое.
Исключение: Вода
Обычно линия твердой/жидкой фазы имеет положительный наклон вправо (как на диаграмме для двуокиси углерода ниже). Однако для других веществ, особенно воды, линия наклонена влево, как показано на диаграмме для воды. Это указывает на то, что жидкая фаза более плотная, чем твердая. Это явление обусловлено кристаллической структурой твердой фазы. В твердых формах воды и некоторых других веществ молекулы кристаллизуются в решетке с большим средним расстоянием между молекулами, в результате чего получается твердое тело с меньшей плотностью, чем жидкость. Из-за этого явления можно растопить лед, просто применяя давление, а не добавляя тепло.
Рисунок \(\PageIndex{2a}\): Диаграммы состояния CO 2
Рисунок \(\PageIndex{2b}\):Фазовые диаграммы для H 2 O
Перемещение по диаграмме
Перемещение по фазовой диаграмме раскрывает информацию о фазах материи. Движение вдоль линии постоянной температуры позволяет выявить относительные плотности фаз. При движении от низа диаграммы к верху относительная плотность увеличивается. Движение вдоль линии постоянного давления показывает относительные энергии фаз. При движении слева на диаграмме вправо относительные энергии увеличиваются.
Важные определения
- Сублимация — это когда вещество переходит непосредственно из твердого состояния в газообразное.
- Осаждение происходит, когда вещество переходит из газообразного состояния в твердое; это обратный процесс сублимации.
- Плавление происходит, когда вещество переходит из твердого состояния в жидкое.
- Слияние — это когда вещество переходит из жидкого состояния в твердое, обратное плавлению.
- Испарение (или испарение ) — это переход вещества из жидкого состояния в газообразное.
- Конденсация происходит, когда вещество переходит из газообразного состояния в жидкое, обратное испарению.
- Критическая точка – точка температуры и давления на фазовой диаграмме, где жидкая и газообразная фазы вещества сливаются в одну фазу. За пределами температуры критической точки объединенная одна фаза известна как сверхкритическая жидкость .
- Тройная точка возникает, когда температура и давление трех фаз вещества сосуществуют в равновесии.
Ссылки
- Котц, Джон К. и Пол Младший Трейчел. Химия и химическая реактивность . Np: Издательство Saunders College Publishing, 1999. .
- Окстоби, Дэвид В., Х. П. Гиллис и Алан Кэмпион. Основы современной химии . Бельмонт, Калифорния: Thomson Brooks/?Cole, 2008.
- Петруччи, Ральф и Уильям Харвуд. Ф. Джеффри Херринг. Джеффри Мадура. Общая химия: принципы и современные приложения. 9-е изд. Река Аппер-Сэдл, Нью-Джерси: Пирсон, 2007. .
- Фоллмер, Джон Дж. «Из «разреженного воздуха»: изучение фазовых переходов». J.Chem.Educ. 2000 : 77, 488A,
Задачи
Представьте себе вещество со следующими точками на фазовой диаграмме: тройная точка при 0,5 атм и -5°C; нормальная температура плавления при 20°С; нормальная температура кипения при 150°С; и критическая точка при 5 атм и 1000°С. Сплошная жидкая линия является «нормальной» (что означает положительный наклон). Для этого выполните следующее:
1. Примерно нарисуйте фазовую диаграмму, используя единицы измерения атмосферы и Кельвина.
- Ответить
1-твердое, 2-жидкое, 3-газовое, 4-сверхкритическое жидкое, точка O-тройная точка, C-критическая точка -78,5 °C (фаза сухого льда переходит из твердой в газообразную при -78,5 °C)
2. Ранжировать состояния по возрастанию плотности и возрастанию энергии.
3. Опишите, что можно было бы увидеть при давлении и температуре выше 5 атм и 1000°C.
- Ответить
Можно было бы увидеть сверхкритическую жидкость, при приближении к которой можно было бы увидеть исчезновение мениска между жидкостью и газом.
4. Опишите, что произойдет с веществом, когда оно будет находиться в вакууме при температуре -15°C и медленно подвергаться воздействию давления.
- Ответить
Вещество изначально было газом, и по мере увеличения давления оно сжималось и в конечном итоге затвердевало, не превращаясь в жидкость, поскольку температура ниже температуры тройной точки.
5. Опишите фазовые переходы от -80°C до 500°C при 2 атм.
- Ответить
Вещество будет плавиться где-то около, но выше 20°C, а затем кипеть где-то около, но выше 150°C. Он не будет образовывать сверхкритическую жидкость, поскольку ни давление, ни температура не достигают критического давления или температуры.
6. Что существует в системе при 1 атм и 150°?
- Ответить
В зависимости от того, сколько энергии находится в системе, в равновесии будет находиться разное количество жидкости и газа. Если добавить достаточно энергии, чтобы поднять температуру жидкости до 150°C, то будет просто жидкость. Если добавить больше, будет немного жидкости и немного газа. Если было добавлено достаточно энергии, чтобы изменить состояние всей жидкости без повышения температуры газа, то останется только газ.
7. Обозначьте области 1, 2, 3 и 4 и точки O и C на схеме.
8. Образец сухого льда (твердый CO 2 ) охлаждают до -100 °C и помещают на стол при комнатной температуре (25 °C). При какой температуре скорость возгонки и осаждения одинакова? (Предположим, что давление поддерживается постоянным на уровне 1 атм).
Авторы и ссылки
- Мэтью МакКиннелл (UCD), Джесси Верхейн (UCD), Пей Ю (UCD), Лок Ка Чан (UCD), Джессика Дхаливал (UCD), Шьял Бхела (UCD), Кэндис Вонг-Синг ( УДК)
Phase Diagrams распространяется по незаявленной лицензии, автором, ремиксом и/или куратором является LibreTexts.
