Всего на сайте:
119 тыс. 927 статей

Главная | Электроника

Монтаж лабораторного стенда «Частотное управление асинхронными электродвигателями»  Просмотрен 20

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К ДИПЛОМНОМУ ПРОЕКТУ

НА ТЕМУ: Монтаж лабораторного стенда «Частотное управление

асинхронными электродвигателями»

 

Студента Коренева С.С. группы 5 ГЭМ-12-д ХТК

Руководитель проекта______ П.С. Тимофеев

Консультанты:

По организационно-экономической части _____ О.В. Казакова

Нормоконтроль __________ А.И. Назаров

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

ОБЩАЯ ЧАСТЬ

 

 

1.1. Условия производства электромонтажных работ

 

Производство электромонтажных работ регламентируется технической и директивной документацией.
Основным техническим документом служит проект электроустановки, в строгом соответствии с которым и должны производиться электромонтажные работы. Изменять принятые проектом технические решения, если они носят принципиальный характер, допускается только по согласованию с проектной организацией — автором проекта. Изменения непринципиального характера производят по согласованию с заказчиком.
Основными директивными документами, требования которых подлежат безусловному выполнению при производстве электромонтажных работ, являются действующие Правила устройств электроустановок (ПУЭ) и Строительные нормы и правила (СНиП). На основе директивных документов в монтажных организациях создают монтажные инструкции и технологические карты, а поставщики электрооборудования и материалов разрабатывают заводские инструкции, которыми исполнители электромонтажных работ руководствуются в своей практической деятельности.

ПУЭ разработаны с учетом проведение плановых и профилактических испытаний в условиях эксплуатации и ремонта электроустановок и электрооборудования; обучение обслуживающего персонала и проверку у него знаний правил технической эксплуатации и правил техники безопасности.

Монтируемое электрооборудование и материалы по своим нормативным, гарантийным и расчетным характеристикам должны соответствовать условиям работы данной сети или электроустановки. При их выборе учитывается опыт эксплуатации и монтажа, требования по техники безопасности и пожарной безопасности. Монтаж электрооборудования или электросетей выполняют в строгом соответствии также с требованиями СНиПа.

К производству электромонтажных работ разрешается приступать только при наличии технической документации, проекта работ, а также других средств, обеспечивающих монтаж.

Специальные работы, требующие особой подготовки исполнителей, должны выполняться только лицами, прошедшие соответствующее обучение по технологии выполнения работ и правила техники безопасности. На право проведения таких работ выдаются специальные документы.

Успешный монтаж характеризуется не только обеспечением высокой надежности и хорошим эстетическим видом смонтированной установки. Важно, чтобы работы были выполнены в короткие сроки при минимальных затратах труда и материальных ресурсов.

 

Организация работ.

 

Монтаж электропроводок, как и другие виды электромонтажных работ, выполняют в две стадии. В первой стадии выполняют работы по установке закладных деталей в строительные конструкции., подготавливают трассы электропроводок и заземлений, укрупняют электрооборудование в монтажные узлы и блоки вне монтажной зоны. Во второй стадии выполняют работы по монтажу электрооборудования, доставленного в зону монтажа в виде узлов и блоков, прокладывают электрические сети по подготовленным трассам, подключают кабели и провода к электрооборудованию.

Работы первой стадии монтажа производят параллельно с общестроительными работами. Закладку стальных труб в опалубку фундаментов оборудования производят после установки стальной арматуры и анкерных болтов для крепления оборудования. Прокладку стальных труб в полах или на перекрытиях производят после сборки перекрытий, распалубки проемов и установки опалубки для приямков и каналов. Установку закладных конструкций и оснований для крепления монтажных блоков и узлов, устройство проходов для проводок выполняют при кладке стен, сооружении перекрытий и черновых полов. Монтаж конструкций для крепления открытых электропроводок выполняют после окончания штукатурных работ (стен и перекрытий) и устройства черновых полов. Установку кабельных конструкций в производственных помещениях, каналах, туннелях, а также колодцах блочной канализации выполняют после окончания кладки стен и перекрытий, штукатурки (затирки), установки обрамлений и перекрывающих плит и люков, удаления строительного мусора и воды.

Работы второй стадии выполняют после оформления акта готовности объекта строительства к производству электромонтажных работ.

Деление электромонтажных работ на две стадии определяет рациональную организацию их совмещения с общестроительными работами. Совмещение электромонтажных работ первой стадии с процессом строительства зданий и сооружений ведет к сокращению сроков строительства. Наоборот, совмещение электромонтажных работ второй стадии с общестроительными и отделочными работами может дать только видимый эффект, поскольку потребует в процессе окончания электромонтажных работ затраты определенного времени на приведение электрооборудования в порядок, покраску, чистку, а в ряде случаев и на восстановительный ремонт.

Несмотря на наличие акта, перед началом работы на каждом рабочем месте бригада электромонтажников проверяет состояние строительной части. Особенно внимательно бригада оценивает надежность крепления конструкций, расположенных на высоте (наличие болтов, гаек, пружинных шайб, состояние резьбы, соответствие их размеров проекту и техническим условиям), ограждений проемов, перекрытий каналов и др. При выполнении разметки для установки электрооборудования бригада проверяет расстояния до стен, между рядами шкафов и панелей и другие конструктивные размеры.

Эффективность работы по приемке строительной части под электромонтажные работы повышается, если подразделения подготовки производства в процессе строительства электротехнических помещений и сооружений осуществляют сверку строительных чертежей с установочными электротехническими чертежами, проверяют наличие и правильность установки закладных элементов, контролируют размеры отдельных фрагментов помещений, фундаментов под электрооборудование, оценивают непрерывность путей транспортирования и возможность доставки в монтажную зону крупных узлов и блоков.

 

1.2. Испытание электрических машин

 

К числу основных испытаний, которым подвергают электрические машины, относят: проверку сопротивления изоляции всех обмоток относительно корпуса и между ними, правильность маркировки выводных концов; измерение сопротивления обмоток; проверку коэффициента трансформации асинхронных двигателей с фазным ротором и холостого хода; испытание на повышенную частоту вращения, контроль изоляции между витками, проведение опыта короткого замыкания, испытание на нагревание под нагрузкой, испытание электрической прочности изоляции.
Сопротивление обмоток постоянному току чаще всего измеряют методом измерительных мостов и методом амперметра — вольтметра. При этом измеренные сопротивления не должны отличаться друг от друга более чем на ±2 %.
Электрическую прочность изоляции относительно корпуса испытывают переменным током частотой 50 Гц в течение 1 мин. Величина испытательного напряжения зависит от мощности и номинального напряжения машины и приводится в ПУЭ.
В частности, электрические машины мощностью до 1000 кВт подвергают следующим испытаниям:

– проверке сопротивления изоляции всех обмоток относительно корпуса и между собой. Проверку проводят при номинальном напряжении для машин до 1 кВ мегомметром на напряжение 1000 В. Сопротивление изоляции должно быть в пределах 0,5 — 1 МОм;

 

 

 

Рисунок 1 - Fluke 1577

 

Fluke 1577 - современный многофункциональный измерительный прибор. Эргономичный и предельно простой в управлении, он позволяет не только протестировать состояние изоляционных систем электрооборудования, но и выступить в роли высокоточного мультиметра. Коммутационные устройства, кабельные трассы, распределительные щиты, двигатели, генераторы – это только начало списка устройств, для обслуживания которых подходит мегаомметрFluke 1577. Прибор имеет следующие особенности:

1. диапазон измерения сопротивления изоляции: 0,1-600 МОм с двумя предустановленными уровнями испытательного напряжения 500 В и 1000 В;

2. True-RMS пределы измеряемого напряжения переменного и постоянного тока: 0-1000 В;

3. True-RMS измерение переменного и постоянного тока: 0-400 мА;

4. измерение низкоомных сопротивлений: 0-50 МОм;

5. функция автоматической разрядки емкостного потенциала цепи после окончания измерений;

6. функция блокировки тестирования изоляции при напряжении более 30 В в тестируемой цепи;

7. возможность дистанционного тестирования изоляции посредством специального щупа-датчика;

8. функция автоотключения питания при продолжительном отсутствии измерений.

Для просмотра результатов мегаомметр Fluke 1577 снабжен ЖК-дисплеем. На передней панели расположены управляющие кнопки, переключатель режимов, входные разъемы, а на задней – выдвигаемая подставка для устойчивого вертикального расположения прибора.

Комплектация Fluke 1577 содержит все необходимые для производства измерений атрибуты:

1. набор измерительных проводов, покрытых силиконовой изоляцией (TL224);

2. набор наконечников и зубчатых зажимов;

3. дистанционный щуп с кнопкой тестового запуска;

4. CD-диск с инструкцией;

5. жесткий футляр;

6. 4 батарейки АА.

Заряда новых батарей достаточно для выполнения до 1000 измерений изоляции. Мегаомметр Fluke 1577 способен функционировать в температурном коридоре от - 20ºС до +55ºС и влажности до 95%.

Стандартная комплектация:Дистанционный щуп, измерительные провода, зажимы типа "крокодил", жесткий корпус, четыре щелочных батареи типа AA, краткое руководство пользователя, компакт-диск с руководством.

 

 

Таблица 1 - Характеристики

Максимальное разрешение при испытательном напряжении:            
100 В: 0,01 MОм
1000 В: 0,1 MОм
250 В: 0,1 MОм
50 В: 0,01 MОм
500 В: 0,1 MОм
Механические и общие характеристики
Вес 624 г
Размер 203 x 100 x 50 мм (с футляром)
               

 

Погрешность при испытательном напряжении:
100 В: ±(3 % + 5)
1000 В: ±(2,0 % + 5)
250 В: ±(1,5 % + 5)
50 В: ±(3 % + 5)
500 В: ±(2,0 % + 5)
Постоянный ток
Максимальная сила тока: 400 мA
Максимальное разрешение: 0,01мA
Погрешность измерения силы тока: ±(1,0%+2)
     

 

– испытанию изоляции электрической прочности повышенным напряжением переменным током промышленной частоты 50 Гц в течение 1 мин;

– измерению величины зазоров между сталью ротора и статора, а также в подшипниках. (Использование щюпов)


Испытание на холостом ходу проводится для электродвигателей.
Проверка позволяет установить существенные неполадки, например: повышенный ток холостого хода указывает на увеличенный зазор между статором и ротором или малое число витков в обмотке статора; большие потери мощности при холостом ходе — на междувитковое замыкание, повреждение сердечника или повышенное трение в подшипниках.
Измерение тока холостого хода каждой фазы и пусковых токов проводят на специальных испытательных стендах, оборудованных источниками регулируемого напряжения, двигателями- генераторами, преобразователями, выпрямителями, трансформаторами, индукционными регуляторами с плавным регулированием напряжения от 60 до 500 В и другим оборудованием с необходимыми контрольно-измерительными приборами и аппаратурой. Испытательные стенды снабжены также приспособлениями для установки и крепления машин и пультов управления.
Обмотки ремонтируемых электродвигателей контролируют и испытывают на трех стадиях производства: после изготовления катушек обмоток, укладки обмоток в пазы и сборки двигателя.
Заключительные этапы проверки ремонтируемого электродвигателя — измерение зазоров и пробный пуск. Перед окончательными испытаниями на стенде проверяют правильность сборки и взаимодействия всех частей двигателя путем пробного пуска и работы на холостом ходу в течение 30 мин.


Перед пробным пуском проверяют готовность машины к пуску и работе: наличие смазочного масла в подшипниках, правильность положения щеток (у электродвигателей с фазным ротором щетки должны быть опущены на контактные кольца, а пусковой реостат введен полностью), отсутствие в машине посторонних предметов, свободное вращение ротора без задевания вращающимися частями, прочное закрепление неподвижных подшипниковых щитов. Запустив машину с подшипниками скольжения, наблюдают за работой смазочного кольца: оно должно плавно вращаться и подавать масло на шейку вала. Шариковые и роликовые подшипники должны работать без шума.
По истечении 30 мин работы на холостом ходу двигатель останавливают и, приняв меры предосторожности, исключающие пуск его в работу, тщательно осматривают и ощупывают его обмотку, подшипники и другие части, чтобы выявить местные нагревы и дефекты деталей. Двигатель передают на испытательную станцию для окончательных испытаний, где в первую очередь определяют его номинальные данные.

 

 

1. Испытание измерительных приборов и аппаратов

 

Измерительный прибор — средство измерений, предназначенное для получения значения измеряемой величины или оценки свойства в установленном диапазоне (участке) шкалы измерений.

Измерительные приборы характеризуются диапазонами и пределами погрешностей измерений, чувствительностью, стабильностью показаний.

Многие современные измерительные приборы многофункциональны.

Большим разнообразием отличаются отсчетные устройства: на смену стрелочным и световым индикаторам пришли цифровые табло и дисплеи.

 

 

Выполнение испытания приборов электрических измерений:

1. Электроизмерительные приборы следует подбирать так, чтобы измеряемые значения находились в пределах от 30 до 95 % шкалы. При измерении мощности трехфазного тока способом двух ваттметров измеряемые токи и напряжения должны быть не ниже 30 % от пределов измерения применяемых ваттметров по току и напряжению.

2. При проведении измерений более чем на одном приборе отсчеты по всем приборам для каждого измерения рекомендуется производить одновременно. Это обязательно при измерении сопротивлений при постоянном токе методом вольтметра и амперметра, измерении мощности трехфазного тока методами двух или трех ваттметров, измерении фазных токов двумя или тремя амперметрами и линейных напряжений двумя или тремя вольтметрами.

 

 

Метод измерения-испытания аппаратов:

 

2.1 Измерение сопротивления изоляции

3.1 Испытание повышенным напряжением.

Условия проведения измерений.

Испытание. проводится в атмосферных условиях близких к нормальным:

· температура изоляции не ниже +5 Со;

· относительная влажность воздуха не более 90 %.

Изоляция электрических аппаратов, электродвигателей, вторичных цепей и электропроводок напряжением до 0,4 кв. должна быть очищена от грязи, пыли и поверхностной влаги.

 

СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Расчет и выбор электрических кабелей

 

Сечение проводов и кабелей при напряжении до 10 кВ выбираются по нагреву длительно допустимым током нагрузки с учётом поправок на

температуру окружающей среды, способа прокладки и количества проложенных рядом кабелей . Допустимые токовые нагрузки указываются в соответствующих таблицах.

Таблица 2 - Длительно допустимые нагрузки. (М-медь, А-алюминий, С-сталь, О-однопроволочный)

Медный провод Нагруз- ка, А Алюми- ниевый провод Нагруз- ка, А Стале- алюми- ниевый провод Нагруз- ка, А Стальной провод Нагруз- ка, А
М-6   А-16   АС-35   ПСО-3  
М-10   А-25   АС-50   ПСО-3,5  
М-16   А-35   АС-70   ПСО-4  
М-25   А-50   АС-95   ПСО-5  
М-35   А-70   АС-120   ПСО-25  
М-50   А-95   АС-150   ПСО-35  
М-70   А-120   АС-185   ПСО-50  
М-95   А-150   АС-240   ПСО-70  
М-120   А-185   АС-300   ПСО-95  
М-150   А-240   АС-400      

 

Расчетная температура для воздуха +250, для земли +150С.

 

 

Выбранное сечение проверяется по следующим факторам:

2.1. По допустимым потерям напряжения в нормальном и пусковом режимах: (линии небольшой длины проверять необязательно)

g =53 для меди

g = 32 для алюминия

 

где DUдоп. = 5 % от Uном. – допустимы потери напряжения для нормального режима, В;

DUдоп. = 20 % - то же, но для пускового режима, В,

l- длина линии, м

Например: 5% от 380 В будет: 0.05*380=19 В.

 

2.2. По механической прочности проводов и кабелей.

 

Минимальное сечение жил кабелей не должно быть менее величин, указанных в таблице:

- для передвижных механизмов 16 мм2 ;

- для стационарных силовых приемников 10 мм2 ;

- для осветительных магистралей и отводов 4 и 2,5 мм2 ;

- для контрольных кабелей 1.5 мм2 .

Минимальное сечение проводов ВЛ (без пересечений с ВЛ и ж \ дорогами):

- для алюминиевых проводов ВЛ, мм2 25

- для сталеалюминиевых проводов ВЛ, мм2 16

 

2.3. По экономической плотности тока (проверяются только постоянные стационарные линии при сроке службы 5 лет и более.)

Sэк=Iраб. / j, мм2

где j , А/мм2 - экономическая плотность тока.

2.4 . По термической стойкости к токам КЗ ( проверяются высоковольтные

кабели, низковольтные установочные провода и кабели. Провода ВЛ проверяются при токах КЗ более 50 кА ).

Для установок напряжением свыше 1000 В:

где Iк.- установившийся ток КЗ, А; tф. - приведенное время действия защиты ( если нет данных, то можно принимать равным 0.2с )

С = 165 - для меди термический коэффициент

С = 90 - для алюминия при напряжении до 10 кВ.

Для установок напряжением до 1000 В проводники проверяются по условию:

Iдл. доп. проводника ≥ Iном. р. автомата.

При выборе сечения жил проводов и кабелей принимается ближайшее большее стандартное сечение ( по экономической плотности тока ближайшее стандартное сечение ).

Окончательно принимается самое большое значение сечения.

Формула для расчета рабочего тока статора электродвигателя с КЗ ротором при потребляемой мощности Р расч. (Вт):

Где Кз – коэффициент загрузки двигателя, он обычно меньше или равен 1,7

Uном – номинальное напряжение обмотки статора, В

Cosφ – коэффициент мощности, обычно меньше 1

ή - КПД, всегда меньше 1

 

 

2.2. Прокладка проводов, кабелей и защитного заземления

 

По месту расположения самым распространенным типом электропроводки является закрытая электропроводка. Наружной электропроводкой называют проводку, проложенная снаружи стен, под навесами, а также на опорах, имеющих не более четырех пролетов длинной до 25м каждый , установленные вне улиц, дорог и т.п.

Внутренняя открытая электропроводка выполняется струнной, если несущим элементом является стальная проводка или металлическая полоса, закрепленные вплотную к несущей поверхности и предназначенные для крепления у ним проводов, кабелей.

Скрытую проводку выполняют в трубах, гибких металлических рукавах, коробах, замкнутых каналов и пустотах строительных конструкций.

Под заземлением преднамеренное электрическое соединение с заземляющим устройством, состоящим из заземлителя и заземляющих проводников. Заземлители подразделяются на естественные и искусственные. В качестве естественных заземлителей используют проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие соединение с землей, свинцовые оболочки кабелей и т.п.

В качестве искусственных заземлителей применяют отрезки стальных труб с толщиной стенок не менее 2,5 — 3,5 мм, круглой стали диаметром на менее 6 мм и металлические пластины.

В соответствии с ПУЭ во всех электроустановках напряжением до 1000 В и выше для обеспечения безопасности людей к заземляющим устройствам присоединяют корпуса электрооборудования и отдельные элементы электроустановок, не находящиеся под напряжением. Кроме того, устройство заземления необходимо для обеспечения определенного режима работы электрических установок в нормальных и аварийных условиях. В этом случае к заземляющим устройствам подключают токоведущие части электроустановок.

Цель защитного заземления уменьшение напряжения на заземленном оборудовании в момент прохождения тока замыкания на землю, а также выравнивание напряжения в зоне растекания тока и уменьшения напряжения прикосновения и шага, что служит защитой от поражения электрическим током.

Если используют естественные заземляющие проводники, то их надежно присоединят к наружным контурам заземляющих устройств. Все контактные соединения выполняют так чтобы была обеспечена надежность контактов и непрерывность электрической цепи на всей длине. Для этого все соединения участков металлических конструкций сваривают; болтовые, заклепочные соединения и стыки перекрывают перемычками из стальных полос.

При источниках питания с глухозаземленной нейтралью для преднамеренного электрического соединения нетоковедущих частей электрической аппаратуры используют нулевой провод, под которым понимают проводник, соединенный с глухозаземленной нейтралью источника питания в сети переменного тока, или средний заземленный проводник в трехпроводной сети постоянного тока, служащий обратным проводом при неравномерной нагрузке фаз или полюсов.

В соответствии с ПУЭ Нулевой провод должен иметь проводимость не менее 50% проводимости фазного провода.

Заземление брони и оболочки кабеля, металлических конструкций, на которых расположены кабели и муфты, производится для обеспечения безопасности обслуживающего персонала, а также предохранения свинцовой или алюминиевой оболочки от выплавления при пробое изоляции кабеля на землю.
Части, подлежащие заземлению, - металлические оболочки и броня кабелей; соединительные и концевые муфты; кабельные конструкции; лотки; тросы, к которым прикреплены кабели; стальные трубы, в которых проложены кабели.
Броня и металлические оболочки кабелей должны быть надежно соединены между собой по всей длине кабельной линии и с металлическими корпусами соединительных и концевых муфт.
В случае применения термоусаживаемых муфт, выполненных из изолирующего материала, надежное соединение брони и металлической оболочки кабеля в пределах длины соединительной муфты обеспечивается гибким многопроволочным медным проводником длиной 1,0 м и площадью поперечного сечения 16...25 мм2, прокладываемым поверх трубки герметизации и присоединяемым к броне и оболочке обоих концов кабелей. На концах кабельных линий (у концевых муфт) медный провод заземления присоединяется к заземляющей магистрали.
Присоединение провода заземления к броне производится к обеим бронелентам, а для проволочной брони - по окружности ко всем проволокам.
Заземление стальных лотков осуществляется на обоих концах линий, т.е. не менее чем в двух местах. Если лотки используются в качестве заземляющих проводников, то должна быть обеспечена непрерывность электрической цепи.
Несущий трос и все металлические части, применяемые при прокладке кабелей на тросах, должны быть заземлены. Несущий трос заземляется с противоположных концов, т.е. в двух местах.
Короткие отрезки металлических, асбестовых, пластмассовых труб диаметром, в 1,5-2 раза большим наружного диаметра кабеля, предназначенные для механической защиты кабельных линий при прокладке их через стены и перекрытия, могут не заземляться, если проложенные в них кабели имеют металлическую оболочку или если помещения, в которые входят концы труб, относятся к категории без повышенной опасности.
В кабельных линиях к частям, подлежащим заземлению, относятся металлические оболочки и броня силовых и контрольных кабелей, металлические кабельные соединительные и концевые муфты, металлические кабельные конструкции, лотки, короба, тросы, на которых укреплены кабели, и стальные трубы, в которых проложены кабели (в помещениях).
Соединение брони и оболочки с соединительными и концевыми муфтами выполняется с помощью гибких многопроволочных медных проводников. На концах кабельных линий медные проводники присоединяются к магистрали заземления.
Заземляющие многопроволочные медные проводники для силовых кабелей при отсутствии других указаний в проекте должны иметь сечение, мм.

 

Таблица 3 - Сечение

Сечение жил кабелей Сечение проводника заземления
До 10  
16, 25, 35  
50, 70, 95, 120  
150, 185, 240  

 

 

2.3. Выбор аппаратов защиты и управления

 

Выбор коммутационных аппаратов и аппаратов защиты к электроприемникам производится, исходя из номинальных данных последних и параметров питающей их сети, требований в отношении защиты приемников и сети от ненормальных режимов, эксплуатационных требований, в частности частоты включений и условий среды в месте установки аппаратов.

Выбор аппаратов по роду тока, числу полюсов, напряжению и мощности:

Конструкция всех электрических аппаратов рассчитывается и маркируется заводами-изготовителями на определенные для каждого аппарата значения напряжения, тока и мощности, а также для определенного режима работы. Таким образом, выбор аппаратуры по всем этим признакам сводится, по существу, к отысканию на основании данных каталогов соответствующих типов и величин аппаратов.

Выбор аппаратов по условиям электрической защиты:

При выборе аппаратов защиты следует иметь в виду возможность следующих ненормальных режимов:

а) междуфазные короткие замыкания,

б) замыкания фазы на корпус,

в) увеличение тока, вызванное перегрузкой технологического оборудования, а иногда неполным коротким замыканием,

г) исчезновение или чрезмерное понижение напряжения.

Защита от токов короткого замыканиядолжна выполняться для всех электроприемников. Она должна действовать с минимальным временем отключения и должна быть отстроена от пусковых токов.

Защита от перегрузкинеобходима для всех электроприемников с продолжительным режимом работы, за исключением следующих случаев:

а) когда перегрузка электроприемников по технологическим причинам не может иметь места или маловероятна (центробежные насосы, вентиляторы и т. п.),

б) для электродвигателей мощностью менее 1 кВт.

Защита от перегрузки необязательна для электродвигателей, работающих в кратковременном или повторно-кратковременном режимах. Во взрывоопасных помещениях защита электроприемников от перегрузки обязательна во всех случаях. Защита минимального напряжения должна устанавливаться в следующих случаях:

а) для электродвигателей, которые не допускают включения в сеть при полном напряжении,

б) для электродвигателей, самопуск которых недопустим по технологическим причинам или представляет опасность для обслуживающего персонала,

в) для прочих электродвигателей, отключение которых при прекращении питания необходимо для того, чтобы понизить до допустимой величины суммарную пусковую мощность подключенных к сети электроприемников, и возможно с точки зрения условий работы механизмов.

Кроме сказанного выше, электродвигатели постоянного, тока с параллельным и смешанным возбуждением должны иметь защиту от чрезмерного повышения числа оборотов в случаях, когда такое повышение может привести к опасности для жизни людей или к значительным убыткам.

Зашита от чрезмерного повышения числа оборотовможет осуществляться различными специальными реле (центробежными, индукционными и т. п.).

Так как в силовых сетях особое значение имеет защита от перегрузки и от коротких замыканий, остановимся несколько подробнее на принципиальной стороне этого вопроса.

Ток короткого замыканиядолжен отключаться мгновенно или почти мгновенно. Величина его в различных участках сети может быть весьма различна, но практически всегда можно считать, что аппараты защиты должны уверенно и быстро отключать любой ток, существенно больший пускового, и вместе с тем ни в коем случае не срабатывать при нормальном пуске.

Током перегрузкиявляется любой ток, превышающий номинальный ток электродвигателя, но нет никаких оснований требовать отключения электродвигателя при каждом возникновении перегрузки.

Известно, что определенная перегрузка как электродвигателей, так и питающих их сетей, допустима, и что чем кратковременней перегрузка, тем больше может быть ее величина. Отсюда ясны преимущества для защиты от перегрузки таких аппаратов, которые имеют «зависимую характеристику», т. е. время срабатывания которых уменьшается с увеличением кратности перегрузки.

Поскольку, за очень редкими исключениями, аппарат защиты остается в цепи электродвигателя и при пуске, он не должен срабатывать при пусковом токе нормальной продолжительности.

Из приведенных соображений ясно, что в принципе для защиты от токов короткого замыкания должен применяться безынерционный аппарат, настроенный на ток, существенно больший пускового, а для защиты от перегрузок, наоборот, инерционный аппарат с зависимой характеристикой, выбранный так, чтобы он не срабатывал за время пуска. В наибольшей степени этим условиям удовлетворяет комбинированный расцепитель, сочетающий в себе тепловую защиту от перегрузки и мгновенное электромагнитное отключение при токе короткого замыкания.

Один только аппарат мгновенного действия, настроенный на ток, больший пускового, защиты от перегрузок не обеспечивает. Напротив, один только инерционный аппарат с зависимой характеристикой, при большой кратности перегрузки срабатывающий почти мгновенно, может осуществить оба вида защиты, если только он способен отстроиться от пусковых токов, т. е. если время его срабатывания при пуске больше продолжительности последнего.

С этой точки зрения дадим теперь оценку различным применяемым аппаратам защиты.

Плавкие предохранители, широко применявшиеся ранее в качестве защитных аппаратов, обладают рядом недостатков, основными из которых являются:

а) ограниченная возможность применения для защиты от перегрузки, вследствие трудности отстройки от пусковых токов,

б) недостаточная в ряде случаев предельная отключаемая мощность,

в) продолжение работы электродвигателя на двух фазах при перегорании вставки в третьей фазе, что часто приводит к повре ждению обмоток электродвигателя,

г) отсутствие возможности быстрого восстановления питания,

д) возможность применения эксплуатационным персоналом некалиброванных вставок,

е) развитие аварии при некоторых типах предохранителей, вследствие переброски дуги на соседние фазы,

ж) довольно большой разброс время-токовых характеристик даже у однородных изделий.

Воздушные автоматы по сравнению с предохранителями являются более совершенными аппаратами зашиты, но обладают неизбирательностью действия, особенно при нерегулируемых токах отсечки у установочных автомагов, у универсальных автоматов хотя и имеется возможность избирательности, но осуществляется она сложным путем.

Следует отметить, что у установочных автоматов защита от перегрузки осуществляется тепловыми расцепителями. Эти расцепители менее чувствительны, чем тепловые реле магнитных пускателей, но зато устанавливаются в трех фазах.

В универсальных автоматах зашита от перегрузки является еще более грубой, поскольку в них имеются только одни электромагнитные расцепители. Вместе с тем, в универсальных автоматах имеется возможность осуществить защиту минимального напряжения.

Магнитные пускатели с помощью встраиваемых в них тепловых реле осуществляют чувствительную защиту от перегрузки в двух фазах, но, вследствие большой тепловой инерции реле, не обеспечивают защиты от коротких замыканий. Наличие в пускателях удерживающей катушки позволяет осуществить защиту минимального напряжения.

Защиту от перегрузки и коротких замыканий могут осуществлять токовые электромагнитные и индукционные реле, но они также могут действовать только через отключающий аппарат, и схемы с их применением получаются более сложными.

 

 

С учетом сказанного выше и совокупности требований, предъявляемых к аппаратам управления и защиты, могут быть даны следующие рекомендации.

1. Для ручного управления электроприемниками с малыми пусковыми токами могут быть использованы рубильники и предохранители, встраиваемые в различные электроконструкции или распределительные и силовые ящики. Ящики ЯРВ без предохранителей применяются в качестве разъединяющих аппаратов для троллейных линий, магистралей и т. п.

2. Для ручного управления электродвигателями мощностью до 3 - 4 кВт, не требующими защиты от перегрузок, применяются пакетные выключатели.

3. Для электродвигателей мощностью до 55 кВт, требующих защиты от перегрузки, наиболее употребительными аппаратами являются магнитные пускатели в комбинации с плавкими предохранителями или воздушными автоматами.

При мощности электродвигателей более 55 кВт применяются электромагнитные контакторы в комбинации с защитными реле или воздушными автоматами. При этом следует помнить, что контакторы не допускают разрыва цепи при коротких замыканиях.

4. Для дистанционного управления электроприемниками применение магнитных пускателей или контакторов становится необходимым.

5. Для ручного управления электроприемниками при малом числе включений в час возможно использование автоматических выключателей.

2.4. Подключение токоведущих жил и кабелей

Соединение и оконцевание токопроводящих жил проводов и кабелей — весьма ответственные операции, от правильного выполнения которых в большой мере зависит надежность работы электроустановок. Контактные соединения делятся на разъемные и неразъемные. Первые выполняют при помощи, винтов, болтов, клиньев и сжимов, вторые осуществляют сваркой, пайкой и опрессовкой.
Для надежной работы контактное соединение должно: иметь малое электрическое сопротивление, не превышающее сопротивления целого участка такой же длины. (Повышенное сопротивление контакта приводит к усиленному местному нагреву, что может вызвать разрушение соединения. Согласно нормам допускается кратковременный нагрев жил при коротком замыкании до 150°С при резиновой и пластмассовой изоляции и до 200 °С—при бумажной. Понятно, что контактное соединение должно выдерживать такие же температуры и, кроме того, надежно работать при многократных нагревах и охлаждениях.): иметь высокую механическую прочность (особенно если соединение должно выдерживать значительные механические усилия — соединение шин, проводов воздушных линий и др.); быть устойчивым к воздействиям едких паров и газов, изменению температуры и влажности, возможным вибрациям и сотрясениям, которые могут возникнуть при работе оборудования.
В электромонтажной практике используются медные и алюминиевые токопроводящие части. При монтаже соединений возможны пары «медь — медь», «алюминий — алюминий» и «медь — алюминий». У меди пленка окиси образуется медленно, мало влияет па качество контактного соединения и хорошо удаляется. Поэтому соединение медных токопроводящих частей обладает наилучшими электрическими и механическими свойствами. Алюминий тоже окисляется на воздухе, но у него пленка окиси образуется очень быстро, обладает большой твердостью и. высоким электрическим сопротивлением. Кроме того, температура плавления этой пленки, составляет около 2000 °С, поэтому она препятствует пайке и сварке алюминиевых проводов обычными методами.
В соединении меди с алюминием образуется гальваническая пара, в результате чего соединение быстро разрушается электрохимической коррозией.

Предыдущая статья:Сура 103. Предвечернее Время Следующая статья:Винтовые соединения
page speed (0.0645 sec, direct)