В. Н. КАМНЕВ
РЕМОНТ устройств релейной защиты и автоматики
Издание второе, переработанное и дополненное
Одобрено Ученым советом Государственного комитета СССР по профессионально-техническому образованию в качестве учебника для средних профессионально-технических училищ
МОСКВА «ВЫСШАЯ ШКОЛА» 1984
ББК 31.27-05
К18
УДК 621.316.925
Рецензент — инж. Е. А. Любарев (трест Электроцентро-монтаж)
Камнев В. Н. .
К18 Ремонт устройств релейной защиты и автоматики: Учебник для средн, проф.-техн. училищ,— 2-е изд., перераб. и доп,—М.: Высш, шк., 1984,— 240 с., ил. — (Профессионально-техническое образование) 30 к.
В книге приведены общие сведения об электроустановках (электрических станциях и сетях-, распределительных устройствах) и используемом электрооборудовании. Подробно рассмотрены основные виды устройств релейной защиты и автоматики, их монтаж и ремонт.
Во второе издание включен новый материал по технологии ремонта аппаратуры релейной защиты и автоматики.
2302040000 - 202	ББК 31.27-05
052(01)-84	6П2.1.082
Виктор Николаевич Камнев
РЕМОНТ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ
Зав. редакцией Э. М. Концевая. Редактор А. Ш. Долгова. Младшие редакторы Р. К. Сапожникова и Л. Б. Успенская. Художник В. В. Коренев. Художественный редактор В. П. Бабикова. Технический редактор
3. А. Муслимова. Корректор В. В. Кожуткина
ИБ № 4569
Изд. № ЭГ-50. Сдано в набор 09.11.83. Подп. в печать 23.02.84.
Т—06633. Формат 84х 108>/з2- Бум. ки. жури. Гарнитура тайме. Печать высокая. Объем 12,6 усл. печ. л. 12,7 усл. кр.-отт. 14,04 уч.-нзд. л.
Тираж 35000 экз. Зак. 1159. Цена 30 коп.
Издательство «Высшая школа» 101430, Москва, ГСП-4, Неглииная ул., Д. 29/14
Ордена Октябрьской Революции, ордена Трудового Красного Знамени Ленинградское производственно-техническое объединение «Печатный Двор» имени А. М. Горького Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 197136, Ленинград, П-136, Чкаловский просп., 15.
© Издательство «Высшая школа», 1979
© Издательство «Высшая школа», 1984, с изменениями
ПРЕДИСЛОВИЕ
Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1981 — 1985 годы и на период до 1990 года намечено довести выработку электроэнергии в 1985 году до 1550— 1600 млрд. кВт-ч, в том числе на атомных электростанциях — до 220 — 225 млрд. кВт-ч, а на гидроэлектростанциях — до 230 — 235 млрд. кВт • ч. При этом прирост производства электроэнергии в европейской части СССР будет обеспечен в основном атомными и гидроэлектростанциями .
Большое внимание уделяется комплексному использованию гидроэнергоресурсов. Строятся крупные гидроэлектростанции на реках Сибири, Дальнего Востока и Азии. В европейской части СССР должны быть сооружены гидроаккумулирующие электростанции. Все более полно должны использоваться гидроэнергетические ресурсы малых рек. Продолжатся исследовательские и проектно-изыскательские работы по приливным электростанциям.
Ускоренными темпами будут строиться тепловые электростанции, использующие угли Экибастузского и Канско-Ачинского бассейнов, а также природный и попутный газ месторождений Западной Сибири.
Начато строительство уникальных линий электропередачи сверхвысокого напряжения Экибастуз — Центр на 1500 кВ постоянного тока и Экибастуз — Урал на 1150 кВ переменного. Продолжаются работы по дальнейшему развитию Единой энергетической системы СССР, повышению надежности качества электроснабжения.
Развитие электроэнергетики сопровождается широким внедрением современных средств автоматизации на всех стадиях производства, передачи, распределения и использования электроэнергии. Полностью автоматизируются производственные процессы на гидроэлектростанциях — от поступления воды в турбины до подачи электроэнергии в сеть, а также многие процессы на тепловых электростанциях.
3
Быстродействующие вычислительные и управляющие машины позволяют обеспечить четкую работу электростанций и электрических сетей в оптимальном режиме с минимальными затратами материальных ресурсов и потерями электроэнергии при производстве и передаче. Почти все воздушные линии напряжением 35 кВ и выше, а также многие кабельные линии оборудуются устройствами автоматического повторного включения (АПВ), кроме того, широко используются устройства автоматического ввода резерва (АВР).
Основными средствами автоматизации современных электроустановок являются устройства и аппаратура релейной защиты и автоматики (РЗА), для обслуживания которых требуются высококвалифицированные специалисты.
Электромонтер по ремонту аппаратуры релейной защиты и автоматики должен иметь представление о современных электроустановках и входящих в их состав электрооборудовании, аппаратах и приборах, основах электромонтажного дела, монтаже и эксплуатации устройств РЗА, технологий их ремонта. В настоящей книге освещены эти вопросы.
Глава первая
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ
§ 1.	Основные понятия н определения
Установки, предназначенные для производства, преобразования, распределения и потребления электроэнергии, называют электроустановками и подразделяют по назначению, роду тока и напряжению.
По назначению электроустановки разделяют на генерирующие (в которых вырабатывается электроэнергия), преобразовательно-распределительные (для передачи и преобразования электроэнергии в удобный для передачи и потребления вид, а также для ее распределения между потребителями) и потребительские.
По роду тока электроустановки бывают постоянного и переменного тока, а по напряжению — до 1000 В и свыше 1000 В.
Электроэнергия вырабатывается на электрических станциях с помощью электрических генераторов, являющихся преобразователями механической энергии в электрическую и приводимых в движение турбинами — паровыми на тепловых и атомных электростанциях (ТЭС) или гидравлическими на гидроэлектростанциях (ГЭС). Если тепловая электростанция предназначена преимущественно для производства электроэнергии, на ней устанавливают турбогенераторы с конденсационными паровыми турбинами, из которых отработанный пар поступает в специальные устройства — конденсаторы, где охлаждается и конденсируется. Такие электростанции называют конденсационными (КЭС). Мощные конденсационные электростанции получили название Государственных районных электрических станций (ГРЭС) и строятся в местах с запасами твердого топлива (угля, торфа, горючих сланцев), а электроэнергия от них передается по линиям электропередачи к районам потребления (крупным промышленным центрам).
Если кроме электроэнергии требуется большое количество тепловой энергии (города, отдельные крупные промышленные предприятия), строят теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), на которых устанавливают турбогенераторы с теплофикационными турбинами, позволяющими отбирать часть пара для подачи потребителям по тепловым сетям. Тепловые электростанции могут работать на угле, торфе, горючих сланцах, мазуте и газе. Отдельную группу составляют атомные элек ро-станции, работающие на ядерном топливе.
5
Для передачи и распределения -электроэнергии служат электрические сети, в которые входят линии электропередачи, распределительные сети и электропроводки. Линии электропередачи в основном предназначены для передачи электроэнергии от электростанций к центрам ее потребления, распределительные сети — для распределения электроэнергии между потребителями и преобразования ее в удобный для потребления вид, а проводки преимущественно используются для непосредственного распределения электроэнергии между отдельными приемниками (электродвигателями, светильниками, электронагревателями и др.), установленными у потребителей.
Распределительные сети характеризуются большой разветвленностью и включают в себя множество электрических подстанций и распределительных устройств. Электрические подстанции преобразуют электрическую энергию по напряжению (повышая или понижая его) или по роду тока (преобразование переменного тока в постоянный или наоборот). Первые обычно называют трансформаторными, а вторые — преобразовательными. Распределительные устройства (РУ) служат для приема и распределения электроэнергии одного напряжения.
Потребительские электроустановки — это множество приемников электроэнергии, предназначенных для ее приема и использования. Основным приемником электроэнергии является электродвигатель, служащий электроприводом для рабочих машин и электротранспорта. Наибольшее распространение получили трехфазные асинхронные электродвигатели, поэтому электроснабжение преимущественно осуществляется трехфазным переменным током. Электрическая энергия характеризуется единством и непрерывностью процесса производства, передачи и потребления. При нарушении любого из этих звеньев, например на участке передачи электроэнергии, нарушается вся система: прекращается и потребление, и производство электроэнергии. Поэтому основным промышленным предприятием в электроэнергетике является энергетическая система — совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой линиями электропередачи и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования и распределения электроэнергии и теплоты при общем управлении этим режимом.
Совокупность электрооборудования объектов энергосистемы называют электрической частью энергосистемы.
В связи с развитием электроэнергетики в нашей стране
6
создано несколько объединенных энергосистем и приближается время образования единой энергосистемы. Несколько энергетических систем, объединенных общим режимом работы и имеющих общее диспетчерское управление, называют объединенной энергосистемой, а несколько объединенных энергосистем, соединенных межсистемными связями и охватывающих значительную часть территории страны при общем режиме работы и диспетчерском управлении,— единой энергосистемой.
Так как электроустановки должны быть управляемыми, они кроме силового электрооборудования имеют устройства, необходимые для его управления и контроля. Такими устройствами являются устройства дистанционного управления, релейной защиты и автоматики, сигнализации, измерения.
Электрооборудование (электротехнические устройства) характеризуются рядом основных параметров.
Номинальное значение (номинальный параметр) — это указанное заводом-изготовителем значение параметра, являющееся исходным для отсчета отклонения от него при эксплуатации и испытании электротехнического устройства.
Рабочее значение (рабочий параметр) — значение параметра, фактически существующее во время работы электротехнического устройства и не выходящее за допустимые пределы.
Наибольшее (наименьшее) рабочее значение (наибольший или наименьший рабочий параметр) — допустимые пределы рабочего параметра.
Номинальные данные — совокупность значений параметров, характеризующих работу электротехнического устройства в номинальном режиме.
Перегрузка — значение превышения мощности, производимой, преобразуемой или потребляемой электротехническим устройством над ее номинальным значением.
Сверхток — ток, больший номинального.
Перенапряжение — напряжение между двумя точками электротехнического устройства, которое превосходит наибольшее рабочее напряжение.
Эксплуатация электротехнических устройств характеризуется следующими основными режимами.
Нормальный — режим работы, при котором значения его параметров не выходят за пределы, допустимые при заданных условиях эксплуатации.
Холостого хода (холостой ход) — режим работы, при котором отсутствует нагрузка.
7
КороткогО'замыкания (короткое замыкание) — режим работы, при котором сопротивление электрической нагрузки практически равно нулю или включенный электродвигатель не вращается из-за большого тормозящего момента.
Нагрузки — режим работы, при котором происходит отдача энергии нагрузке.
Номинальный — режим работы, при котором значения параметров равны номинальным.
Продолжительный — режим работы при неизменной нагрузке, продолжающийся не менее, чем это необходимо для достижения электротехническим устройством установившейся температуры при неизменной температуре окружающей среды.
Кратковременный — режим, при котором работа с неизменной нагрузкой, продолжающаяся менее, чем это необходимо для достижения электротехническим устройством установившейся температуры при неизменной температуре окружающей среды, чередуется с отключениями, во время которых это устройство охлаждается до температуры окружающей среды.
§ 2.	Напряжения электроустановок
Для обеспечения нормальной работы электроприемников, их взаимозаменяемости, а также согласования по уровню напряжения всех звеньев электрической системы, начиная от генераторов на электростанциях и кончая электроприемниками потребителей, установлены стандарты на номинальные напряжения до 1000 В (ГОСТ 21128-75) и свыше 1000 В (ГОСТ 721—77), приведенные соответственно в табл. 1 и 2.
ГОСТ 21128 — 75 распространяется на системы электроснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергий. Дополнительно к указанным в табл. 1
Таблица 1. Номинальные напряжения до 1000 В сетей н приемников, источников и преобразователен
Ток	Напряжение, В	
	сетей и приемников	ИСТОЧНИКОВ и преобразователей
Постоянный Переменный: однофазный трехфазный	27, ПО, 220, 440 40, 220, 380, 660 40, 220, 380, 660	28,5; 115; 230; 460 42,. 230 42, 230, 400, 690
8
допускаются напряжения переменного тока: 12 В — для электрооборудования, применяемого в условиях повышенной влажности; 24 и 36 В — для источников, преобразователей и приемников общего назначения; 133 и 127 В — соответственно только для ранее разработанных и выпускаемых преобразователей и приемников; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3,5; 6; 12 и 24 В постоянного тока — для химических источников и присоединяемых к ним приемников.
ГОСТ 721—77 распространяется на электрические сети переменного тока частотой 50 Гц общего назначения и на присоединяемое к ним электрооборудование: электрические аппараты, трансформаторы тока и напряжения, конденсаторы связи и др. Номинальные напряжения, указанные в скобках, для вновь проектируемых сетей не рекомендуются. Кроме указанных в табл. 2, для электрооборудования, используемого в угольной промышленности, могут применяться напряжения 1140 В для приемников и 1200 В для источников трехфазного тока. Электробытовые приборы преимущественно выпускаются на напряжение 220 В. Электро-
Таблица 2. Междуфазные номинальные напряжения, кВ, электрооборудования напряжением свыше 1000 В
Сет»/ и. при* емкими "	Г енерато-р« II синхронные хомпемок торы	. Трансформаторы и автотрансформаторы				Наиболь-шее рабо-чсе напряжение 1 электрооборудования
		без РПН*		с РПН*		
		> нервйхные ? обмотки	вторичные . обмотки	первичные т обмотки	вторичные обмотки	
(3)	(3,15)	(3) и (3,15)**	(3,15) и (3,3)	-	(3,15)	(3,6)
, 6	6,3	6 и 6,3**	6,3 и 6,6	6 н 6,3**	6,3 н 6,6	7,2
10	10,5	10 и 10,5**	10,5 и 11	10 и 10,5**	10,5 и 11	12,0
20	21,0	20	22	20 и 21,0**	22	24 '
35	—	35	38,5	35 и 36,75	38,5	40,5
ПО	—	—	121	ПО н 115	115 и 121	126
(150)	—	—	(165)	(158)	(158)	(172)
220	—	—	242.	220 и 230	230 и 242	252
330	—	330	347	330 	330	363
500	—	500	525	500			525
750	—	750	787	750	—	787
1150	—	—	—	1150	—	1200
 * РПН - означает регулирование напряжения под нагрузкой.
** Для трансформаторов и автотрансформаторов, непосредственно присоединяемых к шинам генераторного напряжения электрических станций Или к выводам генераторов.
9
проводки культурно-бытовых зданий, больниц, учебных и научных учреждений обычно выполняют на напряжение 380/220 В. В промышленности, кроме того, применяются приемники электроэнергии напряжением 660 В и реже — напряжением свыше 1000 В.
Распределительные сети городов, сельских районов и крупных промышленных предприятий выполняются напряжением би 10 кВ. Распределительные сети с линиями средней протяженности (от нескольких до десятков километров) имеют напряжение 35 кВ, а при значительных нагрузках (60—100 МВт)—НО кВ. Напряжение 220 — 500 кВ применяют для передачи электроэнергии от крупных электростанций и линий, связывающих эти электростанции и районные подстанции в электрическую систему. Экономически целесообразна передача электроэнергии напряжением 750 кВ на расстояние до 2000 км при мощности 1500 — 2500 МВт. Кроме того, линии 500 — 750 кВ являются системообразующими линиями Единой энергосистемы СССР. Для связи Экибастузских ГРЭС с районами Сибири и Урала строятся линии электропередачи напряжением 1150 кВ.
§ 3.	Изображение электроустановок на чертежах
Общие сведения. Электроустановки изображают на чертежах в виде электрических схем, на которых условными графическими обозначениями показывают все элементы (аппараты, приборы, кабели, провода и др.) и связи между ними.
Основной частью схемы является цепь, выполняющая определенную функцию. Например, лампа накаливания, источник питания, выключатель и соединяющие их провода образуют цепь, обеспечивающую прохождение электрического тока через лампу для преобразования электрической энергии в световую. Электрический звонок, кнопка, источник питания и соединяющие их провода также образуют электрическую цепь, которая выполняет другую функцию — появление звукового сигнала при прохождении по ней электрического тока.
Наибольшее распространение получили принципиальные (полные) и монтажные схемы, а также схемы подключения.
На принципиальных схемах приводятся все элементы и связи между ними. Эти схемы дают детальное представление о принципе действия электроустановки.
На монтажных схемах показывают соединение частей электроустановки, провода, жгуты и кабели, а также места их присоединения и ввода. На монтажных схемах 10
KL1 ~
KU
581
KLI:I SB',
KL1:Z HL
—0-
KLJ.:3 r-iKLl
а)
Рис. 1. Способы изображения электрических аппаратов иа схемах:
а — совмещенный, б — разнесенный
соответствии с правилами,
6)
в
электри-
по разлого же
отражается также взаимное расположение отдельных элементов.
На схемах подключения, показывающих внешние соединения электротехнических изделий, преимущественно изображают их ряды зажимов и кабели, жгуты, провода, подключаемые к зажимам для связи этих изделий между собой.
Схемы должны выполняться
установленными ГОСТ 2.702 — 75. Согласно этим правилам на принципиальных схемах изображают все электрические элементы или устройства, необходимые для осуществления и контроля заданных электрических процессов, электрические связи между ними, а также разъемы и зажимы, которыми заканчиваются входные и выходные цепи. Выполняют принципиальные схемы в отключенном положении.
Элементы и устройства изображают на схемах совмещенным или разнесенным способом. При совмещенном способе (рис. 1,а) все элементы, принадлежащие данному устройству, размещают в одном месте с указанием
ческих и механических связей. При разнесенном способе (рис. 1,6) отдельные элементы устройства разносят ным частям схемы. При этом элементы одного и устройства могут оказаться в разных цепях. Так, при совмещенном способе все элементы промежуточного реле К-1 (катушка и три контакта) находятся в одном месте схемы и заключены в рамку, а при разнесенном — в разных ее частях: катушка KL1 в первой, а контакт KL1.1 во второй цепи, контакт KL1:2 в третьей цепи (в цепи лампы HL), а контакт KL1:3 в четвертой цепи (в цепи катушки второго промежуточного реле KL2).
При выполнении схем рекомендуется условные обозначения элементов, входящих в одну цепь, изображать последовательно друг за другом по прямой, а отдельные цепи рядом, образуя параллельные горизонтальные или вертикальные линии. Каждый элемент или устройство, входящее в Изделие и изображенное на схеме, должно иметь позиционное обозначение, проставляемое рядом справа или над ним.
Отдельные участки электрической цепи должны иметь маркировку, которая служит для опознания участков электрической цепи и может отражать их функциональное назначение.
11
Согласно ГОСТ 2.709 — 72 силовые цепи переменного тока маркируют буквами, обозначающими фазы, и числами. Фазы трехфазного переменного тока маркируют буквами А, В, С и N, двухфазного — АВ, ВС и СА, однофазного — AN, BN, CN, участки цепи постоянного тока отрицательной полярности — четными числами, а положительной — нечетными. Цепи управления, защиты, автоматики и измерения маркируют последовательными числами в пределах изделия.
На схемах маркировку проставляют на концах или в середине участка цепи: слева при вертикальном расположении и под изображаемой цепью при горизонтальном.
Условные графические обозначения в схемах. Единая система конструкторской документации (ЕСКД) включает ряд государственных стандартов на условные графические обозначения в схемах. Условные графические обозначения, применяемые в схемах электроснабжения, релейной защиты и автоматики, приведены в табл. 3. При этом учтены Указания методические отраслевые (УММ) № 9386-ТМТ-1, 1978, Минэнерго по применению стандартов ЕСКД в электрических схемах.
Позиционные обозначения. Позиционные обозначения представляют собой один из видов буквенно-цифровых обозначений в электрических схемах, предусмотренных ГОСТ 2.710 — 81, и предназначены для записи в сокращенной форме сведений об элементах схем в виде последовательности букв и цифр без пробелов. При этом применяют прописные буквы латинского алфавита и арабские цифры. Позиционное обозначение состоит из основной части — буквенного обозначения вида элемента схемы (на первом месте) и цифрового обозначения номера элемента (на втором месте}, а также дополнительной — буквы, обозначающей функцию элемента. Например, позиционное обозначение К4Н указывает, что это реле (буква К на первом месте), имеющее номер 4 (цифра на втором месте), которое используется для сигнализации (дополнительная часть — буква Н). Позиционное обозначение KL2 указывает, что это катушка второго промежуточного реле. Если элементом схемы является один из нескольких контактов, дополнительно можно указать номер контакта, отделив его знаком «:» (двоеточие). Например, буквенноцифровое обозначение KL1:3 указывает, что элементом схемы является третий контакт первого промежуточного реле.
Буквенные обозначения видов элементов приведены в табл. 4. Для уточнения вида элемента можно применять двух- и многобуквенные обозначения. При этом первая буква должна соответствовать группе вида, к которой
12
Таблица Э. Условные графические обозначения в электрических -		-		- схемах	, -	
Наименование	Обозначение
Машина-электрическая. Общее обозначение	А
Обмотка добавочных полюсов, обмотка ком-	о
пенсационная	
Обмотка статора (каждой фазы) машины пере-	
менного тока, обмотка последовательного воз- буждения . машины постоянного тока Обмотка параллельного возбуждения машины	ГУ-ХГХГЧ
постоянного тока, обмотка независимого возбуждения Ротор с обмоткой, коллектором и щетками	——
Силовой трансформатор	
Реактор	ф
Трансформатор тока	Е
Контакт коммутационного устройства. Общее	1
обозначение: замыкающий размыкающий	
переключающий	у
13
Продолжение табл, 3
14
Продолжение табл. 3
Наименование	Обозначение
вентильный	i
Предохранитель	Л
Обмотка трансформатора, автотрансформатора	l J
и магнитного усилителя	
Дроссель с ферромагнитным сердечником	—mrru.
Резистор	—1	1—
Конденсатор	-HI—
Выключатель кнопочный нажимной:	1
с замыкающим контактом	
с размыкающим контактом	
Контакт замыкающий с замедлителем, дейст-	
вующим при:	
срабатывании	
возврате	
15
Продолжение табл. 3
Наименование
Обозначение
Контакт размыкающий с замедлителем, действующим при:
срабатывании
возврате

Контакт без возврата
Контакт с механической связью
Контакт электротеплового реле
Переключатель однополюсный многопозиционный (например, на шесть позиций)
Переключатель цепи управления, например восьми цепей, на два положения с фиксацией переключающего механизма в каждом положении. При повороте влево (положение «О») контакты 1—3, 5—7, 9—11 и 13 — 15 размыкаются, а контакты 2—4, 6—8, 10—12 и 14—16 замыкаются
Разнесенный способ изображения
О В
К
Продолжение табл. 3
Наименование
Обозначение
Переключатель цепи управления на три положения с фиксацией переключающего механизма в нейтральном положении (с самовозвратом). При повороте влево (положение «О») контакт 2—4 замыкается. При повороте вправо замыкается контакт 1—3. При возврате в нейтральное положение («Н») оба контакта размыкаются
Соединение контактное разъемное
Гнездо
Штырь
О Н В
Соединение контактное:
разборное
неразборное
Контактная накладка для отключения или переключения цепей
Катушка электромагнитного устройства
Воспринимающая часть электротеплового реле
Измерительный прибор:
показывающий
регистрирующий
интегрирующий
ф й ф
17
Таблица 4. Буквенные обозначения видов элементов (первая буква)
Буквенное обозначение	Группа видов	Примеры видов
А	Устройства	Усилители, приборы телеуправления, устройства релейной защиты и автоматики
В	Преобразователи не-электрических величин в электрические (кроме генераторов и источников питания) или наоборот	Громкоговорители, микрофоны, термоэлектрические чувствительные элементы, звукосниматели, сельсины
18
Продолжение табл. 4
Буквенное обозначение	Группа видов	Примеры видов
с	Конденсаторы	—
D	Схемы интегральные, микросборки	Схемы интегральные, аналоговые и цифровые, логические элементы, устройства памяти, устройства задержки
Е	Элементы разные	Осветительные устройства, нагревательные элементы *
F	Разрядники, предохранители, устройства защитные	Дискретные элементы ^защиты по току и напряжению, плавкие предохранители, разрядники
G	Генераторы, источники питания	Батареи, аккумуляторы, электрические генераторы, электрохимические и электротермические источники тока
Н	Устройства индикационные и сигнальные	Приборы звуковой и световой сигнализации, индикаторы
К	Реле, контакторы, пускатели	Реле токовые и напряжения, электротепловые, времени
L	Катушкн индуктивности, дроссели	Дроссели люминесцентного освещения
М	Двигатели	Двигатели постоянного и переменного тока
Р	Приборы, измерительное оборудование	Показывающие, регистрирующие измерительные приборы, счетчики, часы
Q	Выключатели и разъединители в силовых цепях	Автоматические выключатели (силовые), разъединители, корот-козамыкатели
19
Продолжение табл. 4
Буквенное обозначение	Группа видов	Примеры видов
R	Резисторы	Переменные резисторы, потен-циометры, варисторы, терморезисторы
S	Устройства коммутационные в цепях управления, сигнализации н измерительных	Выключатели, переключатели, выключатели, срабатывающие от различного воздействия
Т	Трансформаторы, автотрансформаторы	Трансформаторы тока и напряжения, стабилизаторы
и	Преобразователи электрических величин в электрические устройства связи	Модуляторы, демодуляторы, дискриминаторы, инверторы, преобразователи частоты, выпрямители
V	П риборы электровакуумные, полупроводниковые	Электронные лампы, диоды, транзисторы, тиристоры, стабилитроны
W	Линии и элементы сверхвысокой частоты, антенны	Волноводы, диполи, антенны, линии электропередачи
X	Соединения контактные	Штыри, гнезда, разборные соединения, токосъемники
Y	Устройства механические с электромагнитным приводом	Электромагнитные приводы, муфты, тормоза, патроны
Z	Устройства оконечные, фильтры, ограничители	Линия моделирования, кварцевые фильтры
принадлежит элемент. Примеры двух- и многобуквенных обозначений приведены в табл. 5.
Буквенные обозначения функций элементов, приведенные в табл. 6, следует использовать только для общей характеристики их функционального назначения, например главный (буква АГ), измерительный (буква-Л).
20
Таблица 5. Двух- и трехбуквенные обозначения элементов
Буквенное обозначение	Наименование	Буквенное обозначение	Наименование
АА	Регулятор тока	HLW	Лампа сигнальная с бе-
AV	Регулятор напряжения,		лой линзой
	возбуждения	HV	Индикаторы ионные и
AW	Регулятор мощности		полупроводниковые
АК	Блок реле, комплект-	КА	Реле тока
	яая защита	КАТ	Реле тока с насыщаю-
AKS	Устройство автомата-		щимся трансформатором
	ческого повторного вклю-	KAZ	Фильтр-реле тока
	чеки я	КВ	Реле блокировки
ВА	Г ромкоговорителъ	KBS	Реле блокировки от мно-
BE	Сельсин-прнемник		гократных включений
BF	Телефон (капсюль)	КСС	Реле команды «включить»
ВС	Сельсин-датчик	К СТ	Реле команды «(отклю-
ВМ	Микрофон		чить»
BR	Датчик частоты враще-	KF	Реле частоты (разности
	ния (тахогенератор)		частот)
BV	Датчик скорости	КН	Реле указательное
СВ	Конденсаторная силовая	КНА	Реле импульсной сигна-
	батарея		лизацин
CG	Блок конденсаторный	KL	Реле промежуточное
	зарядный	КМ	Контактор, пускатель
ЕК	Нагревательный элемент	KQ	Реле положения выклю-
EL	Лампа осветительная		чателя
FU	Предохранитель плавкий	KQC	Реле положения выклю-
FV	Разрядник		чателя «включено»
GB	Батарея аккумуляторная	KQT	Реле положения выклю-
GE	Возбудитель электрнче-		чателя «отключено»
	ского генератора	KQS	Реле положения разведи-
GEA	Подвозбудитель элект-		нителя
	рнческого генератора	KSG	Реле газовое
НА	Прибор звуковой сигна-	КТ	Реле времени
	лизацин	KV	Реле напряжения
HG	Индикатор символьный	LR	Реактор
HL	Прибор световой сигна-	LG	Обмотка возбуждения ге-
	лнзации		нератора
HLA	Табло сигнальное лам-	LE	Обмотка возбуждения
	повое		возбудителя генератора
HLG	Лампа сигнальная с зе-	LA	Обмотка возбуждения
	леной линзой		подвозбудителя генератора
HLR	Лампа сигнальная с крас-	LM	Обмотка возбуждения
	ной линзой		двигателя
21
Продолжение табл. 5
Буквенное обозначение	Наименование	Буквенное обозначение	Наименование
LL	Дроссель люминесцентной лампы	SX	Накладка (оперативная контактная перемычка)
РА	Амперметр	SQ	Выключатель путевой,
PC	Счетчик импульсов		концевой
PF	Частотомер	ТА	Трансформатор тока
PI	Счетчик активной энергии	TAV	Трансреактор
РК	Счетчик реактивной энер ГИИ	TL	Трансформатор промежуточный
PR	Омметр	TS	Электромагнитный ста-
PS	Регистрирующий прибор		билизатор
PT	Часы, измеритель времени действия	TV	Трансформатор напряжения
PW	Ваттметр	UG	Блок питания
PV	Вольтметр	UZ	Преобразователь часто-
QF	Выключатель автоматический		ты, инвертор, генератор частоты, выпрямитель
QS	Разъединитель	VD	Диод, стабилитрон
QK	Короткозамыкатель	VL	Прибор ' электровакуум-
QR	Отделитель		ный
QRG	Разъединитель заземля-	VT	Транзистор
	ющий	VS	Тиристор
QW	Выключатель нагрузки	ХА	Токосъемник, контакт
RK	Терморезистор		скользящий
RS	Шунт измерительный	ХВ	Накладка, перемычка
RU	Варистор	XG	Испытательный зажим
RR	Реостат	XN	Соединение неразборное
SA	Переключатель цепей	XT	Соединение разборное
	управления	ХР	Штырь разъемного соеди-
SB	Кнопка управления		нения
SBC	Кнопка управления команды «включить»	XS	Гиездо разъемного соединения
SBT	Кнопка управления ко-	YA	Электромагнит
	манды «отключить»	YAB	Замок электромагнитный
SF	Выключатель автоматический (автомат)	YAC	Включающий электромагнит привода коммута-
SG	Блок испытательный		ционного аппарата
SN	Переключатель в цепях измерения	YAT	Отключающий электромагнит привода коммута-
ss	Переключатель в цепях синхронизации		ционного аппарата
22
Т а б л п ц а 6. Буквенные обозначения функционального назначения элементов
Буквенное обозначение	Функциональное назначение	Буквенное обозначение	Функциональное назначение
I	Интегрирующий	R	Возврат, сброс
к	Толкающий	S	Запоминание, запись
м	Главный	Т	Синхронизация, задержка
N	Измерительный	V	Скорость, ускорение
н	Сигнальный	W	Сложение
р	Пропорциональный	X	У множение
Q	Состояние (старт, стоп.	Y	Аналоговый
	ограничение)	Z	Цифровой
Контрольные вопросы
1.	Как подразделяют электроустановки по назначению, ролу тока н напряжению?
2.	Что отличает производство электроэнергии от других видов производства?
3.	Какие устройства необходимы для управления силовым электрооборудованием?
4.	Как разделяются электрические цепи электроустановок?
5.	Что понимают под нагрузкой электротехнического устройства?
6.	Какими основными параметрами характеризуется электрооборудование?
7.	Каковы номинальные напряжения электрических сетей однофазного и трехфазного тока до 1000 В?	»
8.	Объясните позиционные обозначения КА: 2: HLA; РТ и YAT.
Глава вторая
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ
§ 4.	Общие сведения
Электрические сети являются наиболее распространенными электроустановками и включают в себя множество различных электрических подстанций и распределительных устройств. Как и все электроустановки, электрические сети могут быть напряжением до 1000 В и свыше 1000 В.
Электрические сети до 1000 В представляют собой четырехпроводную систему с глухо заземленной нейтралью и выполняются на напряжения 660 и 380 В, что позволяет
23
Рис. 2. Четырёхпроводная сеть трехфазного тока
L3) — к одной из фаз
Электрические
от одной сети питать силовые и осветительные приемники электроэнергии. Так, в электрической сети, показанной на рис. 2, от вторичной обмотки трехфазного трансформатора Т отходят четыре провода (три фазных А, В и С и один нулевой N от заземленной нейтрали). Напряжение между любой парой фазных проводов (линейное напряжение) равно 380 В, а между каждым фазным проводом и нулевым — в 1,73 раза меньше, т. е. составляет 220 В. Силовые приемники электроэнергии, в том числе трехфазного тока (электродвигатель Л/), подключают к фазным проводам А, В п С, а осветительные приемники (электрические лампы LI, L2,
А, В или С и нулевому проводу N. сети свыше 1000 В выполняют
трехпроводными (без нулевого провода). При этом сети до 35 кВ включительно имеют изолированную нейтраль, а ПО кВ
и выше — глухо заземленную.
В общем случае электрические сети образуются линиями (воздушными или кабельными), связывающими узловые точки, которыми являются распределительные устройства и подстанции. Непосредственно у потребителей электроэнергии электрические сет» напряжением до 1000 В выполняются установочными проводами в виде внутренних (внутри зданий) и наружных электропроводок. Конфигурация электрических сетей определяется расположением узловых точек, а схемы — требованиями эксплуатации, основным из которых является надежность электроснабжения потребителей.
§ S.	Схемы электрических сетей
Электрические сети изображают на схемах основными элементами, без излишней детализации, представляя линии электропередачи, шины распределительных устройств в виде отрезков прямых . линий, а электростанции, подстанции — кружками. Иногда показывают трансформаторы для сетей нескольких, напряжений и выключатели.
Электрические сети, в которых каждая линии питает только один потребитель, называют радиальными, а такие линии --24
Рис. 3. Радиальные резервированные линии
также радиальными. Серьезным недостатком радиальных сетей является недостаточная надежность электроснабжения потребителей. При повреждении любой из линий и ее отключении питание связанного с ней потребителя прекращается.
Радиальные резервированные линии (рис. 3) обеспечивают большую надежность электроснабжения потребителей, поскольку при отключении одной из линий связанный с ней потребитель может получить питание по другой, неповрежденной. Такая линия связывает подстанцию Б потребителя с питающей подстанцией А по двум цепям, одна из которых соединяет секции шин I подстанций А и К, а другая — секции шин II. При повреждении одной из цепей она отключится своими выключателями, но потребители получат питание по другой цепи, так как секционные выключатели Q1 и Q2 будут включены.
Одиночные линии, к которым непосредственно или через дополнительные линии, называемые ответвлениями, подключено несколько потребителей, называют магистральными, а электрические сети, состоящие из одной или нескольких магистральных линий, — также магистральными. На схеме магистральной сети, приведенной на рис. 4, стрелками показаны потребители электроэнергии, цифрами 1 — 3 — магистрали, отходящие от подстанции А, а цифрой 4 — ответвление от магистрали 3. Магистральные сети могут быть резервированными.
Электрические сети, предназначенные для питания потребителей, находящихся в разных местах, по одноцепным линиям, образующим замкнутый на источники питания контур, называют замкнутыми. Если одноцепные линии замкнутой электрической сети образуют контур, замкнутый через секционный выключатель Q на один источник питания (подстанцию А), такую сеть называют петлевой (рис. 5, а), а если на два источника питания (подстанции А и Б) — с двусторонним питанием (рис. 5,6). Электрическую сеть
25
д
Рис. 5. Замкнутая электрическая сеть:
а - петлевая, б — с двусторои-- ним питанием
Рис. 6. Электрическая сеть напряжением до 1000 В
Рис. 7. Электрическая сеть двух напряжений
2
называют сложнозамкнутой, если она содержит узловые точки, к которым электроэнергия может поступать по меньшей мере по трем направлениям.
Напряжение для передачи и распределения электроэнергия электрическими сетями определяется расстоянием от источника питания (электростанции, подстанции) до потребителя и передаваемой мощностью.
В электрической сети напряжением до 1000 В (рис. 6) от источника питания 1 к отдельным приемникам электроэнергии проложены магистрали 2 с вводами 3. Такие сети служат для распределения электроэнергии между отдельными потребителями, находящимися на сравнительно небольших расстояниях (несколько сотен метров) от источника питания. При больших расстояниях и нагрузках строят сети двух напряжений (рис. 7). Электроэнергию напряжением свыше 1000 В передают на сравнительно большие расстояния, а напряжением до 1000 В распределяют между отдельными потребителями в близлежащих районах. От источника питания 1 отходят магистрали 2 сети высшего напряжения (6 —10 кВ), к которым подключены трансформаторы 3, питающие сети напряжением до 1000 В с потребителями электроэнергии 4. Трансформаторы обычно устанавливают в трансформаторных пунктах (специальных помещениях или на открытом воздухе на столбах) в районах расположения потребителей электроэнергии. Электрические сети двух напряжений обеспечивают
26
электроснабжение потребителей, расположенных от источника питания на расстоянии не более 10 км.
Так как в современных электрических системах расстояние между источниками и потребителями электроэнергии измеряется десятками и сотнями километров, а передаваемые мощности измеряются сотнями тысяч киловатт, они включают в себя сложные сети нескольких напряжений.
Схема сравнительно небольшой электрической системы с двумя электростанциями А и Б показана на рис. 8. От одной более удаленной и мощной электростанции А
Юкв
Рис. 8. Схема небольшой электрической системы
электроэнергия напря-
жением 220 кВ передается через подстанцию В в электрическую сеть НО кВ. Такая электрическая сеть, включающая четыре подстанции В, Г, Д и Е, соединенные между собой и с электростанцией Б линиями ПО кВ, является сложнозамкнутой. На подстанциях В, Г и Д напряжение понижается до 10 кВ, после чего электроэнергия передается ближайшим заводам, фабрикам и в городскую электрическую сеть. Для электроснабжения потребителей,
удаленных на расстояние в несколько десятков километров, служит находящаяся в центре района подстанция Е, на которой напряжение понижается до 35 кВ, после чего электроэнергия распределяется между подстанциями Ж и К и подается при напряжении 10 кВ расположенным вблизи потребителям. На подстанциях Л и М потребителей напряжение понижается до 380 В для питания промышленных и бытовых приемников электроэнергии.
Электрические сети напряжением до 35 кВ, обслуживающие сравнительно небольшие районы, обычно называют местными, от 35 до 220 В, охватывающие районы, — районными, а линии электропередачи напряжением 330 кВ и выше, предназначенные для связи энергосистем, — межсистемными свя
зями.
§ б.	Распределительные устройства
Распределительные устройства (РУ) являются составными частями электрических сетей, к которым сходятся подходящие и отходящие линии. Именно в РУ находится электрообору
27
дование, позволяющее управлять режимом электрической сети, контролировать ее состояние и защищать от перегрузок и коротких замыканий. Электрооборудование РУ состоит из коммутационных аппаратов, обеспечивающих замыкание и размыкание (коммутацию) электрических цепей; токоограничивающих аппаратов, предназначенных для ограничения токов короткого замыкания; аппаратов защиты РУ и подходящих линий от перенапряжений; измерительных трансформаторов, являющихся первичными преобразователями, через которые во вторичные цепи поступает необходимая для контроля за режимом работы электрической сети информация; шинных устройств для объединения всех элементов РУ в единую систему. На электрических подстанциях для каждой ступени напряжения имеется РУ. Так, электрическая подстанция Е имеет РУ напряжением ПО кВ, входящее в электрическую сеть НО кВ, и РУ напряжением 35 кВ, от шин которого отходят линии напряжения 35 кВ.
Распределительные устройства, как и электрические подстанции, бывают открытые (ОРУ) и закрытые (ЗРУ). Открытые РУ обычно выполняют напряжением 35 кВ и выше, а закрытые — ниже 35 кВ. Широкое распространение получили комплексные распределительные устройства, рассчитанные как для установки в помещении (КРУ), так и на открытом воздухе (КРУН). Комплектные распределительные устройства в отличие от сборных, собираемых из оборудования, поступающего россыпью на месте, монтажа, полностью изготовляются на заводах электропромышленности, что ускоряет и повышает качество их монтажа.
Распределительные устройства напряжением до 1000 В выполняют в виде щитков, шкафов, а также щитов, составленных из ряда панелей, и токопроводов.
Щиток представляет собой простейшее устройство для распределения электроэнергии между отдельными приемниками однофазного тока, преимущественно светильниками. Такие РУ часто называют осветительными щитками (ЩО) или пунктами (ОП) и выполняют в виде плоской панели (на которой размещают коммутационные аппараты), закрываемой кожухом с дверцей. Для распределения электроэнергии между силовыми электроприемниками служат распределительные устройства, выполненные в виде шкафов и щитов с коммутационными аппаратами и измерительными приборами. Широко применяются блочные щиты, каждая панель которых укомплектована стандартными блоками (предохранителей БП, предохранитель — выключателей БПВ и выключателей БВ).
28
Основным элементом токопроводов, используемых для распределения электроэнергии между осветительными и силовыми приемниками в цехах промышленных предприятий, является секция, представляющая собой кожух (обычно прямоугольного сечения), в котором размещены токопроводящие шины. Секции бывают прямые, угловые, тройниковые, ответвительные и др. В зависимости от требуемой конфигурации сети подбирают необходимое количество соответствующих секций, которые при монтаже крепят на специальные конструкции, устанавливаемые на строительные элементы здания, и соединяют между собой и с приемниками электроэнергии.
Контрольные вопросы
1.	Для чего служат электрические сети?
2.	Как разделяют электрические сети по напряжению и конфигурации?
3.	Что представляет собой четырехпроводная электрическая сеть и где такие сети применяют?
4.	Какие линии называют радиальными и какие магистральными?
5.	Какие электрические сети называют замкнутыми и какие сложнозамкнуты ми ?
6.	Для чего служат распределительные устройства и из какого электрооборудования они состоят?
7.	Какие распределительные устройства напряжением свыше 1000 В вы знаете?
8.	Как выполняют распределительные устройства на напряжение до 1000 В?
Глава третья
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
§ 7.	Назначение и место электрооборудования в распределительных устройствах
Рассмотрим схему распределительного устройства (рис. 9), на которой изображены сборные шины 10 кВ и подключенные к ним присоединения: подходящие воздушные линии 1, разрядник FV, силовой трансформатор Т, питающий сборку 0,4 кВ с подключенными к ней линиями 2, отходящие кабельные линии 3, реактор LR и измерительный трансформатор напряжения TV. Все присоединения имеют коммутационные аппараты:
29
1	i
2 2 2
Рис. 9. Схема распределительного устройства
ветствующих электрических
co стороны 10 кВ — высоковольтные выключатели Q и разъединители QS, а со стороны 0,4 кВ — автоматические QF и неавтоматические S выключатели и плавкие предохранители F. Коммутационные аппараты предназначены для включения и отключения присоединений при нормальном режиме и автоматического отключения при перегрузках и коротких замыканиях и располагаются непосредственно у шин, чтобы при отключении присоединения отключались все входящие в > него элементы.
Выключатели Q на стороне 10 кВ и автоматический выклю-
чатель QF на стороне 0,4 кВ рассчитаны не только для замыкания и размыкания соот-цепей при нормальном ре-
жиме, но и при перегрузках и коротких замыканиях в этих цепях. Разъединители QS не рассчитаны на отключение тока нагрузки и в основном служат для отделения участков распределительного устройства и создания видимого места разрыва после отключения этих участков выключателями. Неавтоматические выключатели S рассчитаны только на отключение тока нагрузки не больше нормального. Поэтому последовательно с ними установлены плавкие предохранители F, автоматически отключающие соответствующие участки при перегрузках и коротких замыканиях.
Реактор LR представляет собой индуктивную катушку, включенную последовательно в электрическую цепь для увеличения ее сопротивления, и служит для ограничения тока при коротком замыкании.
Разрядник FV срабатывает при возникновении перенапряжений, в частности атмосферных, и отводит волны перенапряжения, поступающие с воздушных линий, в землю, обеспечивая защиту оборудования РУ. Поскольку при нормальных условиях ток через разрядник не проходит, его подключают к шинам РУ через разъединитель.
Так как напряжение на всех присоединениях равно напряжению на шинах, от которых они отходят, для контроля напря
30
жения и частоты, а также питания цепей измерительных приборов и реле защиты достаточно подключенного к шинам РУ общего трансформатора напряжения TV, который практически работает в режиме холостого хода; включать и отключать его можно разъединителем QS.
Измерительные трансформаторы ТА необходимо устанавливать на каждом присоединении, поскольку ток данного присоединения зависит от режима работы подключенного к нему потребителя электроэнергии.
Поскольку коммутационные аппараты и измерительные трансформаторы являются необходимым оборудованием любого распределительного устройства, рассмотрим нх более подробно.
§ 8.	Коммутационные аппараты напряжением до 1000 В
Неавтоматические выключатели служат для ручного включения и отключения электрических цепей постоянного и переменного тока. Выключатели, предназначенные для поочередного подключения к двум и более цепям, называют переключателями. Среди выключателей наибольшее распространение получили две разновидности, отличающиеся конструкцией подвижных контактов: рубильники с рычажными вруб-ными контактами и пакетные выключатели с поворотными подвижными контактами.
Одно-, двух- и трехполюсные рубильники на номинальное напряжение до 660 В и токи от десятков до нескольких тысяч ампер могут быть открытого и защищенного исполнения с центральной и боковой рукояткой, а также с рычажным приводом. Трехполюсный рубильник открытого исполнения с центральной рукояткой 3, плоскими неподвижными 7 и подвижными 2 контактами показан на рис. 10. Предельный ток, который можно отключать таким рубильником, меньше номинального. Для повышения предельного отключаемого тока рубильники снабжают специальными устройствами для гашения дуги (дугогасительными камерами).
Пакетные выключатели ПВ (рис. 11, а —в) набирают из отдельных секций (пакетов) по одному на каждый полюс. Подвижные контакты 9 всех секций находятся на общем контактном валике 3, кинематически связанном с осью 4, на свободном конце которой имеется ручка 5. Такие выключатели изготовляют на номинальные напряжения до 380 В и токи от 10 до 400 А.
Автоматические выключатели (автоматы) предназначены для автоматического отключения электрических
31
Рис. 10
а)	б)
Рис. 1 1.
Рис. 10. Трехполюсный рубильник
Рис. И. Пакетный выключатель ПВ:
а —в сборе, б — со снятой крышкой, в —секция; / — крышка, 2 — фиксирующая шайба, 3 — контактный валик, 4 — ось, 5 — ручка, 6 — пружина, 7 — корпус секции, 8, 9 — неподвижный и подвижный контакты
Рис. 12. Автоматический выключатель
цепей при перегрузках и коротких замыканиях, а также для нечастых коммутаций (включения и отключения) при нормальных режимах. Автомат (рис. 12) состоит из привода с рукояткой 2, удерживающей пружиной 1 и механизмом свободного расцепления 3, коммутирующего устройства с подвижным 7 и неподвижным 5 контактами, дугогасительной камеры 4 и расцепителя 8. Выводы б служат для подключения автомата к электрической цепи.
Привод предназначен для включения и отключения автомата с помощью рукоятки 2 и удержания его во включенном положении. Механизм свободного расцепления 3 имеет два рычага, через которые рукоятка 2 кинематически связана с подвижным контактом 7 и обеспечивает отключение автомата даже в про-32
цессе включения при срабатывании расцепителя 8. Дугогасительная камера 4 имеет множество стальных пластин. Электрическая дуга, возникающая при отключении автомата, втягивается в камеру, дробится на короткие участки между пластинами и охлаждается, что способствует ее быстрому гашению.
Автоматы изготовляют не только с ручным, но и с электромагнитным приводом, имеющим включающий и отключающий электромагниты, что обеспечивает дистанционное управление.
Расцепитель 8, называемый максимальным, состоит из катушки с находящимся в ней подвижным сердечником и включается в защищаемую автоматом электрическую цепь. При коротком замыкании сердечник втягивается в катушку и его выступающая часть (ударник) воздействует на рычаги механизма свободного расцепления, которые, ломаясь, перестают удерживать автомат во включенном положении, и он под действием отключающей пружины (на рис. 12 не показана) отключается.
Для защиты от перегрузки током автоматы снабжают тепловым расцепителем в виде биметаллической пластинки с нагревательным элементом, включенным в защищаемую цепь. При перегрузке под действием теплоты, излучаемой нагревательным элементом, биметаллическая пластинка изгибается и свободным концом воздействует на механизм свободного расцепления. Время срабатывания теплового расцепителя зависит от тока перегрузки: чем больше ток, тем он быстрее срабатывает. Находит также применение минимальный расцепитель, срабатывающий при недопустимом снижении напряжения в электрической сети.
Магнитный контактор (рис. 13) — коммутационный аппарат, предназначенный для частых включений и отключений электрических цепей при нормальных режимах работы, состоит из коммутационного устройства с подвижным 2 и неподвижным 3 контактами, дугогасящего устройства 1 и электромагнитного привода, имеющего закрепленный на ярме 7 сердечник 6 с обмоткой 5 и якорь 9, несущий подвижный контакт 2. Выводы 4 и 8 служат соответственно для подключения контактора к силовой цепи и обмотки 5 к цепи управления. При замыкании цепи управления по обмотке 5 проходит ток, якорь 9 притягивается к сердечнику 6 и контакты 2 и 3 замыкаются, тем самым замыкая силовую цепь и обеспечивая прохождение тока по соответствующему приемнику электроэнергии.
Контакторы изготовляют на номинальные токи до 4000 А и номинальные напряжения 220 — 750 В постоянного тока и 380— 660 В переменного.
Магнитный пускатель — коммутационный аппарат, предназначенный для управления электродвигателями трехфаз-
2 В. Н. Камнев
33
Рис. 13. Магнитный контактор
ного тока, состоит из одного или двух (для реверсивного управления двигателем) контакторов, электротеплового реле для защиты электродвигателя от перегрузок и вспомогательных контактов, используемых в цепях управления и сигнализации. Пускатели выпускают как открытого (без защитного кожуха), так и защищенного (с защитным кожухом) исполнения. В наиболее распространенном пускателе ПА (рис. 14) открытого исполнения для нереверсированного управления электродвигателем на металлическом основании 1 размещены электромагнитный привод, имеющий сердечник 8 с катушкой 3 и якорь 4, контактное устройство, состоящее из закрытых камерой 5 главных контактов (неподвижных 11 и подпружиненных пружиной 13 подвижных 12) и расположенных вне камеры 5 вспомогательных контактов 6. Сердечник 8 установлен на пружинные амортизаторы 10 для смягчения ударов при срабатывании пускателя. Короткозамкнутые витки 9 в полюсах сер-
34
Рис. 15. Электротепловое реле
:4/5
Рис. 16. Схема управления электродвигателем с помощью магнитного
пускателя
дечника служат для предотвращения вибрации якоря при включенном положении пускателя из-за пульсаций магнитного потока. Якорь и подвижные контакты закреплены на подвижной части 15, установленной на оси 7. При отключении пускателя переход подвижной части в исходное положение обеспечивается пружиной 14. При этом якорь удерживается упором 2. Для защиты электродвигателя от перегрузок в пускатели встраивают электротепловые реле.
Однополюсное электротепловое реле ТРП (рис. 15) состоит из заключенных в пластмассовый корпус теплового элемента (биметаллической пластины 1 и сменного нагревательного элемента 5) и кинематически связанного с ним через пружину 9 и изоляционную колодку 8 размыкающего контакта. При перегрузке биметаллическая пластина, изгибаясь, Перемещает пружину 9 против часовой стрелки. Когда ось пружины пройдет вертикальное положение, пружина, разжимаясь, поворачивает пластмассовую колодку 8 с подвижным элементом контакта 7, отводя его от неподвижного элемента 6. В исходное положение реле может быть приведено с помощью кнопки 3 (при ручном возврате) или пружиной 2 (при самовозврате). Ток уставки реле регулируют, воздействуя на поводок 4.
Схема управления электродвигателем с помощью магнитного пускателя показана на рис. 16. Для пуска электродвигателя М нажимают на кнопку SBC, при этом по катушке пускателя КМ проходит ток и он срабатывает, замыкая свои контакты (главные и вспомогательные). Пускатель остается включенным и после отпускания кнопки SBC, поскольку питание катушки обеспечивается по ее цепи через вспомогательный контакт КМ: 1, замкнувшийся при включении пускателя.
2*
35
I—I Рис. 17. Плавкий [Ч предохранитель: [-11 а — характеристика, Щ б — устройство, в — Ж плавкая вставка; 1 — я I зажим, 2 — контакт-s'U ный нож, 3 — губка, [И 4 — накидная гайка, HIJ 5 — металлическая Ж втулка, 6 — фибровая
ОI	втулка
б)
Для отключения электродвигателя нажимают кнопку SBT, при этом цепь катушки пускателя КМ размыкается, он отключается и электродвигатель останавливается. Отключение электродвигателя при перегрузке производится электротепловыми реле (КК1, КК2), контакты которых размыкают цепь катушки пускателя КМ.
Контакторы и пускатели не рассчитаны на отключение тока короткого замыкания, поэтому необходимо дополнительно устанавливать предохранители F или автоматы.
Плавкие предохранители служат простейшими аппаратами защиты электроустановок от перегрузок и коротких замыканий. В каждом предохранителе имеется плавкая вставка, которая является ослабленным участком электрической цепи и выбирается так, чтобы при увеличении тока больше допустимого она расплавлялась и тем самым разрывала цепь защищаемой электроустановки.
Плавкие предохранители имеют зависимую токовременную характеристику (рис. 17, а), т. е. время расплавления их плавкой вставки зависит от протекающего тока: чем больше ток, тем быстрее расплавляется плавкая вставка. Из характеристики видно, что пока ток не превышает 7^, плавкая вставка не плавится, и только после превышения этого значения она будет расплавляться тем быстрее, чем больше ток.
Выпускаются трубчатые предохранители ПР-2 (рис. 17, б, в), ПН, ПП, НПН (кроме НПН они все разборные). Предохранители ПН-2, ПП-17 и ПП-18 могут поставляться с указателем срабатывания и замыкающим контактом вспомогательной цепи, с указателем срабатывания и размыкающим контактом вспомо
3«
гательной цепи, без указателя срабатывания и контактов вспомогательной цепи. Все предохранители, кроме ПР-2, заполнены кварцевым песком и устанавливаются в вертикальном или горизонтальном положении.
Предохранители выпускают на следующие номинальные напряжения и токи: ПР-2 — до 500 В и от 10 до 1000 А (плавкие вставки — на токи от 6 до 1000 А); НПН-60—до 500 В и 60 А (плавкие вставки — от 6 до 60 А); ПН-2—до 380 В и от 100 до 600 А (плавкие вставки — от 30 до 600 А); ПП-17 — до 380 В и 1000 А (плавкие вставки — от 500 до 1000 А); ПП-18 — до 660 В и от 160 до 1000 А (плавкие вставки — от 50 до 1000 А).
Номинальный ток плавкий вставки должен быть не меньше расчетного тока защищаемой цепи. Для отстройки от пусковых токов электродвигателей ток плавкой вставки должен быть в 2,5 раза меньше пускового тока 1а двигателя, если частота пусков небольшая и их длительность не более 2 с; при большей частоте пусков или их длительности более 2 с ток = = /„/(1,6 4-2,0).
Для обеспечения селективности действия плавкие вставки выбирают, пользуясь токовременными характеристиками предохранителей с учетом возможного их разброса по данным завода-изготовителя. Плавкие вставки предохранителей калибруют так, чтобы при нижнем значении испытательного тока они не плавились, а при верхнем плавились в течение 1 ч.
§ 9. Коммутационные аппараты напряжением свыше 1000 В
Выключатели предназначены для включения и отключения электрических цепей при любом режиме (нормальном, перегрузке и коротком замыкании).
Если в выключателе напряжением до 1000 В возникающая при отключении тока электрическая дуга может быть погашена принудительным растяжением до критической длины, равной не более нескольких сантиметров, то при напряжении свыше 1000 В это невозможно, поскольку критическая длина дуги в зависимости от уровня напряжения составляет от одного до нескольких десятков метров. Поэтому при конструировании выключателей напряжением свыше 1000 В особое внимание уделяют техническим решениям, обеспечивающим быстрое и надежное гашение электрической дуги при отключении тока нагрузки и короткого замыкания. Такими решениями являются: выбор среды, в которую помещают контакты выключателей, чтобы происходило гашение электрической дуги при их размыкании; выполнение контактов с большим числом разрывов; применение специальных дугогасительных камер.
37
В зависимости от среды, в которую помещают контакты, выключатели делят на жидкостные (преимущественно масляные) и газовые (воздушные, элегазовые, автогазовые и др.).
В масляных выключателях контакты находятся в баке, заполненном минеральным (трансформаторным) маслом. При отключении тока возникающая дуга горит в масле, которое под действием высокой температуры разлагается с образованием газа, преимущественно водорода, хорошо проводящего теплоту. Давление газа при горении дуги значительно увеличивается, что способствует форсированному ее гащению. Масляные выключатели могут быть с большим и малым объемом масла. В выключателях с большим объемом масла (рис. 18) масло 2 служит для изоляции токопроводящих частей и дугогасительной средой. Простейшие выключатели изготовляют однобаковыми без специальной дугогасительной камеры. Стальной бак 1 подвешен к чугунной крышке 3, через которую проходят шесть фарфоровых изоляторов 4 (по два на каждый полюс) с токоведущими стержнями 5. На нижних концах стержней закреплены неподвижные контакты 8. Подвижные контакты 9 установлены на токопроводящей траверсе 10, которая через изолирующую тягу кинематически связана с валом 6 и отключающей пружиной 7 выключателя. К внутренним стенкам бака прилегает изоляция 11.
При включенном положении траверса 10 поднята, подвижные контакты 9 соприкасаются с неподвижными 8 и отключающая пружина 7 сжата. При отключении выключателя под действием отключающей пружины, и собственной массы траверса 10 опускается вниз и образуются два разрыва цепи на полюс. При отключении тока нагрузки или короткого замыкания в месте каждого разрыва образуется электрическая дуга, под действием которой масло разлагается, выделяется газ с большим содержанием водорода и образуется газовый пузырь, давление в котором достигает 0,5 — 1 МПа, что способствует эффективному отводу теплоты из зоны горения дуги и быстрому ее гашению.
Однобаковые выключатели без дугогасительных камер рассчитаны на номинальные напряжения 6—10 кВ. В настоящее время при таких напряжениях преимущественно применяют более надежные и удобные в эксплуатации маломасляные выключатели, в которых масло служит только для гашения дуги, что позволяет изготовлять их взрыво- и пожаробезопасными. В электроустановках напряжением 6—10 кВ преимущественно используют трехполюсные маломасляные выключатели с полюсами, подвешенными на фарфоровых изоляторах, установленных на общем основании.
38
Рис. 18. Высоковольтный выключатель с большим объемом масла
Рис. 19. Выключатель ВМП-10 с малым объемом масла
Выключатель ВМП-10 (маломасляный подвесной напряжением 10 кВ) смонтирован на сварной раме 10 (рис. 19), имеющей отверстия для крепления на стене. Внутри рамы расположен приводной механизм, состоящий из главного вала 13, отключающих пружин 11, масляного демпфера 14 и фиксатора включенного положения 15.
Каждый полюс выключателя подвешен на двух фарфоровых изоляторах 9 и состоит из прочного влагостойкого изоляционного цилиндра 3, армированного металлическими фланцами 2 и 4. На фланце 4 укреплен металлический корпус 6 с расположенным в нем подвижным штыревым контактом, кинематически связанным с приводным механизмом через тягу 12 из влагостойкого изоляционного материала. Корпус закрывается крышкой 7, в которую ввинчивается пробка 8 маслоналивного отверстия.
На закрывающемся снизу крышкой 17 фланце 2 находится неподвижный гнездовой контакт, над которым располагается дугогасительная камера, разделяющая внутреннюю полость цилиндра 3 на две части. Дугогасительная камера представляет собой пакет изоляционных пластин с центральным отверстием для штыревого контакта и поперечными дутьевыми каналами, через которые могут сообщаться верхняя и нижняя части по
39
лости цилиндра 3 Цилиндр 3 снабжен указателем 16 уровня масла, а фланцы 2 и 4 имеют соответственно контактные выводы 1 и 5.
При включении выключателя штыревой контакт перемещается вниз и, проходя через центральное отверстие дугогасительной камеры, входит в гнездовой контакт. При отключении выключателя штыревой контакт перемещается вверх и после его выхода из гнездового контакта образуется электрическая дуга, под действием которой масло разлагается с образованием газа высокого давления. По мере выхода штыревого контакта из дугогасительной камеры открываются ее поперечные каналы, через которые устремляются газы из нижней в верхнюю часть полости цилиндра 3, осуществляя поперечное дутье, способствующее быстрому гашению дуги.
В воздушных выключателях для гашения дуги используется сжатый воздух, обдувающий ее в продольном (продольное дутье) или поперечном (поперечное дутье) направлении. Чистый сжатый воздух поступает к воздушным выключателям от компрессорных установок по трубам.
В элегазовых выключателях гашение дуги происходит в среде элегаза (шестифтористой серы SF6) при интенсивном продольном дутье.
В автогазовых выключателях гашение дуги осуществляется потоком газа, образуемого при разложении материала (органического стекла и др.) стенок дугогасительной камеры, между которыми размещены контакты выключателя-
Приводы служат для включения выключателей, удержания их во включенном положении, а также для отключения. В зависимости от источника энергии, затрачиваемой на включение и отключение, различают ручные, пружинные, грузовые, электрические (электромагнитные и электро двигательные) и пневматические приводы. Ручные приводы ограниченно применяют для маломощных выключателей напряжением до 35 кВ, когда мускульной силы человека оказывается достаточно для включения выключателя. В пружинных приводах энергия, необходимая для включения выключателя, запасается в мощной пружине, которую предварительно заводят от руки или электродвигателем небольшой мощности. Эти приводы в основном используют для выключателей напряжением 6, 10 и 35 кВ. В грузовых приводах используется энергия поднятого груза. В настоящее время такие приводы почти не применяют В электрических приводах для включения и отключения выключателя служат электромагниты или электродвигатели (соответственно электромагнитные или электродвигательные приводы). В пневматических приводах для включения и отключе
40
ния выключателей используется сжатый воздух. Наиболее широкое распространение получили электромагнитные приводы. Электромагнитный привод ПЭ-11 (рис. 20) имеет включающий 10 и отключающий 9 электромагниты, механизм и сигнально-блокировочные контакты. При подведении питания к обмотке 12 включающего электромагнита сердечник 11 втягивается и его шток поднимает ролик 14, который через серьгу 15 и рычаг 1 приводит во вращение вал 2 привода, соединенный с валом выключателя. Вык-
/ 2 J
ц—- -------
Рис. 20. Электромагнитный привод ПЭ-11
лючатель включается, а механизм привода запирается защелкой 6, которая через рычаг 4 и серьгу 3 удерживает ролик 14 в фиксированном защелкой 13 положении. При этом выключатель удерживается во включенном положении. Для отключения выключателя защелка 6 должна быть повернута по часовой стрелке рукояткой 7 или бойком 8 отключающего электромагнита. При этом ролик 5 скатывается с удерживающего его конца защелки 6, рычаг 4 освобождается, поворачивается по часовой стрелке и перемещает вправо серьгу 3, ролик 14 скатывается с удерживающего его конца защелки 13, и выключатель под действием своих пружин отключается.
Разъединители предназначены для отделения одних частей электроустановок от других, находящихся под напряжением, и создания видимого места разрыва. Эти аппараты не рассчитаны на отключение тока нагрузки, по своей конструкции значительно проще выключателей и состоят в основном из установленного на изоляторах контактного узла. Выпускаются однополюсные и трехполюсные разъединители внутренней и наружной установки на различные номинальные напряжения и токи.
В трехполюсном разъединителе внутренней установки (рис. 21) на стальной раме 8 установлены три фарфоровых изолятора 7 с неподвижными контактами 6 и три изолятора 3 с под-
41
Рис. 21. Трехполюсный разъединитель внутренней установки
4 QI НО кВ, I—Г}
Рис. 22. Схема электроустановки с коротко-замыкателем и отде-
лителем


вижными контактами 5, которые фарфоровыми тягами 4 соединены с валом 2. Разъединитель соединяют с приводом рычагом 1.
Выключатели нагрузки — это разъединители, снабженные простейшими дугогасительными камерами. В сетях 6 — 10 кВ широко применяют выключатели нагрузки, в которых трехполюсный разъединитель внутренней установки, несколько видоизмененной конструкции, снабжен автогазовыми дугогасительными камерами из органического стекла. Эти аппараты предназначены для включения и отключения тока нагрузки 200 — 400 А, но не могут отключать токи короткого замыкания, поэтому при их использовании дополнительно устанавливают предохранители.
Короткозамыкатели и отделители представляют собой аппараты, конструктивно мало отличающиеся от разъединителей. Обычно их устанавливают на стороне высшего напряжения менее ответственных потребителей, когда для экономии места и капитальных затрат предусматривают выключатели только на стороне низшего напряжения. Эти аппараты снабжены пружинными приводами, действующими от релейной защиты на включение (короткозамыкатели) и отключение (отделители). Отключают короткозамыкатели и включают отделители вручную. Как правило, короткозамыкатели и отделители используют совместно.
Рассмотрим в качестве примера электроустановку с коротко-замыкателем и отделителем (рис. 22), получающую питание от линии 1 по ответвлению 2. При повреждении трансформатора Т срабатывает его защита, действующая на включение короткозамыкатели QK, который включается, искусственно соз-
42
Рис. 23. Патроны высоковольтных предохранителей с плавкими вставками :
я — на керамическом основании, 6 — без основания
давая короткое замыкание на ответвлении 2. При этом приходит в действие релейная защита линии 1 на подстанции А, которая отключает выключатель Q1, после чего автоматически отключается отделитель QR, а затем повторно включается выключатель Q1 иа подстанции А, обеспечивая подачу питания потребителям, подключенным к линии 1.
Предохранители напряжением свыше 1000 В по назначению и принципу дейст
вия аналогичны предохранителям напряжением до 1000 В. Выпускаются предохранители ПК для защиты силовых цепей напряжением 3 и 35 кВ при номинальных токах соответственно до 400 и от 40 А, а также ПКТ — для защиты трансформаторов напряжения. Основной частью предохранителя является патрон с плавкой вставкой, вставляемый в контактные губки, смонтированные на опорных изоляторах.
Патрон предохранителя ПК (рис. 23, в) состоит из фарфоровой трубки 3 с латунными колпачками 2, заполненной чистым кварцевым песком 4, который охватывает плавкую вставку 5 по всей длине. С торцов трубка закрыта крышками /, припаиваемыми к колпачкам. Плавкая вставка обычно выполнена из тонкой посеребренной медной проволоки, намотанной в несколько рядов на ребристый керамический сердечник, а в предохранителях на большие токи — в виде нескольких спиралей (рис. 23,6). Оловянные шарики 8, иапаяиные через определенные промежутки по всей длине плавкой вставки, способствуют уменьшению ее температуры плавления при срабатывании предохранителя. Указатель 7 фиксирует срабатывание предохранителя, выталкиваясь наружу спиральной пружиной при перегорании вспомогательной проволочки 6.
43
Предохранитель ПКТ не имеет указателя срабатывания и его плавкая вставка выполнена из константановой проволоки, намотанной на фарфоровый сердечник.
§ 10. Измерительные трансформаторы
Измерительные трансформаторы тока и напряжения служат для уменьшения соответственно тока и напряжения до значений, на которые рассчитаны вторичные реле и измерительные приборы, а также отделения вторичных цепей от первичных (силовых) для обеспечения безопасности обслуживающего персонала. К вторичным обмоткам трансформаторов тока подключают амперметры, реле тока, а также токовые обмотки других приборов и аппаратов (ваттметров, электрических счетчиков, реле мощности). К вторичным обмоткам трансформаторов напряжения подключают вольтметры, реле напряжения, а также обмотки напряжения других приборов и аппаратов.
Трансформаторы тока (рис. 24) имеют замкнутый магнитопровод 1, первичную 2 и вторичную 3 обмотки. Первичная обмотка включается в первичную цепь с первичным током /ь а к вторичной последовательно подключаются амперметр РА, токовая обмотка ваттметра PW н реле тока КА, по которым проходит ток Л. Важной характеристикой трансформатора тока является коэффициент трансформации К, равный отношению первичного тока Ц к вторичному Л. Основные параметры трансформатора тока — номинальные первичный и вторичный токи, класс точности, нагрузка вторичной цепи, определяемая мощностью в вольтамперах или сопротивлением в омах, и предельная кратность тока;
Трансформаторы тока обычно имеют первичные обмотки на токи от 5 до 15 000 А и вторичные — на 5 А. Класс точности — обобщенная характеристика трансформатора тока, определяемая установленными пределами допустимых погрешностей при заданных условиях работы, — обозначается числом, показывающим допустимую токовую погрешность в процентах при номинальном первичном токе. Выпускаются трансформаторы тока 0,5; 1 и 3 классов точности. Номинальной мощностью трансформатора называют такую нагрузку, при которой погрешность не превышает предельно допустимого значения. Предельной кратностью трансформатора тока называют кратность первичного тока, при которой погрешность при заданной вторичной нагрузке не превышает 10%.
Промышленностью выпускаются трансформаторы тока напряжением до 750 кВ внутренней и наружной установки различного конструктивного исполнения:
44
Рис. 24. Трансформатор тока
Рис. 25. Схемы соединений трансформаторов тока:
а — полная звезда, б — треугольник, в — неполная звезда, г-на разность токов, д — фильтр токов нулевой последовательности
опорные — для установки на опорной плоскости;
встроенные — первичная обмотка которых служит вводом электротехнического устройства;
проходные — предназначенные для использования в качестве ввода;
шинные — у которых первичной обмоткой служат шины распределительного устройства;
втулочные — проходные шинные;
электроизмерительные клещи — переносные разъемные без первичной обмотки, магнитная цепь которых может размыкаться, а затем замыкаться вокруг проводника с измеряемым током.
Выводы первичных обмоток трансформаторов тока обозначают: Л\ (начало) и Л-> (конец), а вторичных (начало) и Я2 (конец).
Применяются несколько схем соединения трансформаторов тока. При схеме полная звезда (рис. 25, в) трансформаторы тока устанавливают в трех фазах, соединяя одноименные выводы (начала или концы) между собой. К реле отходят четыре
45
провода: три от свободных выводов трансформаторов тока и один от объединенных. При схеме треугольник (рис. 25, б) вторичные обмотки трех трансформаторов тока соединяют последовательно, образуя замкнутый контур. Эту схему применяют, когда требуется получить больший ток во вторичной цепи или осуществить сдвиг вторичного тока по фазе на 30 или 330°. При схемах неполная звезда или на разность токов (рис. 25, в, г) используют по два трансформатора тока, что позволяет обойтись меньшим количеством реле. Такие схемы получили распространение в сетях с изолированной нейтралью. При схеме фильтр токов нулевой последовательности (рис. 25, д) трансформаторы тока устанавливают на трех фазах, соединяя их вторичные обмотки параллельно. Ток во вторичной цепи будет проходить только при замыканиях электрической сети на землю.
В трансформаторах тока изолировать первичную обмотку от вторичной тем труднее, чем выше напряжение. Трансформаторы тока при этом становятся сложными в изготовлении, громоздкими и дорогими. В последние годы созданы не имеющие этих недостатков магнитные и оптико-электронные измерительные трансформаторы тока.
Магнитные трансформаторы т о к а в отличие от обычных не врезают в провода силовой цепи, а располагают под ними на безопасном расстоянии от частей электроустановки, находящихся под напряжением. Преимуществом их являются низкая стоимость, возможность размещения в любом месте присоединения без специальных конструкций для установки. Применяют эти трансформаторы в устройствах защиты линий и силовых трансформаторов напряжением 35 — 220 кВ, особенно на подстанциях без выключателей.
Магнитный трансформатор тока ТВМ (рис. 26) является остронаправленным преобразователем магнитного поля, создаваемого током контролируемого провода (фаза А линии электропередачи), и представляет собой стальной П-образный сердечник 3 с двумя соединенными встречно-последовательно одинаковыми обмотками 1 и 2 на его полюсах. Магнитный поток ФА, создаваемый током фазы А, проходит по полюсам сердечника 3 в противоположных направлениях, но ввиду встречного включения обмоток 1 и 2 суммарная эдс их равна удвоенному значению эдс, индуктированной в каждой из них. Магнитные потоки других фаз, например Фв фазы В, проходят по полюсам сердечника рассматриваемого трансформатора тока в одном направлении и суммарная эдс, создаваемая этим потоком, практически равна нулю. Таким образом, подводимая от рассматриваемого трансформатора тока к вводному устрой-46
Рис. 26. Принцип действия магнитного трансформатора тока
Рис. 27. Трансформатор напряжения
ству 4 измерения или защиты эдс пропорциональна току фазы А. То же относится и к магнитным трансформаторам тока, установленным под другими проводами линии электропередачи.
Оптик о-э лектронный трансформатор тока представляет собой первичный преобразователь, расположенный вблизи провода с контролируемым током, и приемное устройство, размещенное на безопасном расстоянии от частей, находящихся под напряжением. Преобразователь и приемное устройство связаны между собой пучком света, который передается внутри полого изолятора по диэлектрическому световоду. Световой поток, идущий от преобразователя, зависит от измеряемого тока и его фазы. Приемное устройство представляет собой фоточувствительный прибор, преобразующий световой поток в электрические сигналы, которые поступают через усилитель к вводному устройству измерения или защиты. Оптико-электронные трансформаторы тока целесообразно применять в электроустановках напряжением 750 кВ и выше.
Трансформаторы напряжения (рис. 27) имеют замкнутый магнитопровод 2, первичную 7 и вторичную 3 обмотки. К первичной обмотке подводится первичное напряжение Ut первичной (силовой) цепи, а к вторичной параллельно подключаются вольтметр PV, обмотка напряжения ваттметра PW и реле напряжения KV. Важной характеристикой трансформаторов напряжения является коэффициент трансформации К, равный отношению напряжения U\ на зажимах первичной обмотки к напряжению 1Д на зажимах вторичной при холостом ходе. Основные параметры трансформаторов напряжения: номинальные первичное и вторичное напряжения; погрешности напряжения и угловая; номинальная и предельная мощности.
47
Погрешность напряжения — погрешность, которую вносит трансформатор напряжения из-за того, что действительный коэффициент трансформации не равен номинальному, — измеряется в процентах от действительного первичного напряжения. Угловая погрешность характеризуется углом между векторами первичного и вторичного напряжений, измеряется в минутах или сантирадианах и считается положительной, когда вектор вторичного напряжения опережает вектор первичного. Номинальная мощность — это полная мощность, которую трансформатор напряжения отдает во вторичную цепь при номинальном вторичном напряжении с обеспечением соответствующих классов точности (обычно указана на паспортной табличке). Предельная мощность — это мощность, которую трансформатор напряжения длительно отдает при номинальном первичном напряжении по условиям допустимого нагрева его частей. Трансформаторы напряжения выпускаются для электроустановок напряжением до 750 кВ, на которые рассчитываются их первичные обмотки. Вторичные напряжения трехфазных трансформаторов и однофазных, соединяемых в треугольник, равны 100 В, однофазных, соединяемых в звезду; — ioo/j/з В, а обмоток, соединяемых в разомкнутый треугольник,— 100/3 В.
Трансформаторы напряжения подразделяют на сухие (одно-и трехфазные), масляные (одно- и трехфазные) и каскадные. 48
Трехфазные трансформаторы Напряжения бывают трех- и пятистержневые. Пятистержневые трансформаторы напряжения (рис. 28, в) имеют первичную обмотку с выводами А, В, С и О, основную вторичную с выводами а, Ь, с и 0 и дополнительную вторичную с выводами аа и ха. Каскадный трансформатор напряжения (рис. 28, б) состоит из отдельных элементов (на рис. 28, б — из элементов № 1 и № 2), соединенных последовательно. Каждый элемент представляет собой двухстержневой трансформатор с тремя обмотками: первичной 1, связующей 4 и выравнивающей 2. Кроме того, первый элемент имеет основную и дополнительную обмотки 5 с выводами а, х и ад, хд (для соединения в разомкнутый треугольник и присоединения цепей контроля изоляции электрической сети). Связующая обмотка служит для передачи мощности с обмотки, находящейся на магнитопроводе 3 одного элемента, на обмотку магнитопровода 3 другого элемента. Выравнивающая обмотка служит для выравнивания мощностей в первичной обмотке двух стержней одного магнитопровода в каждом элементе.
Выпускаются трехфазные трансформаторы напряжения с предназначенной для уменьшения угловой погрешности компенсационной обмоткой (рис. 28, в), катушки 2 которой включены последовательно (по схеме зигзаг) с катушками 1 первичной.
Контрольные вопросы /
1.	Какие аппараты относятся к коммутационным?
2.	Как устроены и для чего служат неавтоматические выключатели в установках напряжением до 1000 В?
3.	Каковы назначение и принцип действия автоматических выключателей?
4.	Каковы назначение и принцип действия контакторов?
5.	Начертите схему управления электродвигателем с помощью магнитного пускателя и объясните, как происходят процессы включения и отключения электродвигателя.
6.	Чем отличаются выключатели напряжением свыше 1000 В от выключателей напряжением до 1000 В?
7.	Каковы назначение и принцип действия плавких предохранителей?
8.	Для чего служат разъединители?
9.	Как устроен и работает выключатель с большим объемом масла?
10.	Каковы устройство и принципы действия короткозамыкателей и отделителей? Приведите пример их совместного использования.
11.	Каковы назначение и принципы действия измерительных трансформаторов тока и напряжения?
49
Глава четвертая
УСТРОЙСТВА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ
§ II.	Общие сведения
В электрических сетях могут возникать повреждения, приводящие к нарушению их нормальной работы. Наиболее опасны короткие замыкания (к. з.), при которых резко увеличивается ток в поврежденном участке и значительно понижается напряжение электрической сети. Длительное прохождение тока короткого замыкания может привести к значительным разрушениям в месте его возникновения, а понижение напряжения — к нарушению нормальной работы потребителей электроэнергии.
Для предотвращения этого служат устройства релейной защиты и автоматики (РЗА), обеспечивающие быстрое отключение поврежденного участка электрической сети и восстановление электроснабжения связанных с ним потребителей электроэнергии. Основными элементами устройств РЗА служат реле.
Реле — это автоматически действующий аппарат, скачкообразно изменяющий состояние управляемой цепи при заданном значении воздействующей величины. Основными конструктивными частями реле являются воспринимающая и исполнительная. К воспринимающей подводится воздействующая величина, а исполнительная скачкообразно изменяет состояние управляющей цепи. В электрических реле воздействующими являются электрические величины: ток, напряжение, мощность, частота тока и др.
Различают измерительные и логические реле. Измерительные реле, предназначенные для срабатывания с определенной точностью при заранее установленном значении воздействующей величины, по ее виду разделяют на токовые, напряжения, мощности и т. д. Логические реле служат для размножения и усиления поступающих к ним сигналов (промежуточные), создания выдержки времени (реле времени) и регистрации действия устройств РЗА (указательные).
В зависимости от включения воспринимающей части в управляемую электрическую цепь непосредственно или через измерительные трансформаторы различают первичные и вторичные реле.
По характеру воздействия на выключатели управляемой электрической цепи реле бывают прямого и косвенного действия. Первые непосредственно действуют на механизм привода выключателя, а вторые — через промежуточный элемент (отключающий электромагнит, контактор цепи включения и др.).
50
Реле характеризуются параметрами срабатывания, возврата и выдержкой времени, соответственно определяющими пороговое значение воздействующей величины, при котором реле срабатывает, возвращается в исходное положение, и замедление при передаче воздействия. Пороговое значение воздействующей величины, при котором реле срабатывает, и заданную выдержку времени называют уставками. Отношение параметра возврата к параметру срабатывания называют коэффициентом возврата.
Устройства РЗА должны быть надежны, селективны, чувствительны и обладать быстродействием. Под надежностью понимают постоянную готовность устройства к действию и безотказность работы. Селективность (избирательность) — это способность устройства действовать при коротком замыкании на отключение только поврежденного участка. Так как одновременно удовлетворить требования к быстродействию и селективности удается не всегда, для обеспечения селективности приходится замедлять действие устройства РЗА. Чувствительность — способность устройства действовать при коротком замыкании от наименьшего изменения величины, на которое оно рассчитано, характеризуется коэффициентом чувствительности. Для защиты, реагирующей на ток, коэффициент чувствительности равен отношению наименьшего тока короткого замыкания к току срабатывания защиты.
§ 12.	Максимальная токоная защита
Максимальная токовая защита проста по устройству, надежна и широко применяется для электрических сетей и различного силового электрооборудования (генераторов, трансформаторов, электродвигателей и др.). Селективность действия максимальных токовых защит обеспечивается различным замедлением на разных участках электрической сети тем большим, чем ближе этот участок к источнику питания. Основными параметрами максимальной токовой защиты являются ток срабатывания и выдержка времени.
Ток срабатывания 1аз защиты выбирают с учетом наибольшего рабочего тока нагрузки 1тах, коэффициентов надежности Кя и возврата Кв измерительного токового реле:
^с.з = -^н^тах/^в*
Ток срабатывания реле /ср подсчитывают, вводя дополнительно коэффициенты трансформации трансформаторов тока КТ И СХеМЫ Ксх: ^с. р ~ ^с.з^сх/^т = ^н^сх^тлл/(^ь^т)-
Коэффициент надежности Кн обычно принимают равным 1,2 — 1,25. Коэффициент схемы КС11, определяемый отношением
51
Рис. 29. Реле тока прямого действия: а — мгновенное, б — с зависимой выдержкой тока в реле при симметричном режиме к вторичному току трансформатора тока, равен 1 при соединении трансформаторов тока в полную или неполную звезду и ]/з при соединении трансформаторов тока в треугольник или на разность токов.
Выдержки времени двух смежных участков электрической сети должны отличаться на ступень времени At, учитывающую время отключения выключателя, погрешность реле времени и некоторый запас по времени. Для защит с независимой и с зависимой от тока выдержкой времени ступени времени соответственно выбирают от 0,35 до 0,6 и от 0,6 до 1 с.
Наиболее просто выполняются максимальные токовые защиты с реле тока прямого действия, встраиваемыми в приводы выключателей.
Реле тока мгновенного действия РТМ (рис. 29,а) имеют обмотку 4 на каркасе 3, внутрь которого вставлена латунная гильза 5 с контрполюсом 2 в верхней части. В гильзу заключен подвижный сердечник 7 с ударником 1, а внизу 52
ее закреплен стакан 8 с регулировочным винтом 9. Немагнитная шайба 6 предотвращает прилипание сердечника к контрполюсу после срабатывания реле. Изменять ток срабатывания реле можно ступенями, изменяя число включенных витков обмотки и плавно изменяя регулировочным винтом 9 начальное положение сердечника. При прохождении по обмотке реле тока, достаточного для его срабатывания, сердечник втягивается и ударник воздействует на отключающий механизм привода.
Реле тока с зависимой выдержкой РТВ (рис. 29, б) отличаются от реле РТМ тем, что вместо стакана с регулировочным винтом у них снизу закреплен корпус И с механизмом 13 выдержки времени, связанный системой рычагов 12 с сердечником 7, который соединен пружиной 10 с ударником 1. При срабатывании реле сердечник 7 втягивается, сжимая пружину 10, усилие которой через ударник 1 и систему рычагов 12 передается механизму 13 выдержки времени. Через заданное время механизм выдержки времени освобождает ударник, который под действием пружины 7 выталкивается вверх и воздействует на отключающий механизм привода.
Схема защиты двухфазного исполнения с токовыми реле прямого действия КА1 и КА2 и двумя трансформаторами тока ТА1 и ТА2 показана на рис. 30. Такую защиту применяют в сетях с малыми токами замыкания на землю. В настоящее время преимущественное распространение получили защиты с реле косвенного действия, воздействующие на отключение выключателя через промежуточный элемент, которым обычно служит отключающий электромагнит привода выключателя.
Кроме того, в максимальных токовых защитах применяют измерительные электромагнитные реле мгновенного действия и многофункциональные индукционные реле с зависимой выдержкой времени. В защитах с реле мгновенного действия дополнительно используют промежуточные, времени и указательные логические реле.
Электромагнитные токовые реле РТ40 (рис. 31, в —в) имеют закрепленную на цоколе 17 фигурную алюминиевую стойку 3, иа которой размещены П-образный магнитопровод 1 с обмоткой 2 и подвижная система, подвешенная на верхней цапфе 5, состоящая из якоря 15, несущего пластмассовую колодку 6 с подвижным контактом 7, и гасителя колебаний 4. На основании 8 закреплены две пары неподвижных контактов 19 с передними 20 и задними 18 упорами, шкала 9 и узел регулировки уставок, который состоит
53
Рис. 30. Схема защиты двухфазного исполнения с токовыми реле прямого действия
Рис. 31. Электромагнитное токовое реле
РТ40:
а - устройство, б - неподвижные контакты, » —
узел регулировки уставок
А
из стальной скобы 11, фасонного винта 21 с гайкой 22, втулкой 12 и пружинной шайбой 23 и указателя уставок 10. Противодействующая пружина 13 наружным концом связана с поводком 14, а внутренним — с втулкой 12. Упор 16 определяет исходное положение подвижной системы.
При прохождении тока по обмотке 2 создается магнитный поток, под действием которого якорь 15 притягивается к полюсам магнитопровода, стремясь повернуть подвижную систему по часовой стрелке, но этому препятствует противодействующая пружина 13. При увеличении тока в обмотке и достижении им определенного значения /ср, называемого током срабатывания реле, подвижная система, преодолевая противодействие пружины 13, поворачивается и размыкающие (правые) контакты размыкаются, а замыкающие (левые) замыкаются. Если после срабатывания реле ток в обмотке уменьшится до определенного значения 1„ называемого током воз
54
врата реле, подвижная система возвратится в исходное положение: замыкающие (левые) контакты разомкнутся, а размыкающие (правые) замкнутся.
Коэффициент возврата
^вДс. р*
Индукционные реле тока РТ имеют индукционный воспринимающий элемент, действующий с выдержкой времени, зависимой от тока, и электромагнитный воспринимающий элемент мгновенного действия (отсечка), действующий при больших токах. Реле РТ81 — РТ86, РТ91 и РТ95 имеют одинаковое устройство, но отличаются характеристиками и числом или конструкцией контактов. Выдержка времени реле РТ91 и РТ95 в большей части характеристики не зависит от тока (зависимость сказывается только до четырехкратного тока срабатывания), причем реле РТ91 имеет только один замыкающий контакт обычного исполнения, а реле РТ95 — усиленный переключающий.
Реле РТ81 и РТ82 имеют один замыкающий контакт, а реле РТ83 и РТ86 — усиленные переключающие контакты и предназначены для работы в цепях с использованием трансформаторов тока в качестве источников оперативного тока, причем реле РТ86 снабжено дополнительным сигнальным контактом, действующим от индукционного элемента. Реле РТ83 и РТ84 имеют два замыкающих контакта (главный, работающий от электромагнитного элемента, и сигнальный, действующий от индукционного элемента).
В реле РТ80 (рис. 32, я, б) разомкнутый магнитопровод 20 с обмоткой 15 и короткозамкнутым витком 22 вместе с алюминиевым диском 21 и тормозным магнитом 36 образует индукционный воспринимающий элемент, а с ярмом 19 и якорем 10 — электромагнитный. Исполнительным элементом служат мощные контакты 6 и 7, что позволяет часто обходиться без промежуточных реле. Промежуточный элемент, связывающий воспринимающий и исполнительный, состоит из червяка 3, закрепленного на оси 26 алюминиевого диска 21, и зубчатого сектора 1, вращающегося на оси, закрепленной скобой 37, и опирающегося рычагом 8 на поводок 23, который винтом 35 закрепляется в нужном положении на шкале 34 уставок времени. Ось диска 21 находится в подшипниках 2, размещенных в рамке 33, подвижно установленной в подпятниках 39, расположенных в стойках 30. Угол поворота рамки 33, которая удерживается в исходном положении пружиной 29, связанной с пружинящей скобой 32, ограничивается упорным винтом 25 с гайкой 24. Для изменения положения и натяжения пружины 32 служат регулировочные винты 28 и 31.
55
Рис. 32. Реле максимального тока РТ80:
а — устройство, б — принцип действия
Обмотка 15 для регулирования тока срабатывания выполнена с ответвлениями 16, выведенными на штепсельный переключатель 17. Уставка по току определяется положением штепсельных винтов 18. Питание к обмотке подается через зажимы 5. Ток срабатывания отсечки регулируют, изменяя расстояния между правым концом якоря и магнитопроводом регулировочным винтом 12 со шкалой уставок 13. Упорная пластинка 11 предотвращает самопроизвольное проворачивание регулировочного винта 12.
В реле РТ используются миниатюрные радиально-упорные подшипники, имеющие по четыре микрошарика, находящихся во втулке, насаженной на верхний конец оси диска. Ось нижнего подпятника заточена на конус. Это способствует значительному уменьшению трения при вращении диска.
56
Пунктиром на рисунке показаны сигнальные контакты 38. Реле заключено в кожух с пластмассовой съемной крышкой, снабженной указателем срабатывания, и металлическим основанием.
При работе реле прохождение тока по обмотке создает магнитный поток, часть которого поступает через один участок полюса, охваченный короткозамкнутым витком, а часть — через другой участок. В короткозамкнутом витке индуктируется ток, создающий свой магнитный поток, отстающий по фазе от основного. В результате через участок полюса, охваченный короткозамкнутым витком, проходит суммарный поток, образованный при наложении потока короткозамкнутого витка на часть основного потока, созданного обмоткой реле. Этот поток сдвинут по фазе от потока смежного участка. Таким образом, между полюсами имеются два пронизывающих диск потока, сдвинутых по фазе и в пространстве, в результате чего создается бегущее магнитное поле, под действием которого возникают сила Г, и вращающий момент, действующий на диск.
При токе в обмотке реле, равном 20 — 30 % тока срабатывания, диск начинает вращаться и на участке, находящемся между полюсами постоянного магнита 36, индуктируется ток, вследствие чего в соответствующий момент М2 возникает противодействующая сила Fn. Поскольку обе силы действуют в одном направлении, по одну сторону от оси вращения рамки 33, рамка стремится повернуться по часовой стрелке, но этому препятствует пружина 29.
При токе в обмотке реле, равном току срабатывания, силы Fi и Fц преодолевают силу пружины 29. Рамка 33 и алюминиевый диск смещаются по часовой стрелке, червяк 3 входит в зацепление с зубчатым сектором 1 и стальная скоба 27 притягивается к магнитопроводу, чем предупреждается случайное расцепление сектора с червяком при работе реле. Зубчатый сектор начнет подниматься вверх и, когда его рычаг 8 приходит в соприкосновение с коромыслом 4, коромысло поднимается, якорь поворачивается и его правый конец приближается к магнитопроводу, а через некоторое время резко притягивается к нему. При этом коромысло 4 воздействует упором 9 на подвижный контакт 7 и прижимает его к неподвижному контакту 6. Очевидно, чем больше проходящий через обмотку ток, тем быстрее вращается диск, поднимается зубчатый сектор и срабатывает реле.
Если по обмотке реле проходит очень большой ток, равный току срабатывания электромагнитного элемента или превышающий его, правая часть якоря притягивается к магнито-
57
Рис. 33. Промежуточное ре-	Рис. 34. Указательное реле
ле РП23	ру21
проводу 20 и коромыслом 4 на левой части якоря воздействует на подвижный контакт 7, который приходит в соприкосновение с контактом 6.
Короткозамкнутый виток 14 в правой части якоря обеспечивает четкую работу электромагнитного элемента без вибрации якоря. При этом реле срабатывает без выдержки времени, как бы отсекая зависимую от времени характеристику, в связи с чем электромагнитный элемент в реле РТ называют отсечкой. Ток срабатывания отсечки можно устанавливать винтом 12 от двух- до восьмикратного тока срабатывания индукционного элемента реле.
Промежуточные реле РП обычно используют в устройствах РЗА, когда требуется размножить сигнал, полученный от измерительных реле (тока, направления, мощности), и обеспечить большую мощность выходного сигнала. Поэтому они имеют большое число мощных замыкающих, размыкающих, переключающих контактов. Промежуточные реле работают на электромагнитном принципе и довольно просты по устройству. Основными их элементами являются электромагнит с подвижным якорем и группа кинематически связанных с якорем контактов.
Реле РП23 (рис. 33) имеют одну обмотку 3, размещенную на сердечнике 2, якорь 1, неподвижные контакты 6, подвижные контакты (контактные мостики) 7, разделенные изоляционными втулками 8, возвратную пружину 5 и скобу 4, на которой закреплен сердечник. Эти реле выпускаются на напряжения постоянного тока 12, 24, 48, 110 и 220 В. Контактная система состоит из четырех замыкающих и одного размыкающего контактов.
Указательные реле РУ (рис. 34) служат для сигнализации о действии устройств РЗА и имеют электромагнит, 58
5
Рис. 35. Реле времени ЭВ100
Рис. 36. Защита двухфазного исполнения с реле максимального тока косвенного действия:
а - цепи переменного тока, 6 — цепи постоянного тока
элементами которого являются сердечник 7 с обмоткой 8, ярмо 9 и якорь 5, возвратную пружину 6, подвижные 2 и неподвижные 1 контакты. При обтекании обмотки 8 током якорь 5 притягивается к сердечнику, флажок 4 освобождается и падает, при этом замыкаются контакты, а закрашенная поверхность флажка видна в отверстии 3 крышки.
Реле времени служат для создания выдержки времени, чем обеспечивается во многих случаях согласованная и правильная работа устройств РЗА.
В реле времени ЭВ100 (рис. 35) пружина 1 всегда находится в натянутом состоянии. При подаче напряжения на обмотку 7 якорь 6 втягивается, освобождая рычаг 5 часового еханизма 4, который начинает двигаться под действием пружины 1, обеспечивая равномерное движение подвижных контактов 3, замыкающих через заданный промежуток времени контакты 2.
Цепи постоянного и переменного тока защиты двухфазного исполнения с реле максимального тока косвенного действия показаны на рис. 36, а, 6. При срабатывании реле КА1 и (или) КА2 их контакты замкнут цепь катушки реле времени КТ, которое через заданный промежуток времени замкнет свои контакты, в результате чего сработает промежуточное реле KL, замыкающее своими контактами цепь отключающего электромагнита YAT, соединенного последовательно с катушкой указательного реле КН и замыкающим вспомогательным кон-
59
тактом выключателя Q. При этом выключатель Q отключится, а его вспомогательный контакт разомкнется и разорвет цепь отключающего электромагнита У АТ.
При использовании многофункциональных измерительных реле схема защиты упрощается, поскольку каждое из них может выполнять функции нескольких. В частности, при использовании реле РТ80 можно обойтись без промежуточного, указательного и реле времени.
§ 13.	Направленная токовая защита
Селективную защиту линий в замкнутых электрических сетях нельзя обеспечить только измерительными реле тока. В этом можно убедиться, рассмотрев схему сети с двусторонним питанием (рис. 37, а). Приняв ступень времени 0,5 с, установим выдержки времени защит на отключение выключателей QI — Q8, которые будут возрастать от генератора G1 к генератору G2.
При коротком замыкании в точке 1 мгновенно отключится выключатель Q1 (неселективно), а через 2 с — выключатель Q5 (селективно). В результате отключатся не только поврежденный, но и неповрежденные участки рассматриваемой электрической сети, а следовательно, все потребители электроэнергии, получающие питание от подстанций 1 и II. Только в том случае, когда короткое замыкание произойдет в точке 2, мгновенно отключится поврежденный участок электрической сети между генератором GI и подстанцией I, а остальные участки останутся в работе.
Для обеспечения селективности токовую защиту дополняют реле направления мощности KWl - KW8 (рис. 37,6). Направление мощности, при котором эти реле будут действовать на отключение соответствующих выключателей, показано стрелками. Такая защита, называемая направленной токовой. обеспечивает отключение только поврежденного участка электрической сети при сохранении работы неповрежденных. Так, при коротком замыкании в точке I приходят в действие защиты с реле KW4, KW5, KW2 и KW7. Выключатели Q4 и Q5 отключаются через 1 с, отключая поврежденную линию, а защиты, действующие на выключатели Q2 и Q7, не успевают сработать, поскольку их уставки времени на ступень больше и составляют 1,5 с.
Выбор установок времени направленных токовых защит, приведенный на рис. 37,6, называют встречно-ступенчатым. Как и для защит максимального тока, по мере удаления от одного из генераторов (питающих центров) выдержка времени 60
Qf
KAI KAI
I.
Q2 Q3
JL Ш.
04 t Q5 Q6
Н
7 Q8
fit
КАЗ'КАО' КА5 КА6
Л а) ДГ 05 05
КМ KW2 if Ос 1г-1,5с
КА7 ' КА8
ПО 07 Q8
KW3 KW4 KW5 KW6 KW7 KW8 if0,5c i^fc ts*1c ts=0,5c t-,'t,5c ts-0c S)
о
о
о
о
Рис. 37. Сети с двусторонним питанием и токовыми
защитами:
а — максимальной, б — направленной
Рис. 38. Направленная токовая защита:
а — цепи переменного тока, б — цепи постоянного тока
увеличивается ступенями, но тех направленных токовых защит, которые реагируют на направление мощности навстречу направлению отсчета. Поэтому при удалении от генератора G1 выдержку времени увеличивают ступенями по 0,5 с для защит с реле KW1, KW3, KW5 и KW7, установив соответственно время их действия 0; 0,5; 1 и 1,5 с.
Цепи постоянного и переменного тока направленной токовой защиты показаны на рис. 38, а, 6. Катушка реле времени КТвключена через последовательно соединенные замыкающие контакты реле KW и КА, следовательно, защита сработает только тогда, когда ток на защищаемом участке превысит допустимый и мощность будет направлена в сторону места повреждения. Катушка реле КА и токовая катушка реле KW подключены к трансформатору тока ТА защищаемой линии, а катушка напряжения реле KW подключена к вторичной обмотке трансформатора напряжения TV.
Рассмотрим более подробно устройство и принцип действия реле направления мощности.
Реле направления мощности РБМ170 (рис. 39,а) имеет магнитопровод с замкнутым якорем 13 прямоугольной формы с четырьмя выступающими внутрь полюсами 3, на двух из которых расположена токовая обмотка 1. Обмотка напряжения 2 размещена на ярме и состоит из четырех последовательно соединенных катушек.
61
Рис. 3^. Реле направления мощности РБМ170: а — устройство, б — магнитная система, в — векторная диаграмма
Между полюсами находится стальной цилиндрический сердечник 14, часть боковой поверхности которого спилена на плоскость. В зазоре между полюсами и сердечником размещен полый алюминиевый ротор 4 (барабанчик), который выполнен в виде стакана, сидящего на оси 7, проходящей внутри сердечника и установленной в подпятниках 6 и 15. На оси закреплены также подвижный контакт 9 и ограничитель 8 угла поворота ротора. Токоподводом к подвижному контакту служит спиральная пружина 5, обеспечивающая также возврат ротора в исходное положение и называемая возвратной пружиной. Неподвижный контакт 10 расположен на специальной площадке 12, закрепленной на стойке 11.
Рассмотрим принцип действия этого реле (рис. 39,6). Алюминиевый ротор 4 пронизывается двумя магнитными потоками и Ф2, создаваемыми соответственно током /р, проходящим по токовой обмотке 1 (пропорциональным току нагрузки), и током 1Н, протекающим по обмотке напряжения 2
62
(пропорциональным напряжению иа этой обмотке). Эти потоки смещены в пространстве на угол 90°. Если потоки Ф1 и Ф2 сдвинуты также по фазе на угол ф, создается действующий на ротор, а следовательно на всю подвижную систему реле, вращающий момент = &<P|<p2s*n'l/ (гДе & —коэффициент пропорциональности).
Учитывая, что магнитный поток Ф1 пропорционален току 1р в обмотке /, магнитный поток Ф2 пропорционален напряжению 1/р, приложенному к обмотке 2, а угол ф = а — ф (рис, 39, в), момент вращения Мвр = Wp/psin(a — ф), где а -внутренний угол реле, т. е. угол сдвига по фазе между напряжением, подведенным к реле, и током в обмотке напряжения, а <р — угол сдвига по фазе между напряжением и током, подведенным к реле.
Рассмотрим поведение реле при неизменных токе и напряжении, подведенных к реле, и изменении угла ф. В положении, показанном на векторной диаграмме, угол ф меньше угла а, момент Мвр, как видно из формулы, будет иметь положительное значение, а реле действовать в направлении замыкания контактов.
По мере увеличения угла ф разность а — ф и момент Мвр будут уменьшаться. Когда угол ф станет равен углу а, момент Мвр примет нулевое значение, а при дальнейшем увеличении угла ф изменит свой знак и реле начнет действовать в направлении размыкания контактов. Отрицательный момент достигнет наибольшего значения при разности углов а — ф = = —90°, когда sin(a — ф) = — 1. При дальнейшем увеличении угла абсолютное значение момента Мвр будет уменьшаться и станет равным нулю, когда ф = 180° + а. После этого при увеличении угла ф вращающий момент Л/вр примет положительное значение и достигнет максимума при ф = 270° + а (или при ф = а — 90°).
Линию 0—0 называют линией нулевых моментов, а М — М — линией максимальных моментов. На диаграмме заштрихована область, где момент Л/вр реле принимает отрицательные значения (реле клинит). Угол между положительной полуосью линии максимальных моментов, расположенной в незаштрихованной области, и вектором подведенного к реле напряжения Up называет углом максимальной чувствительности реле направления мощности.
Рассмотренная индукционная система используется не только в реле направления мощности, но и в других измерительных реле (например, сопротивления, частоты), которые отличаются параметрами обмоток и схемой включения.
Выпускаемые промышленностью реле направления мощ-
63
ности имеют углы максимальной чувствительности: РБМ171 и РБМ271 ------ 30° или -45°, РБМ177 и РБМ277 - + 70°,
РБМ178 и РБМ288 - + 70°; РБМ275 -------0°; РБМ276 -4-90°.
§ 14.	Дифференциальная защита
Дифференциальная защита реагирует на разность токов, проходящих по защищаемому участку, т. е. срабатывает только при коротких замыканиях в пределах защищаемого участка, что позволяет при соблюдении требования селективности обеспечить быстрое, без выдержки времени ее действие. Дифференциальная защита широко применяется для защиты линий, трансформаторов, генераторов, мощных электродвигателей и шин распределительных устройств. Рассмотрим принцип действия и устройство дифференциальных защит линий и трансформаторов.
При поперечной дифференциальной защите параллельных линий W1 и W2 (рис. 40,а) реле КА подключается к трансформаторам тока ТА1 и ТА2, соединенным по схеме на разность токов. Как при нормальном режиме, так и при сквозном коротком замыкании в точке 3 (за пределами защищаемых линий) токи, проходящие по линиям W1 и W2, будут равны и совпадать по фазе. Разность токов —12 в идеальном случае должна быть равна нулю. Однако из-за некоторых отличий характеристик трансформаторов тока и параметров линий по реле будет проходить ток небаланса 7Нб = Л ~ 1г, значительно меньший тока нагрузки. Так как ток срабатывания защиты выбирают больше макси
Рис. 40. Схемы дифференциальных защит: а — поперечной, б — продольной
мального возможного тока небаланса, при сквозном коротком замыкании в точке 3 защита не сработает.
При коротком замыкании на защищаемом участке в точке 1 ток, проходящий по начальному участку линии W1, будет больше тока, проходящего к той же точке 1 через линию И<2. Ток в реле 1р = Ц — 12 при этом будет достаточен для действия реле КА, которое сработает и отключит выключатель Q. Если каждая линия будет иметь выключатели с двух сторон, следует применять на-
64
правленную дифференциальную защиту с реле направления мощности, обеспечивающую отключение поврежденной линии.
Чем ближе место короткого замыкания к концу линии, тем меньше разность токов, проходящих по реле КА, и при коротком замыкании в конце защищаемого участка (точка 2) ток в реле К А окажется меньше тока его срабатывания. Защита не придет в действие и не отключит выключатель Q. Часть защищаемого участка, где дифференциальная защита не действует, называется мертвой зоной. При коротком замыкании в мертвой зоне должна действовать другая, резервная защита, например защита максимального тока с соответствующей выдержкой времени.
При продольной дифференциальной защите линии W1 реле КА подключается к обмоткам соединенных последовательно трансформаторов тока ТА1 и ТА2. В нормальном режиме и при сквозных коротких замыканиях (например, в точке 2 линии W2) по вторичным обмоткам трансформаторов тока ТА] и ТА2 и соединяющим их проводам проходит ток /| = 1г, а по реле КА — ток небаланса 2н6 = = /1 — 12, значительно меньший тока срабатывания реле, поэтому защита не приходит в действие.
При коротком замыкании на защищаемой линии W1 (точка/) в случае одностороннего питания со стороны подстанции А ток в реле КА будет проходить от трансформатора тока ТА2, а при двустороннем питании со стороны подстанций А и Б одинаковые по значению, но противоположные по фазе токи Д и 12. Поэтому геометрическая разность этих токов будет в два раза больше каждого из них. В обоих случаях ток, проходящий по реле, превысит ток срабатывания, защита придет в действие и отключит выключатели Qx и Q2.
Дифференциальная защита трансформаторов аналогична продольной дифференциальной защите линий. Цепи постоянного и переменного тока дифференциальной защиты двухобмоточного трансформатора показаны на рис. 41, а, б. Первичная обмотка трансформатора Т соединена в звезду, а вторичная — в треугольник, что для стандартной 11-й группы соединений определяет сдвиг по фазе между напряжениями, а следовательно, и между токами этих обмоток на 330°. Для компенсации этого сдвига по фазе в цепях дифференциальной защиты вторичные обмотки трансформаторов тока ТА 1 соединены в треугольник. Автотрансформатор TL необходим для уравнивания токов в цепях дифференциальной защиты, поскольку подобрать трансформаторы ТА1 и ТА2 так, чтобы обеспечить равенство их вторичных токов при нормальной работе трансформатора Т, невозможно.
3 В. Н. Камнев
65
Рис. 41. Цепи переменного (а) и постоянного (б) тока дифференциальной защиты трансформатора
При нормальном режиме и сквозном коротком замыкании токи в реле КА1 — КАЗ невелики и недостаточны для срабатывания защиты, но при коротком замыкании на защищаемом участке между трансформаторами тока ТА1 н ТА2 токи в реле КА1 — КАЗ будут значительно больше, защита сработает и отключит выключатели Q1 и Q2.
Чтобы отстроить защиту от бросков намагничивающего тока при включении трансформатора Т, в первый момент значительно превышающего номинальный ток, приходится увеличивать время действия защиты, что нежелательно, или уставку тока срабатывания реле КА 1 — К АЗ до значения большего броска намагничивающего тока. В этом случае защита действует мгновенно, но чувствительность ее невелика.
Для повышения чувствительности защиты трансформатора, не увеличивая времени ее действия, применяют реле тока с насыщающимися трансформаторами, через которые они под* ключаются к трансформаторам тока ТА1 и ТА2 дифференциальной защиты. Намагничивающий ток трансформатора Т имеет постоянную составляющую, ток которой вызывает насыщение магнитопровода насыщающегося трансформатора, в результате чего эдс в его вторичной обмотке незначительна и ток в реле, подключенном к этой обмотке, недостаточен для его срабатывания. При коротком замыкании постоянная составляющая тока отсутствует, магнитопровод насыщающегося трансформатора ненасыщен, в его вторичной обмотке индуктируется значительная эдс, под действием которой по обмотке реле проходит ток, достаточный для его срабатывания.
В дифференциальных защитах трансформаторов используют реле РНТ560 (рис. 42), состоящие из трехстержневого насы-
66
щающегося трансформатора и реле тока. Насыщающийся трансформатор имеет первичные обмотки (на рис. 42 показана одна обмотка wl), размещенные на среднем стержне, вторичную обмотку w2, находящуюся на одном из боковых стержней, и короткозамкнутую wK 3, расположенную на среднем и другом боковом стержне. Ток /2, проходящий по обмотке реле тока КА, индуктируется
Рис. 42. Дифференциальное реле РНТ560
магнитным потоком, создаваемым токами Ц первичной и /кз короткозамкнутой обмоток.
Для защиты трансформаторов выпускаются реле РНТ565, РНТ566 и РНТ566/2 с реле тока типа РТ40, отличающиеся в основном числом первичных обмоток. Реле РНТ565 имеет четыре, РНТ566 — три, а реле РНТ566/2 — две первичные об-
мотки, выполненные с ответвлениями, позволяющими в широких пределах изменять ток срабатывания, а также выравнивать намагничивающие силы при разных значениях протекающих по этим обмоткам токов. В цепь короткозамкнутой обмотки включен резистор, изменяя сопротивление которого можно регулировать степень отстройки реле от токов небаланса при переходных режимах. При уменьшении сопротивления степень отстройки повышается.
Параллельно обмотке реле КА также включен резистор, изменяя сопротивление которого можно в некоторых пределах изменять ток срабатывания. Все элементы реле РНТ установлены на металлическом цоколе и закрыты съемным кожухом.
§ 15.	Газовая защита трансформатора
Максимальная токовая и дифференциальная защиты надежно срабатывают при коротких замыканиях на выводах трансформаторов и подсоединенных к ним шинах, но не реагируют на такие повреждения, как межвитковые короткие замыкания и повреждения в магнитопроводах, вызывающие местные перегревы, сопровождаемые разложением масла и выделением газа, а также при утечке масла из трансформатора. Поэтому крупные трансформаторы мощностью 1000 кВ-А и выше оснащают специальной защитой, реагирующей на все внутренние повреждения и называемой газовой, основным элементом которой является газовое реле (рис. 43).
Газовое реле 3 устанавливают между крышкой 1 трансформатора и расширителем 4. Чтобы обеспечить выход газов, образующихся при разложении масла, необходимо создать
3*
67
Рис. 43. Установка газового реле на трансформаторе
Рис. 44. Газовое реле РГЧЗ
некоторый подъем в сторону расширителя крышки трансформатора (1 — 1,5%) и труб 2, соединяющих расширитель с кожухом трансформатора (1,5 — 2%).
Для защиты трансформаторов применяют газовые реле РГЧЗ (Запорожского трансформаторного завода) и реле Бухгольца BF 80/Q (ГДР).
Реле РГЧЗ (рис. 44) имеет нижнюю 7 и верхнюю 12 чашки, которые при заполнении корпуса 22 реле маслом поднимаются, поворачиваясь вокруг своих осей 6 и 11. При этом контакты реле размыкаются (подвижный 4 отходит от неподвижного 3). Если масло из реле вытекает или вытесняется скопившимися газами, то по мере ухода его опускается чашка 12, а затем чашка 7 и в той же последовательности замыкаются контакты. При движении потока масла слева направо (при установленном реле — в сторону расширителя трансформатора) пластина 10, прикрепленная к изолирующей детали 19, поворачивается вокруг оси 5 по часовой стрелке, преодолевая противодействие пружины 21, и контакты нижней чашки замыкаются даже тогда, когда эта чашка будет поднята.
Полуэкраны 9 и 15 защищают чашки от прямого потока масла, а экраны 14 и 20 предохраняют от оседания шлама и других механических примесей на дно чашек. Изолирующая деталь 13, несущая подвижный контакт 4 верхней чашки, закреплена на ее стенке, а изолирующая деталь 19, несущая подвижный контакт 4 нижней чашки 7, соединена с рычагом I, подвижно установленном на оси 5, и имеет выступ 8, упирающийся в стенку этой чашки. Зажимы выводов контактов находятся в коробке 17. Пробка 2 служит для слива масла из реле, а кран 16 — для выпуска скопившихся газов. Корпус 22 имеет смотровое стекло 18 с нанесенными на нем делениями, позволяющими судить о количестве скопившегося в реле газа.
68
Рис. 45. Газовое реле Бухгольца BF80/Q
Рис. 46. Схемы силовой цепи трансформатора (а) и его газовой защиты (6)
Реле Бухгольца (рис. 45) имеет верхний / и нижний 4 поплавки в виде пластмассовых шариков, несущие соответственно постоянные магниты 2 и 6. В стеклянных герметично запаянных и закрепленных неподвижно трубках 5 и 3 находятся магнитоуправляемые контакты, соответственно взаимодействующие с магнитами 2 и б. Зажимы выводов этих контактов расположены в коробке 8. При утечке масла или вытеснения его газом сначала опускается верхний поплавок, а затем нижний. В той же последовательности замыкаются магнитоуправляемые контакты в трубках 5 и 3. На контакт в трубке 3 воздействует также перемещающаяся при движении потока масла слева направо пластинка 7. На крышку реле выведена кнопка кинематически связанного с поплавками штока. Воздействуя на эту кнопку, можно последовательно опускать верхний и нижний поплавки, имитируя срабатывание реле.
Схемы силовой цепи трансформатора и его газовой защиты показаны на рис. 46, а, 6. При повреждениях внутри трансформатора по мере ухода масла из реле сначала замыкается контакт KG: 1 газового реле, срабатывает указательное реле КН1, которое своими контактами замыкает цепи сигнализации (на рис. 46 цепи звонка ВА и лампы HL), привлекая внимание обслуживающего персонала. Затем замыкается контакт KG: 2, срабатывают реле промежуточное KL и указательное КН2. Контакты KL : I и KL : 2 промежуточного реле
69
замыкают цепи отключающих электромагнитов YAT1 и YAT2 выключателей Q1 и Q2, которые отключаются. Если повреждения трансформатора сопровождаются бурным газообразованием, при котором поток масла устремляется в сторону расширителя, срабатывает контакт KG: 2 газового реле, в результате воздействия потока масла на пластинку 10 (в реле РЧГЗ) или 7 (в реле Бухгольца) и выключатели Q1 и Q2 отключаются. Накладка ХВ служит для размыкания цепи газовой защиты, действующей на отключение трансформатора Т. В этом случае защита будет действовать только на сигнал при замыкании контакта KG: 1, но не будет действовать на отключение.
§ 16.	Устройства автоматического повторного включения и ввода резерва
Устройства автоматического повторного включения (АПВ) и ввода резерва (АВР) служат для восстановления электроснабжения потребителей после их отключения релейной защитой. Устройство АПВ осуществляет это повторным включением отключившегося присоединения, а устройство АВР — вводом резервного оборудования (генераторов, трансформаторов, линий и др.) вместо отключившегося.
Устройства автоматического повторного включения не требуют больших капитальных затрат и позволяют максимально использовать мощность генераторов и пропускную возможность электрических сетей. Возможность повторного включения и сохранения в работе присоединений после их отключения релейной защитой объясняется тем, что большая часть причин, вызывающих отключение, самоустраняется за небольшой промежуток времени от момента отключения до момента повторного включения соответствующего присоединения. Такими причинами могут быть схлестывание проводов линий электропередачи, затягивание времени работы разрядников, кратковременные перегрузки, заплывающие пробои в кабельных линиях и др.
Основным элементом устройства АПВ (рис. 47) является реле повторного включения, состоящее из смонтированных в общем корпусе реле времени КТ и промежуточного реле KL1, имеющего две обмотки: (рабочую — параллельную и удерживающую — последовательную), конденсатора С, резистора R1, предназначенного для обеспечения термической устойчивости реле времени КТ, резистора R2, обеспечивающего заданное время заряда конденсатора С (20—30 с) и сигнальной лампы HL.
70
При включении выключателя ключом управления SA его контакты в цепи 4 замыкаются, подавая питание на реле повторного включения, конденсатор С заряжается через резистор R2 и загорается сигнальная лампа HL. При автоматическом отключении выключателя замыкается его вспомогательный контакт Q : 2, срабатывает реле KQT, замыкая своими контактами цепь обмотки реле времени КТ, которое срабатывает и через заданное время замыкает свой контакт КТ: 2
Рис. 47. Схема устройства автоматического повторного включения
(контакт КТ: 1 мгновенно размыкается, вводя последовательно с обмоткой резистор R1). При этом образуется цепь, по которой через параллельную обмотку реле KL1 проходит разрядный ток конденсатора С. Реле KL1 срабатывает и своими контактами KL1:2 замыкает цепь включающего электромагнита YAC, ток которого, проходя по последовательной обмотке промежуточного реле KL1, удерживает его
во включенном положении, пока не включится выключатель Q и своим блокировочным контактом не разомкнет цепь включающего электромагнита YAC. При немедленном повторном отключении выключателя от защиты срабатывают реле KQT и КТ, но реле KL1 не сработает, так как конденсатор С, разрядившийся при первом срабатывании устройства АПВ, не успевает зарядиться. Этим обеспечивается однократность действия рассматриваемого устройства АПВ.
В случае приваривания контакта KL1:2 реле KL2, сработавшее при прохождении по его последовательной обмотке тока отключающего электромагнита YAT во время отключения выключателя, удерживается во включенном положении, поскольку к его параллельной обмотке через собственный контакт KL2:1 и приварившийся контакт KL1:2 реле KL1 подводится напряжение. Цепь включающего электромагнита YAC будет разорвана контактом KL2:2 реле KL2, чем предотвращается многократное включение выключателя и подача напряжения на поврежденный участок электрической сети.
Устройства автоматического ввода резерва предполагают наличие резервного оборудования (генератора, трансформатора и др.), которое может быть автоматически включено при повреждении и отключении рабочего.
71
Рис. 48. Цепи переменного (а) и постоянного (б) тока устройства автоматического ввода резервного трансформатора
Цепи переменного и постоянного тока устройства автоматического ввода резервного трансформатора показаны на рис. 48, а, б. Это устройство работает как при отключении трансформатора Т1 вследствие его повреждения, так и при исчезновении напряжения на секции / шин 10 кВ, к которой трансформатор Т1 подключен, при условии наличия напряжения на секции П шин 10 кВ. При исчезновении напряжения на секции / шин 10 кВ, а следовательно, и на шинах 6 кВ реле минимального напряжения KV2 и КУЗ срабатывают и замыкают свои контакты. Если при этом есть напряжение на секции П шии 10 кВ (контакты реле напряжения КУ1 будут замкнуты), питание подается на обмотку реле времени КТ. Через заданное время это реле замыкает свои контакты КТ: 2 и срабатывает промежуточное реле KL1, которое действует на отключение выключателей Q1 и Q2 трансформатора Т1.
При отключении выключателя Q2 замыкается его вспомогательный контакт Q2:3 и подается питание на обмотку реле KL3, которое срабатывает и своими контактами KL3:1 и KL3 2 замыкает цепи включающих электромагнитов Q3 — У АС и Q4 — У АС. Выключатели Q3 и Q4 включаются, вводя в работу резервный трансформатор Т2. Для предупреждения повторного включения резервного трансформатора Т2, если он отключится от защиты, служит реле KL2, работающее с некоторым замедлением на отпадание. При отключении выключателя Q2 его вспомогательный контакт Q2:2 размыкается, разрывая цепь обмотки реле KL2, которое отпадает и размыкает свои контакты. При этом отпадает реле KL3 и своими контактами KL3:1 и KL3 :2 разрывает цепи включающих электромагнитов выключателей Q3 и Q4.
При отключении выключателя Q1 его вспомогательный
72
W/ W2
Рис. 49. Силовые цепи (а) и цепи управления (6) устройства автоматического ввода резерва на контакторах
Рис. 50. Силовые цепи (я) и цепи управления (б) автоматического ввода резервного питательного насоса
контакт замыкает цепь отключающего электромагнита Q2 — YAT и выключатель Q2 отключается, что приводит к включению резервного трансформатора Т2 устройством АВР, как описано выше. Если напряжение на секции 'I шин 10 кВ отсутствует, контакты реле напряжения KV1 разомкнуты и устройство АВР работать не будет.
Широкое распространение в электрических сетях напряжением до 1000 В получили устройства АВР на контакторах (рис. 49, а, б). Напряжение к шииам 380 В подводится по линии И71 (нормально выключатели SI, S2 и контактор КМ1 включены). При исчезновении напряжения на линии W1 контактор КМ1 отпадает и своим вспомогательным контактом замыкает цепь обмотки контактора КМ2, который включается, обеспечивая подачу напряжения к шинам 380 В по линии W2. При отключенном выключателе S2 управление контактором КМ2 осуществляется выключателем S3.
Для бесперебойной работы ответственных механизмов применяют АВР электродвигателей, что позволяет быстро вводить резервное оборудование взамен выбывшего.
Силовые цепи и цепи управления АВР резервного питательного насоса при отключении рабочего или снижении давления в напорной линии, по которой вода подается в котел, показаны на рис. 50, а, б. В обоих случаях питание подводится к реле KL1 через вспомогательный контакт отключившегося выключателя QJ электродвигателя Ml рабочего насоса или через замкнувшийся контакт реле KSP при снижении давления в напорной линии. При этом реле KL1 срабатывает и своим контактом KL1:2 замыкает цепь включающего электромагнита YAC выключателя Q2, а контактом KL1 1 размыкает цепь обмотки реле KL2, работающего с задержкой на отпадание. Выключатель Q2 включается и начинает работать резервный питательный насос, приводимый в движение электродвигателем М2, а через некоторое время отпадает реле
73
KL2, разомкнув своим контактом цепь включающего электромагнита выключателя Q2, чем обеспечивается однократность действия АВР.
Контрольные вопросы
1.	Для чего служит релейная защита и какие требования к ней предъявляют?
2.	Каковы устройство и принцип действия реле максимального тока РТ40?
3.	Как выбирают ток и время срабатывания максимальной токовой защиты?
4.	Какие логические реле применяют в устройствах защиты и каково их назначение?
5.	Каковы устройство и принцип действия продольной дифференциальной защиты линий?
6.	На каком принципе основано действие газовой защиты и какие газовые реле в ней применяют?
7.	Как обеспечивается защита линий с двусторонним питанием с помощью реле направления мощности?
8.	Для чего предназначены устройства АПВ и АВР?
Глава пятая
ДИСТАНЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ КОММУТАЦИОННЫМИ АППАРАТАМИ
§ 17.	Общие сведения
Устройства релейной защиты и автоматики связаны с цепями управления коммутационных аппаратов (контакторов, пускателей, высоковольтных выключателей и др.) для воздействия на них (отключения или включения). Управление коммутационным аппаратом по электрическим цепям с некоторого расстояния называется дистанционным. Частным случаем дистанционного является местное управление, осуществляемое с места, находящегося непосредственно у коммутационного аппарата. Состояние коммутационных аппаратов постоянно контролируется сигнальными приборами и аппаратами.
Коммутационные аппараты, особенно напряжением свыше 1000 В, устанавливают в распределительных устройствах. Дистанционное управление ими, как правило, осуществляется со щита, на котором установлены конструкции (панели и пульты управления) со смонтированными командными аппаратами (переключателями, ключами и кнопками), а также сигнальными аппаратами и приборами. Электрические сигналы, подаваемые командными аппаратами и поступающие к сигнальным аппаратам и приборам, обычно передаются по жилам 74
контрольных кабелей, проложенных от щита управления в распределительное устройство к соответствующим коммутационным аппаратам.
§ 18.	Устройства дистанционного управления
Устройства дистанционного управления отличаются разнообразием как схем, так и конструкций. Сравнительно несложное устройство с магнитным пускателем было описано в § 8 (см. рис. 16). Для получения более полного представления о дистанционном управлении и соответствующих аппаратах, с помощью которых оно осуществляется, рассмотрим схемы дистанционного управления выключателем и шинным разъединителем присоединения РУ 10 кВ (рис. 51, а).
Дистанционное управление выключателем (рис. 51, &) осуществляется через включающий YAC и отключающий YAT электромагниты его привода ключом управления SA. Для контроля состояния выключателя служат сигнальные лампы HLG и HLR, а также устройства звуковой сигнализации, общие для всех присоединений.
При отключенном выключателе Q контакт YAТ:1 отключающего электромагнита и вспомогательный контакт выключателя Q:1 замкнуты, срабатывает реле KQT контроля цепи включения, замыкаются его контакты KQT: 1, 2 и 3. При этом лампа HLG горит, сигнализируя об отключенном состоянии
выключателя Q. Для включения выключателя переводят ключ управления SA в положение В, при этом срабатывает реле КСС команды включения, замыкая своим контактом КСС: 1 цепь обмотки контактора КМ. Контактор срабатывает, подает питание на включающий электромагнит YAC привода и выключатель Q включается. При этом размыкается вспомогательный контакт Q: 1, разрывая цепь обмотки контактора КМ и замыкается контакт Q: 2, подготавливая цепь от-
Рис. 51. Схемы присоединения РУ 10 кВ (а) и дистанционного управления выключателем (б)
75
ключения выключателя. При срабатывании реле КСС через замкнувшийся контакт КСС: 2 питание подводится к одной из обмоток реле KQ фиксации командных импульсов, которое переключается, размыкая свои контакты KQ : 1. 4 и 6 и замыкая контакты KQ: 2. 3, 5 и 7. После включения выключателя реле KQT отключается и срабатывает реле KQC, лампа HLG гаснет, а лампа HLR, получив питание через замкнувшиеся контакты KQ : 3 и KQC : 2, загорается, сигнализируя о включении выключателя.
Для отключения выключателя переводят ключ управления SA в положение О. Реле КСТ команды отключения срабатывает, замыкает своим контактом КСТ: 1 цепь отключающего электромагнита YAT привода и выключатель Q отключается. При этом вспомогательный контакт Q: 2 размыкается, а контакт Q: 1 замыкается и подготовляется цепь включения выключателя. При срабатывании реле КСТ через его замкнувшийся контакт КСТ: 2 подводится питание ко второй обмотке реле KQ, которое переключается, фиксируя команду на отключение выключателя Q, размыкает свои контакты KQ: 2, 3, 5 и 7 и замыкает контакты KQ: 1. 4 и 6. После отключения выключателя Q реле KQC отпадает и срабатывает реле KQT, лампа HLR гаснет, а лампа HLG, получив питание через замкнувшиеся контакты KQ:6 и KQT: 2, загорается, сигнализируя об отключении выключателя.
При самопроизвольном отключении выключателя (без воздействия на ключ управления SA) реле KQ не переключается, фиксируя тем самым последнюю команду на включение выключателя, реле KQC отпадает, а реле KQT срабатывает. К лампе HLG от шинки ШМ подводится пульсирующее напряжение и она загорается и гаснет с частотой пульсации напряжения. Одновременно к устройству звуковой сигнализации через шинку ШЗС и контакты КСС: 3, KQ : 7 и KQT: 3 также подводится питание. Прерывистый свет лампы HLG и звуковой сигнал свидетельствуют об аварийном (самопроизвольном, без ведома обслуживающего персонала) отключении выключателя.
Для приведения реле KQ в соответствие с отключенным состоянием выключателя Q следует нажать кнопку SB. При этом через контакты КСТ: 3, KQT: 1 и KQ: 2 ко второй обмотке реле KQ подводится питание, оно переключается и разомкнувшиеся контакты KQ: 5 и KQ: 7 снимают пульсирующее напряжение с лампы HLG и отключают звуковой сигнал. Одновременно через замкнувшийся контакт KQ:6 к лампе HLG подводится постоянное напряжение и она загорается ровным светом. Контакт КСС: 4 служит для предот-76
Рис. 52. Цепи дистанционного управления шинным разъединителем: а — электродвигателя привода, б, в — местного и дистанционного управления
вращения ложного действия звуковой сигнализации в момент включения выключателя от ключа управления SA, а контакты YAT: 1 и YAT: 2 — многократного включения выключателя на короткое замыкание.
При включении выключателя ключом SA в случае подачи напряжения на поврежденный участок приходит в действие защита и выключатель Q отключается, а сердечник отключающегося электромагнита YAT остается втянутым в его катушку, по которой проходит ток через замкнувшиеся контакты YAT.-2 и КСС:1, пока ключ управления SA удерживают в положении подачи команды на включение. При этом цепь включения выключателя Q будет разомкнута контактом YAT: 1.
Дистанционное управление шинным разъединителем QS1 осуществляется с помощью привода ПДВ (привод электродвигательный внутренней установки) как непосредственно с места нахождения разъединителя в РУ, так и со щита управления. В привод (рис. 52, а) входят электродвигатель М, контакторы КМ1 и КМ2 и вспомогательные контакты QS1:1 — 6. Местное управление (рис. 52, б) осуществляется с помощью кнопок SBC1, SBC2 и SBT, а дистанционное (рис. 52, в) управление со щита —ключом SA. Положение разъединителя QS1 при местном управлении контролируется сигнальными лампами HLR и HLG, а при дистанционном (со щита) — символьным индикатором HG1. На щите управления находятся также символьные индикаторы HG2 и HG3 сигнализации положения заземляющего QSG и линейного QS2 разъединителей. Реле KL служит для предотвращения операции разъединителем QS1 при включенных заземляющем разъединителе QSG и выключателе Q. При
77
отключении разъединителя QSG и выключателя Q срабатывает реле KL, контакты KL: 1 и KL: 2 которого замыкаются и подводят питание (от шины .У и фазы Аг) к цепям управления разъединителем QS1.
Для включения разъединителя QS1 нажимают кнопку SBC1, при этом включается контактор КМ1 и начинает работать электродвигатель М, включая этот разъединитель. В конце процесса включения размыкается вспомогательный контакт QS1:1, контактор КМ1 отключается и двигатель М останавливается. Одновременно размыкаются вспомогательные контакты QS1:4 и замыкаются контакты QS1: б, QS1:3 и QS1:5. Лампа HLR загорается и ток проходит по обмотке 1 символьного индикатора HG1, указатель которого поворачивается, показывая, что разъединитель QS1 включен. Чтобы включить разъединитель QS1 со щита управления, переводят ключ SA в положение В. При этом срабатывает КСС команды включения, замыкая своим контактом цепь обмотки контактора КМ1.
Для отключения разъединителя QS1 нажимают кнопку SBC2, при этом включается контактор КМ2 и начинает работать электродвигатель М, действуя на отключение этого разъединителя.
В конце процесса отключения вспомогательные контакты QS1:2 разъединителя QS1 размыкаются, контактор КМ2 отключается и двигатель М останавливается. Одновременно размыкаются вспомогательные контакты QS1:3 и QS1:5 и замкнутся QS1:4 и QS1:6. Лампа HLG загорается и ток проходит по обмотке 2 символьного индикатора HG1, указатель которого поворачивается в другую сторону, показывая, что разъединитель QS1 отключен.
Для отключения разъединителя QS1 со шита управления переводят ключ SA в положение О, при этом срабатывает реле КСТ команды отключения, замыкая своим контактом цепь обмотки контактора КМ2.
Если требуется, можно прервать процесс включения или отключения разъединителя QS1 в любой момент, нажав кнопку SBT. Размыкающие контакты КМ1:2 и КМ2:2 контакторов, а также кнопок SBC1 и SBC2 исключают возможность одновременного включения контакторов КМ1 и КМ2, что могло бы привести к короткому замыканию в цепи питания электродвигателя. Замыкающие контакты КМ1:1 и КМ2:1 обеспечивают удерживание контакторов КМ1 и КМ2 после подачи команд до окончания включения или отключения разъединителя,
78
§ 19.	Аппараты для дистанционного управления
Для дистанционного управления используют приводы рассмотренных ранее коммутационных аппаратов, командные аппараты, а также сигнальные аппараты и приборы.
Командные аппараты. К ним относятся кнопки, переключатели и ключи управления.
В двухэлементной кнопке КУ 1112А (рис. 53, а, б), предназначенной для нереверсивного управления электродвигателями, один элемент служит для подачи команды на включение, а другой — на отключение. В основаниях 5 элементов закреплены контакты 6 и 8 в виде двух пластин, расположенных в горизонтальной плоскости, с зажимами 4 для подключения проводов. На штифте 9 с кнопкой 1 находится подпружиненный пружиной 3 мостиковый контакт 7. В исходном состоянии штифт под действием пружины 2 поднят и контакт 8 замкнут (его пластины соединены мостиковым контактом 7). При нажатии на кнопку 1 штифт перемещается в нижнее положение и замыкается контакт 6.
Для реверсивного управления электродвигателями обычно применяют трехэлементные кнопки КУ 111 ЗА.
Эти. и подобные им кнопки большей частью используют для местного управления оборудованием с помощью магнитных контакторов и пускателей.
Универсальные кнопки серии К могут иметь два замыкающих контакта (К2О), два размыкающих (К23), а также по одному замыкающему и размыкающему (КОЗ).
В корпусе 3 с фланцем 1 универсальной кнопки КОЗ (рис. 54) установлены неподвижные контакты 8, зажимы 10 для подключения проводов, штифт 4, внизу которого имеется изоляционная втулка 7 с кольцевыми подвижными контактами 6 и 9, а вверху — пружина 5 и кнопка 2. Винты и гайки служат для закрепления кнопки на панели щита. В исходном состоянии штифт 4 под действием пружины 5 поднят и контакт 8 замкнут (его контактные пружины соединены кольцевым контактом 9). При нажатии на кнопку 2 штифт перемещается вниз, а контакт 8 размыкается.
Переключатели и ключи очень разнообразны по исполнению и используются в различных электроустановках постоянного и переменного тока для управления коммутационными аппаратами, переключений в цепях измерительных приборов, включения и отключения светильников и электродвигателей малой мощности (до 100 Вт).
Для управления коммутационными аппаратами применяют малогабаритные ключи МК и переключатели ПМО, а также
79
Рис. 53. Двухэлементная кнопка управления КУ1112А:
а — лицевая панель, б — устройство
Рис. 54. Универсальная кнопка
КОЗ
универсальные переключатели УП и ПКУ, в которых одинаковыми по конструкции являются контактный узел, состоящий из ряда пакетов с подвижными и неподвижными контактами, и рукоятка. Контакты могут быть оперативные, замыкающиеся на время подачи команды, сигнальные с двумя фиксированными положениями (замкнутом и разомкнутом) и аналогичные, но размыкающиеся на время подачи команды. При подаче команды ключи и переключатели переводят из одного положения в другое поворотом рукоятки на некоторый угол. Ключи МК и переключатели ПМО имеют поворачивающиеся подвижные контакты, а универсальные переключатели — прижимные, взаимодействующие с кулачками.
В зависимости от устройства рукоятки выпускаются следующие малогабаритные ключи: МКСВФ — с прямоугольной рукояткой MI, в которую встроена сигнальная лампа, с фиксацией рукоятки в двух взаимно перпендикулярных положениях и с самовозвратом из двух оперативных положений; МКВФ — то же, но с рукояткой прямоугольной МУШ или овальной MXI формы без встроенных сигнальных ламп, МКФ — с рукояткой овальной MXI или рычажной МУ1 формы либо в форме клювика MXI, фиксируемой в нескольких определенных положениях; МКВ — с рукоятками такой же формы, как у МКФ, но имеющими само возврат в нейтральное положение; МКФз то же, что и МКФ, но с рукояткой в виде ключа, который может выниматься при горизонтальном или вертикальном положении.
80
Рис. 55. Виды и формы (а) подвижных контактов малогабаритных ключей МК и их положения относительно неподвижных (б)
Рис. 56. Малогабаритный ключ МКВ:
а — общий вид, б — контактный пакет, в — условное графическое обозначение ключа МКВ-22/М VI
Ключи изготовляют с 2, 4 или 6 пакетами, собираемыми из шести видов подвижных контактов, формы которых, а также положения относительно неподвижных 1 — 4 контактов при нейтральном положении рукоятки показаны на рис. 55, а, б.
В маркировку ключей входят буквы, обозначающие их тип, цифры, указывающие количество и виды подвижных контактов (если в первом пакете контакты заняты для ламп — ключи МКСВФ — вместо первой цифры ставится буква Л), а также буквы и цифры, поясняющие тип рукоятки. Так, ключ МКСВФ с первым пакетом, занятым под лампу, имеющий во втором — шестом пакетах подвижные контакты 1, 1, 4, 6 и 6а, с рукояткой MI имеет маркировку МКСВФ — Л11466а/М1.
Рассмотрим устройство и принцип действия ключа МКВ (рис. 56, а), в корпусе 2 с фланцем 3 которого размещен контактный узел, закрываемый кожухом 1. Рукоятка 4 типа МУ1 имеет форму рычага. Контактный узел состоит из набора скрепленных между собой шпильками контактных пакетов (рис. 56, 6), через которые, а также через механизм возврата про-
81
Рис. 57. Малогабаритный переключатель ПМО:
а - общий вид, б — условное графическое обозначение
S)
ходит центральный квадратный валик 8, соединенный с рукояткой. Каждый пакет имеет пластмассовый контактодержатель 6, в котором укреплены неподвижные контакты 5 и помещен подвижный контакт 7. Этот контакт может иметь различную форму и по-разному насаживаться на валик 8. Выводы 9 неподвижных контактов пронумерованы и выполнены в виде лепестков для присоединения проводов пайкой. Неподвижные контакты всех пакетов переключателя имеют общую нумерацию, которая начинается, если смотреть со стороны рукоятки, с верхнего правого контакта (на рис. 56, б — это контакт, обозначенный позицией 5) и продолжается по винтовой линии против часовой стрелки. Таким образом, контакт, обозначенный на рис. 56, б позицией 5, имеет номер 1 в первом пакете, 5—во втором, 9—в третьем, 13—в четвертом, 17—в пятом и 21 — в шестом.
Условное графическое обозначение ключа MKB-22/MVI показано на рис. 56, в.
Малогабаритные переключатели ПМО (рис. 57, а) имеют шесть пакетов, каждый из которых состоит из четырех неподвижных контактов с винтовыми зажимами для подключения проводов и одного подвижного. Подвижные контакты могут быть различной формы (16 типов) и по-разному устанавливаются на квадратном валике, проходящем через все пакеты, образуя контактный узел, который крепится на основании и закрывается кожухом 4 с пятью окнами для вывода проводов: четырьмя 5 по бокам и одним с торца. С передней стороны переключатель имеет наличник 2 и насаживаемую на квадратный валик рукоятку I.
Выпускаются переключатели: ПМОФ-45 и ПМОФ-90 с фиксированными положениями соответственно через каждые 45 и 90°; ПМОВ — с фиксированным вертикальным положением и самовозвратом из каждого оперативного положения в фикси-
82
рованное; ПМОВФ—с двумя фиксированными положениями (вертикальным и горизонтальным) и самовозвратом из каждого оперативного положения в соответствующее фиксированное.
Кроме подвижных контактов, жестко насаживаемых на валик, эти переключатели имеют контакты со свободным ходом на углы 45, 90 и 135л, которые могут сохранять одно и то же положение при разных положениях рукоятки.
Маркировка переключателей расшифровывается так: ПМО — переключатель малогабаритный общего назначения; В — с самовозвратом рукоятки в фиксированное положение; Ф— с фиксацией рукоятки в определенных положениях; Ф3 — с рукояткой в виде ключа, вынимаемого только в одном (вертикальном) фиксированном положении. Далее указывается угол поворота в фиксированное положение, виды подвижных контактов, способ установки, тип замка (для переключателей с замком) и номер паспорта по каталогу.
Условное графическое обозначение переключателя ПМОВФ с подвижными контактами в пакетах 1, 1, 6, 5, 3 и 10г показано на рис. 57, 6.
Универсальный переключатель УП (рис. 58) имеет стянутые шпильками 5 секции 3, число которых может быть 2, 4, 6, 8, 10, 12 и 16. Через все секции проходит центральный валик 4, на одном конце которого закреплена пластмассовая рукоятка 1. В передней части находится фиксатор 2. При числе секций от 2 до 8 переключатели имеют рукоятку, фиксирующуюся в каждом положении или с самовозвратом в среднее положение. Рукоятки могут быть овальной формы или в виде рычага. Переключатели с числом секций до 6 включительно, а также с замком имеют рукоятку овальной формы.
Каждая секция (рис. 58, б) переключателя состоит из пластмассовой перегородки 7, контактной скобы б с двумя приваренными серебряными контактами 15, двух контактных пальцев 13 с серебряными контактами 14, двух скоб 11, взаимо действу ю-
83
щих с пальцами 75, соединенными с зажимами 9 для подключения подводимых проводов, и кулачковых шайб 8, насаженных на центральный валик 4. Каждая секция имеет три кулачковые шайбы, взаимодействующие со скобами 11: две для перемещения соответственно левого и правого пальцев в сторону замыкания и одну (среднюю) для разведения этих пальцев. При повороте рукоятки в одну сторону (этому положению соответствует рис. 58, б) выступ передней кулачковой шайбы нажимает на хвостовик 10 левой скобы, перемещающей соответствующий палец 13, контакт 14 которого прижмется к контакту 15 контактной скобы 6. При этом шип 12 левой скобы входит в выемку средней кулачковой шайбы, которая другой стороной упирается в шип правой скобы, отводя соответствующий палец от контактной скобы 6. При повороте рукоятки в другую сторону выступ задней шайбы нажимает на хвостовик правой скобы, перемещающей соответствующий палец, контакт которого прижмется к контакту контактной скобы 6. При этом левый палец будет отводиться от контактной скобы. В нейтральном положении переключателей оба пальца 13 отведены от контактной скобы 6 средней кулачковой шайбой, воздействующей на них через шипы 12.
В маркировке переключателей указываются их тип, особенность конструкции, число секций и номер диаграммы по каталогу, определяющей работу контактов. Например, маркировка УП-5314-Н20 расшифровывается так: У — универсальный, П — переключатель, 5—нерегулируемый командоаппарат, 3— без-реечная конструкция, 14 — число секций, Н-тип фиксатора (переключатель с фиксацией положений через 45°; рукоятка может поворачиваться на восемь положений вправо), 20—номер диаграммы по каталогу.
Пакетно-кулачковые переключатели ПКУ (рис. 59, а, 6) аналогичны по конструкции переключателям УП и выпускаются с числом пакетов до 12 (ПКУ-2) и до 16 (ПКУ-3). Контактный узел, собранный из пакетов 5 с зажимами 1 для - подключения проводов, закреплен на скобе 2. В передней части находятся фланец 3 и рукоятка 4.
В маркировке этих переключателей указываются их тип, исполнение по роду защиты и способу установки, вид фиксатора, номера схемы и диаграммы по каталогу. Например, маркировка ПКУ-3-12Л 2020 расшифровывается так: П — переключатель, К — кулачковый, У — универсальный, 3 — типоразмер, определяемый номинальным током 10 А, 1 — без защитной оболочки, 2— установка за панелью щита с креплением за переднюю скобу, Л — фиксация через 45°, 2020— номер схемы и диаграммы по каталогу.
84
5
Рис. 59. Переключатель ПКУ:
а — общий вид. б — диаграмма работы контактов
Соединяе -Mb/ff контакту	Состояние контак шов при у г ла х фин сации рукоятки				
	-91Г	-45	0°	*45'	*90'
1-2	X	-	-	-	-
з-ч	-	-	-	X	-
S-6	-	-	-	-	X
7-в	-	-	X	X	X
6)
Сигнальные аппараты и приборы. К ним относятся сигнальные лампы и световые табло, символьные индикаторы, сигнально-блокировочные контакты, а также приборы звуковой сигнализации (звонки, гудки, сирены).
Сигнальные лампы используют для сигнализации положения коммутационных аппаратов. Обычно применяют малогабаритные лампы небольшой мощности, встраиваемые в соответствующую арматуру.
Арматура АС-220 (рис. 60,а) выполнена в виде цилиндрического корпуса 3 с фланцем 5, в который с лицевой стороны вставляется пластмассовый ободок 6 с линзой 7 красного, зеленого, желтого или молочного цвета. С противоположной стороны корпуса имеется пластмассовая колодка 2 с патроном для лампы и зажимами 1 для подключения проводов. Хомут 4 служит для крепления арматуры на панели. Арматура АСКМ (рис. 60, б) выполнена в виде пластмассового цилиндрического корпуса 9, в который с лицевой стороны ввинчивается резьбовая втулка 10 с цветной линзой, а с противоположной находится колодка с выводами 8 в виде лепестков для припайки проводов.
Рис. 60. Арматура приборов световой сш налитации: а — АС-220, б — АСКМ, в — световое табло ТСМ
85
Рис. 61. Прибор сигнализации положения разъединителей ПСИ:
а — общий вид, 6 — устройство
Световые табло бывают одноламповые ТСМ (рис. 60,в) и двухламповые ТСБ и состоят из металлического корпуса в виде коробки 11 прямоугольного сечения, с лицевой стороны которой установлена пластмассовая рамка 12, а с противоположной имеется патрон для лампы. В рамку вставлены два стекла: матовое 13 снаружи и прозрачное внутри, между которыми находится соответствующий транспарант с надписью.
Символьные индикаторы предназначены для отображения положения разъединителей на мнемонических схемах, наносимых на панели щитов управления. Сигнальный индикаторный прибор ПСИ (рис. 61, а, б) имеет основание 4, электромагниты 5 и поворотный якорь 6 с указателем 7. Выводы обмоток электромагнитов присоединены к зажимам 8 для подключения подводимых проводов. Прибор закрывается спереди кожухом 2 со стеклом 3, через которое можно видеть указатель, и снабжен зажимным кольцом 1 для крепления на панели щита управления. При прохождении тока по одному или другому электромагниту якорь занимает положение, при котором указатель располагается соответственно вдоль или поперек линии мнемонической схемы. При отсутствии тока в обоих электромагнитах якорь находится в нейтральном положении, а указатель повернут на угол 45° относительно линии мнемонической схемы.
Сигнально-блокировочные контакты в цепях дистанционного управления служат для: размыкания цепей управления выключателей в конце операции включения и отключения, что облегчает работу контактов ключей управления или соответствующих реле; удерживания контакторов и пускателей во включенном положении после отпускания кнопок, которыми давалась команда на их включение, и в цепях блокировки; коммутации цепей сигнальных ламп, символьных индикаторов, аппаратов звуковой сигнализации. Сигнально-блокировочные контакты кинематически связаны с коммутационными аппаратами и переключаются при изменении ими своего состояния. В аппаратах напряжением до 1000 В функции сигнально-блокировочных контактов выполняют вспомогательные контакты. Выключатели, разъединители и другие аппараты напряжением 86
Рис. 62. Сигнально-блокировочные контакты: а, б — КСА и их секция, в — КСУ
свыше 1000 В вспомогательных контактов, как правило, не имеют и для них выпускаются самостоятельные изделия — сигнально-блокировочные контакты КСА и КСБ. Первые (более распространенные) используют с масляными выключателями и разъединителями, а вторые с воздушными выключателями.
Сигнально-блокировочные контакты КСА (рис. 62, а) состоят из отдельных секций 3 (от 2 до 12), собранных на валике 4 и закрепленных шпильками 5 между стальными щечками 2. На валике 4 закреплена также муфта 1, через которую осуществляется кинематическая связь с коммутационным аппаратом или его приводом. Каждая секция (рис. 62, 6) состоит из изоляционного основания 11, подвижного контакта 9, запрессованного в изоляционную шайбу 10, неподвижных контактов 7 с зажимами 8 для подключения подходящих проводов и пружин б, обеспечивающих необходимое давление между подвижными и неподвижными контактами. Кроме того, с выключателями используют сигнально-блокировочные контакты КСУ (рис. 62, в), которые не отличаются от рассмотренных, но снабжены механизмом 12, обеспечивающим их переключение в конце включения и в начале отключения выключателя.
Контрольные вопросы
1.	Что такое дистанционное управление и какие аппараты н приборы необходимы для его осуществления?
2.	Каков принцип действия дистанционного управления выключателем?
3.	Каково назначение вспомогательных контактов Q:1 и Q :2 при дистанционном управлении выключателем?
4.	Как действует блокировка от многократного включения выключателя при коротком замыкании?
5.	Как действует блокировка от неправильных действий разъединителем QS1 (см. рис. 52)?
6.	Каково устройство малогабаритного переключателя МКВ?
7.	Каков принцип действия символьного индикатора ПСИ?
Глава шестая СИСТЕМА ОПЕРАТИВНОГО ТОКА
§ 20.	Общие сведения
Система оперативного тока в электроустановках предназначена для питания цепей дистанционного управления, релейной защиты и автоматики. В нее входят источники питания, распределительные устройства и сети оперативного тока с различными аппаратами и приборами для управления ими, а также контроля и защиты.
Источники питания могут быть постоянного, переменного или выпрямленного тока. В основном это общие для электроустановки, достаточно мощные источники, обеспечивающие высокую стабильность напряжения и надежность работы. Наравне с ними находят применение различные источники сравнительно небольшой мощности, предназначенные для питания оперативных цепей отдельных устройств релейной защиты и автоматики от измерительных трансформаторов тока и напряжения.
Выбор источников питания определяется характером электроустановки и требованиями к надежности ее работы. Электростанции, районные и крупные подстанции промышленных предприятий в качестве источников оперативного тока используют аккумуляторные батареи, а трансформаторные подстанции и распределительные устройства с простыми средствами защиты и автоматики — трансформаторы собственных нужд и измерительные трансформаторы. Одновременно с выбором источников оперативного тока решаются вопросы его распределения между приемниками, а также управления, контроля режимов работы и защиты всей системы и отдельных ее участков.
§ 21.	Источники постоянного оперативного тока
Для питания оперативных цепей в качестве источников постоянного тока наибольшее распространение получили аккумуляторные батареи. Аккумуляторные батареи (рис. 63, а) собирают, последовательно соединяя свинцовые аккумуляторы СК с поверхностными положительными и коробчатыми отрицательными пластинами, помещенными в стеклянные или пластмассовые сосуды, заполненные раствором серной кислоты. Тип и количество аккумуляторов для батареи выбирают соответственно в зависимости от мощности потребителей постоянного тока и напряжения сети оперативного. При этом учитывают, что напряжение каждого аккумулятора в процессе работы может изменяться от 2,2 В в начале разряда до 1,75 В в конце его (в конце заряда при
88
i-i-L.
отключенной нагрузке напряжение на каждом аккумуляторе может достигать 2,75 В).
Аккумуляторную батарею 2 устанавливают на стеллажах 1 в специальном помещении (рис. 63, 6), оборудованном вентиляционной системой с вентиляционной камерой 4 и вытяжными коробами 5, камерой 6 выводов батареи и тамбуром 3 при входе.
На электростанциях и подстанциях кроме аппаратов управления, сигнализации, защиты и автоматики от аккумуляторных батарей питаются аварийное освещение, электродвигатели постоянного тока, собственных нужд и другие приемники.
Нагрузки приемников подразделяют на постоянные, временные и кратковременные. К постоянным относятся нагрузки аппаратов управления, сигнализации, релейной защиты и автоматики, имеющие место при всех режимах работы электроустановки (нормальном, переходном и установившемся аварийном). К временным относятся нагрузки аварийного освещения и некоторых электродвигателей, включаемых при переходных и установившихся аварийных режимах. К кратковременным относятся нагрузки при включении и отключении приводов коммутационных аппаратов, аппаратов управления, сигнализации, релейной защиты и автоматики, работающих при переходных и установившихся аварийных режимах, и пусковые токи электродвигателей собственных нужд при переходных режимах.
89
Аккумуляторная батарея может работать в режимах заряда, постоянного подзаряда и разряда.
При режиме заряда максимальный зарядный ток в амперах может быть до 9 N, а после начала газообразования электролита — до 3,5 N (где N — число, указывающее, во сколько раз емкость данного аккумулятора больше емкости аккумулятора СК-1). В конце заряда предусмотрено увеличение напряжения до 2,75 В на каждом аккумуляторе (элементе) батареи. Максимальная продолжительность заряда батареи определяется требованием обеспечения ее заряда до 90% емкости в течение 6 —8 ч.
При режиме постоянного подзаряда во избежание потери заряда аккумуляторная батарея должна поддерживаться в состоянии полной заряженности непрерывной компенсацией саморазряда. Для этого при температуре t электролита от 0 до 25 °C напряжение в вольтах на каждом элементе батареи необходимо поддерживать равным 2,15 + 0,05 t, а длительный ток подзаряда в амперах должен быть не менее 0,03 N. При работе батареи в режиме постоянного подзаряда постоянная нагрузка покрывается зарядным устройством, которое выбирают с учетом этого условия.
При режиме разряда наименьшее допустимое напряжение в конце получасового разряда на каждом элементе батареи составляет 1,75 В, а максимальный ток в амперах — 217V и 25 N соответственно при температуре электролита 10 и 25 °C.
При подсчете емкостей и токов (зарядных и разрядных) исходят из соответствующих данных для аккумулятора СК-1, который при получасовом, часовом и 10-часовом режимах имеет емкости и ток соответственно 12,5 А  ч и 25 А, 18,5 А • ч и 18,5 А, 36 А • ч и 3,6 А.
Для заряда аккумуляторных батарей применяют зарядные устройства в виде мотор-генераторов или выпрямителей с достаточно широким диапазоном регулирования напряжения. В настоящее время большое распространение получили выпрямительные зарядные устройства на кремниевых вентилях. Типичным для электростанций и подстанций является зарядно-подзаряд-ный агрегат ВАЗП-380/260-40/80 с тиристорами (кремниевыми управляемыми вентилями), предназначенный для питания от сети собственных нужд напряжением 380/220 В и обеспечивающий на выходе выпрямленный ток 80 А и напряжение до 260 В.
Для зарядных мотор-генераторов используют генераторы типа П номинальным напряжением 230 В, которое можно регулировать от 220 до 330 В, и мощностью от 5 до 100 кВт. 90
Рис. 64. Схемы включения аккумуляторных батарей для работы в режимах:
а - заряд - разряд, 6 - постоянного подзаряда
Возможны две схемы соединения аккумуляторной батареи с зарядным устройством, выбираемые в зависимости от принятого режима работы.
При режиме заряд — разряд (рис. 64, а) зарядное устройство работает только во время заряда батареи, а в остальное время отключено. Для поддержания неизменного напряжения на шинах питания потребителей постоянного тока в схеме предусмотрен двойной элементный коммутатор с переключателями S1 и S2, с помощью которого можно переключателем S1 подключать необходимое число элементов и в то же время обеспечивать требуемый зарядный ток и отключать переключателем S2 от зарядного устройства заряженные элементы.
Чтобы не допустить разряда батареи при переходе генератора в режим двигателя (это может произойти при отключении двигателя переменного тока, приводящего в движение генератор G), в зарядной цепи устанавливают кремниевый вентиль VD или применяют защиту с реле направления тока, действующую на отключение генератора.
При режиме постоянного подэаряда (рис. 64, 6) аккумуляторная батарея все время подключена к зарядному устройству, непрерывно подзаряжающему ее током, который определяется интенсивностью саморазряда батареи. Зарядное устройство принимает на себя постоянную нагрузку, а кратковременные нагрузки, сопровождаемые большими толчками токов, например при включении выключателей с электромагнитными приво-. дами, воспринимаются аккумуляторной батареей, имеющей по сравнению с зарядным устройством значительно меньшее внутреннее сопротивление.
§ 22.	Распределение постоянного оперативного тока
Для обеспечения надежной работы электроустановки в сети оперативного тока предусматривается раздельное питание устройств и цепей разного назначения (цепей электромагнитов включения, управления, защиты, автоматики, сигнализации) и возможность резервирования.
91
Рис. 65. Распределение постоянного оперативного тока на щите управления
[111
Рис. 66. Распределение постоянного тока для питания включающих электромагнитов выключателей
Щиты управления, расположенные в разных местах, получают независимое питание от щита постоянного тока аккумуляторной батареи (рис. 65). Над панелями вдоль периметра щита управления ЩУ смонтированы шинки управления (рис. 65), разделенные выключателями S3 на несколько секций, питание к каждой секции подводится от щита постоянного тока ЩПТ через соответствующий автомат SF, а в случае отключения своей линии — от соседней секции при включении выключателя S3. Одни секции (на рис. 65 —секции I и II) подключены к сек-, ции I ЩПТ, а другие (на рис. 65 — секции III и IV) — к секции II ЩПТ, которая, как и секция I ЩПТ, питается от своей аккумуляторной батареи. При отключении одной из секций ЩПТ напряжение на нее может быть подано от соседней секции выключателем S1. От шинок управления через предохранители F питание подводится к оперативным цепям каждого присоединения. Питание шинок сигнализации осуществляется аналогично питанию шинок управления.
Для питания включающих электромагнитов выключателей с электромагнитными приводами преимущественно применяют петлевую схему (рис. 66).
У каждого привода установлен ящик с двумя выключателями S2 и S3 и предохранителями F. К крайним ящикам 1 и 3 подведены линии от щита постоянного тока ЩПТ, по которым через автоматы SF подается питание. Другие ящики (на рис. 66 — ящик 2) связаны с крайними ящиками перемычками и получают питание через выключатели S3. При отключении одной из линий или перемычки питание включающих электромагнитов не нарушится.
92
§ 23.	Источники переменного оперативного тока
Как уже отмечалось, в качестве источников переменного оперативного тсЯса используют трансформаторы тока, напряжения и собственных нужд. Наиболее надежны трансформаторы тока, обеспечивающие действие устройств релейной защиты и автоматики при всех режимах работы электроустановок, в том числе и аварийных при коротких замыканиях, когда напряжение может снизиться до нуля. Трансформаторы напряжения применяют для питания оперативных цепей, не связанных с необходимостью действия при отключении тех участков электроустановок, к которым эти трансформаторы -лодключены (например, для питания оперативных цепей устройств АВР). Трансформаторы собственных нужд предназначены для питания Приемников, которые не требуют особой стабильности напряжения и допускают временный перерыв в подаче питания (зарядных мотор-генераторов, включающих электромагнитов электромагнитных приводов и электродвигателей пружинных приводов выключателей).
Система оперативного переменного тока предусматривает комплексное использование трансформаторов тока, напряжения и собственных нужд, что позволяет обеспечить достаточную надежность работы устройств релейной защиты и автоматики на понижающих подстанциях распределительной сети. При этом трансформаторы собственных нужд являются централизованными источниками питания и распределение оперативного тока от них осуществляется аналогично рассмотренному выше распределению оперативного постоянного тока. Трансформаторы тока применяют обычно в качестве индивидуальных источников оперативного тока для тех присоединений (линия, двигатель, трансформатор и т. п.), на которых они установлены.
§ 24.	Источники выпрямленного оперативного тока
Источники выпрямленного оперативного тока представляют собой сочетание источников переменного оперативного тока с выпрямителями и часто содержат средства стабилизации выходного напряжения. Целесообразное использование этих источников обеспечивает надежное питание устройств релейной защиты и автоматики при любых режимах работы электроустановок.
Выпускаемые промышленностью источники выпрямленного напряжения, называемые блоками питания, предназначены для подключения к трансформаторам тока (БПТ), трансформаторам напряжения (БПН) и трансформаторам собственных нужд (БПНС и БПРУ). Кроме того, в эксплуатации находятся заряд-
93
1 2 3 45 6 7 8 S 10
Рис. 67. Блок питания -БПЗ-401:
1 — 10 — зажимы выводов
TLA
Рис. 68. Блок питания БПЗ-402:
1 — 10 — зажимы выводов
ные устройства (УЗ) для предварительного заряда конденсаторов, используемых затем для питания оперативных цепей, и выпускаемые вместо них комбинированные устройства, выполняющие функции блока питания и зарядного устройства (БПЗ), которые рассмотрим более подробно.
В блок питания БПЗ-401 (рис. 67) входят промежуточный трансформатор напряжения TLV, выпрямитель VS, промежуточное реле KL и другие элементы. Первичная обмотка трансформатора, состоящая из двух секций, выведена на зажимы 1 — 2. Соединяя перемычками секции параллельно или последовательно, можно подготовить первичную обмотку соответственно для включения в сеть 110 или 220 В. Вторичная обмотка также состоит из двух секций, включая которые параллельно или последовательно можно получить на выходе выпрямленное напряжение соответственно НО или 220 В. Заряжаемые конденсаторы подключают к выводам 6 и 10 через разделительный диод VD, а аппаратуру, питающуюся непосредственно от блока питания, — к выводам 7 и 10. Реле KL служит для контроля выпрямленного напряжения.
В блок питания БПЗ-402 (рис. 68) входят промежуточный насыщающийся трансформатор тока TLA и выпрямитель VS. Стабилизация выпрямленного напряжения обеспечивается согласованием индуктивности трансформатора с емкостью конденсатора С (как у феррорезонансного стабилизатора). Первичная обмотка блока питания БПЗ-402 состоит из двух секций с отпайками, выведенными на зажимы 1—4. Включением секций параллельно или последовательно и выбором отпаек изменяют ток наступления феррорезонанса. Заряжаемые конденсаторы подключают к зажимам 8 и 10 (для быстрого заряда) или к зажимам 7 и 10 (для медленного), а аппаратуру, питаю-94
щуюся непосредственно от блока питания, — к выводам 9 и 10. Схема включения блоков БПЗ-401 и БПЗ-402 для питания оперативных цепей показана на рис. 69. Блок БПЗ-402 подключается к трансформатору тока или двум трансформаторам тока, включенным по схеме на разность токов. Два блока БПЗ-401 включены открытым треугольником и питаются от трансформатора на-
0т ТА	От TV
Рис. 69. Схема включения блоков БПЗ-401 и БПЗ-402 для питания оперативных цепей
пряжения или собственного расхода. На стороне выпрямлен-
ного тока все блоки включены параллельно на шинки « + »
(общая), — БП для аппаратов, работающих непосредственно от блоков питания, — БЗ для быстрого заряда конденсатора С1 и М3 для медленного заряда конденсатора С2. Резистор R служит для ограничения тока от БПЗ-401 при медленном заряде конденсатора С2, а диоды VD в качестве разделительных.
Блок БПНС-1 питается от сети трехфазного тока, снабжен
стабилизатором напряжения на магнитном усилителе. Длительная выходная мощность 650 Вт. Для обеспечения большей надежности питания оперативных цепей два блока БПНС-1 подключают к разным трансформаторам собственных нужд и сое-
диняют на стороне выпрямленного напряжения параллельно.
Блок питания с распределительным устройством БПРУ применяют в качестве источника питания электромагнитов включения приводов масляных выключателей выпрямленным напряжением. 220 В.
Контрольные вопросы
1.	Что представляет собой система оперативного тока и каково ее назначение в электроустановках?
2.	Какие источники оперативного тока вы знаете?
3.	Как включают аккумуляторную батарею для работы в режиме заряд — разряд?
4.	Каковы устройство и принцип действия блока питания БПЗ?
5.	Как включают блоки питания БПЗ-401 и БПЗ-402 для совместного использования?
Глава седьмая
ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОМОНТАЖНЫХ РАБОТ
§ 25. Общие сведения о монтаже электроустановок
Монтаж электроустановок состоит в размещении на своих местах соответствующего электрооборудования, выполнении электрических соединений в соответствии со схемами пусконаладочных работ,включая испытание смонтированной электроустановки током нагрузки при рабочем напряжении.
Монтаж электроустановок строящихся и расширяющихся предприятий выполняют, как правило, на договорных началах специализированные организации — электромонтажные тресты, имеющие электромонтажные управления, производящие весь комплекс электромонтажных работ. Сравнительно йебольшие по объему электромонтажные работы в условиях эксплуатации, в частности при ремонте и реконструкции устройств релейной защиты и автоматики, предприятия выполняют своими силами.
Электромонтажные работы должны вестись с соблюдением Правил устройства электроустановок (ПУЭ) и Строительных норм и правил (СНиП).
Современные методы производства строительных и монтажных работ основаны на индустриализации и специализации.
Под индустриализацией понимают выполнение большей части строительно-монтажных работ на заводах строительной индустрии и электротехнической промышленности при широком использовании механизации и автоматизации производственных процессов. Это способствует улучшению условий труда строительно-монтажного персонала, повышению производительности, а следовательно, сокращению сроков и повышению качества монтажа. Так, выполнение на заводах строительной индустрии стеновых панелей с каналами для электропроводов и гнездами под выключатели и штепсельные розетки освобождает монтажников от трудоемких пробивных работ. Изготовление комплектных подстанций, распределительных устройств, токопроводов, панелей щитов управления, защиты и автоматики, комплектов релейных защит исключает выполнение большой части работ,, связанных с установкой конструкций, монтажом отдельных аппаратов, обработкой шин и выполнением проводок на панелях и в ячейках распределительных устройств, непосредственно на месте монтажа.
Под специализацией понимают передачу отдельных видов строительно-монтажных работ, требующих специального обуру-дования, особой технологической оснастки и подготовки мон-
96
тажног.о персонала, соответствующим организациям (трестам, управлениям), созданным для их выполнения. Такими работами являются, например, монтаж мощных электрических машин и трансформаторов, Линий электропередачи, приборов теплового контроля и автоматики, пусконаладочные работы.
Наряду с индустриализацией и специализацией непосредственно на монтируемых объектах внедряют прогрессивную технологию и средства механизации, широко используют выпускаемые электропромышленностью электромонтажные изделия. Большое значение имеет обеспечение электромонтажников инструментом, приспособлениями и соответствующим инвентарем.
Электромонтажными изделиями являются перфорированные профили, используемые для изготовления электроконструкций, сборные кабельные конструкции, лотки, короба для укладки кабелей, крепежные элементы (скобки, дюбеля, закрепы, полоски-пряжки, перфорированную поливинилхлоридную ленту с кнопками и др.), контактные элементы (наборные зажимы, ответвительные сжимы,, наконечники, гильзы и др.). При выполнении электромонтажных работ широко используют инструмент общего назначения: электрифицированный (электрические сверлильные машины, электромолотки, электрогайковерты и электрошуруповерты, дисковые электропилы, заточные станки), пневматический (отбойные молотки и гайковерты); пороховой (строительно-монтажные пистолеты и пороховые оправки для забивания дюбелей в строительные основания и пристреливания к ним отдельных конструкций и электромонтажных изделий). Кроме того, для заготовки отверстий, гнезд и борозд в строительных основаниях, монтажа кабельных и воздушных линий, силового и осветительного оборудования, оконцевания и соединения жил проводов и кабелей применяют специальный инструмент.
Каждый электромонтажник должен иметь комплект инструмента индивидуального пользования. Для выполнения работ по монтажу силовых и осветительных электропроводок выпускаются наборы инструмента ИН-3 и НИЭ-3, а для монтажа вторичных цепей — ИН-4 и НИК-4 (ИН-3 и ИН-4 в закрытой сумке из дерматина, а НИЭ-3 и НИК-4 в раскладной сумке из искусственной кожи). В эти наборы входят электромонтажные универсальные плоскогубцы с эластичными чехлами (рис. 70, а), кусачки (бокорезы) с эластичными чехлами (рис. 70, б), слесарномонтажные отвертки с пластмассовой ручкой (рис. 70, в), слесарный молоток, монтерский нож НМ-2 (рис. 70, г), указатель напряжения (рис. 70, <)), складной металлический метр. Комплект ИН-3 включает также монтерское шило, светлые защитные
4 В. Н. Камнев	97
Рис. 70. Набор индивидуального инструмента для монтажа вторичной коммутации:
а — электромонтажные универсальные плоскогубцы, 6 — кусачки (бокорезы), в — слесарно-монтажная отвертка, г — монтерский нож, д — указатель напряжения, е — отвертка с держателем винта, ж — инструмент МБ-I, з — раскладная сумка; 1 — пружина, 2 — рабочая часть отвертки, 3 — завертываемый винт, 4 — скоба, 5 — рабочие губки, 6 — ножи, 7 — ось, S — пружина, 9 - рычаги
очки, гипсовку, а комплект ИН-4 — отвертку с держателем винта (рис. 70, е), гаечный двусторонний ключ на 8, 10 и 12 мм, инструмент для снятия изоляции с проводов КСИ-1 или МБ-1 (рис. 70, ж) и два постоянных магнита для удержания чертежей на металлической панели. Кроме того, необходимы круглогубщя (рис. 71, а) или приспособление (рис. 71, 6) для изгибания колец на. проводах.
Универсальные клещи КУ-1 (рис. 72) имеют специальные ножи: полукольцевые 1 для снятия изоляции с провода, для его перекусывания 2, для зачистки жил после снятия изоляции 4, высечной 3, используемый при работе с плоскими проводами 98
Рис. 71. Круглогубцы (о) и приспособление цля изгибания колец на проводах (б):
1 — провод, 2 — рабочие части, 3 — скоба, 4 — иож для зачистки провода
Рис. 72. Универсальные клещи КУ-1
ППВ и АППВ, и губки 5 для изгибания колец. При наличии этих клещей отпадает необходимость в кусачках, круглогубцах и клещах для снятия изоляции.
При обеспечении электромонтажников инвентарем следует учитывать специфику выполняемых ими работ. Электромонтажникам, монтирующим устройства релейной защиты и автоматики, часто приходится выполнять работы на одном месте в ограниченном пространстве при недостаточной освещенности, например в проходе между рядами панелей защиты. При этом приходится иметь дело с множеством мелких элементов и деталей. В этих случаях удобны ящики-сиденья ЯСК (рис. 73, а), имеющие корпус 2 с ручками 7, полумягкое сиденье 3 и две выдвижные секции 4 для инструмента и мелких деталей. Кроме того, мелкие детали и инструмент можно хранить и переносить в ящике ЯМД (рис. 73, в). Сиденье-лесенка (рис. 73, г) может быть изготовлено в мастерской монтажного управления. При работе в нижней части панели релейной защиты и автоматики в сложенном виде оно может использоваться как сиденье, а при работе в верхней части — раскладывается и превращается в лесенку. Для освещения рабочего места можно использовать светильники с пружинными или винтовыми держателями, выпускаемыми для освещения при фотографировании. Для хранения одежды и общих для бригады предметов удобен универсальный шкаф бригадира (рис. 73,6).
Несмотря на разнообразие электромонтажных работ, их можно разделить на несколько этапов: установка конструкций для электрооборудования (каркасов, панелей щитов и др.); установка электрооборудования на этих конструкциях; монтаж
4*
99
Рис. 73. Инвентарь: а — ящик-сиденье, 6 — шкаф бригадира, в — ящик для мелких деталей и инструмента, г — сиденье-лесенка
проводов и шин для выполнения всех электрических связей между электрооборудованием в пределах данной конструкции; монтаж внешних соединений между электрооборудованием, установленным в разных местах (на разных конструкциях), выполняемый большей частью кабелями, а также проводами и шинами. В зависимости от степени индустриализации электромонтажных работ отдельные стадии монтажа могут быть перенесены на предприятия электропромышленности или в мастерские электрозаготовок монтажных управлений. Так, установку электрооборудования, монтаж проводов и шин на конструкциях комплектных распределительных устройств, а также щитов управления производят на заводах, изготовляющих эти комплектные распределительные устройства и щиты управления.
§ 26. Монтаж щитов
Конструкции щитов. Устройство, имеющее ряд панелей со смонтированными на них аппаратами управления, релейной защиты и автоматики, называют щитом. Преимущественно щиты собирают из плоских панелей (рис. 74, а), а в ряде случаев — из пульт-панелей (рис. 74, б). Для релейных щитов изготовляют облегченные реечные панели, на которых аппараты устанавливают на рейках. Применяют также блочные панели, на которых аппараты и приборы монтируют на съемных планшетах. Пульт-панели, плоские, реечные и блочные панели являются основными элементами щитов, а торцовые панели (рис.
100
Рис. 74. Панели щитов:
а — плоская, б — пульт-панель; / — карниз, 2 — каркас, 3 — опорный пояс, 4 — перфорированные лотки
Рис. 75. Вспомогательные элементы щитов:
а — торцовая панель, б — г — радиальная, угловая и плоская фасадные вставки
75, а), фасадные вставки — радиальная (рис. 75, б), угловая (рис. 75, в), плоская (рис. 75, г), — а также карнизы и опорные пояса (см. рис. 74) — вспомогательными.
Основные и вспомогательные элементы щитов представляют собой гнутые из стальных листов конструкции. Панели имеют плоские с закругленными краями фасадные стороны, а карнизы 1 и опорные пояса 3 выступают над линиями панельных плоскостей, придавая им законченный вид. Металлические конструкции щитов, находящихся в одном помещении, окрашивают эмалью одного цвета, чаще всего серого. Конструкции щитов позволяют соединять каркасы 2 панелей между собой и крепить их к строительным основаниям болтами; монтировать внешнюю проводку; устанавливать приборы и аппараты на фасадных сторонах панелей; выполнять сухую разделку контрольных кабелей у панелей релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации; легко обслуживать установленное на панелях оборудование.
Щиты поставляются заводами-изготовителями смонтированными и укомплектованными аппаратурой и приборами в соответствии с техническим заданием. К каждому щиту прикладывается техническое описание и инструкция по монтажу и эксплуатации, схема сборки, чертеж расположения шинок, монтажные схемы, спецификация на аппараты, приборы и запасные части для каждой панели. Каждую панель щита обычно упаковывают в отдельный ящик. Аппараты и приборы, которые нельзя транспортировать установленными на панелях, также упаковывают в отдельный ящик. Отдельно упаковывают крепежные детали, установочные изделия и приспособления,
101
необходимые для монтажа щита. Шинки общей массой до 20 кг упаковывают вместе с панелями, а более 20 кг — в отдельный ящик. Ящик с технической документацией обозначают № 1. В каждый ящик вкладывают упаковочный лист, копию которого помещают в кармане, прибитом к ящику.
Сборка щита. Панели доставляют в помещение щита в вертикальном положении. Для удобства перевозки и подъема завод снабжает их инвентарными приспособлениями, которые для прислонных панелей демонтируют до их установки, а у свободно стоящих — после окончательной установки. Вторичные аппараты и приборы (реле, измерительные приборы и др.) подают на щит после окончательной установки панелей. Распаковывать панели следует в закрытом помещении после окончания всех строительных работ'на месте их установки. При распаковке осторожно вскрывают ящик, освобождают панель от крепления к дну ящика, снимают защитный чехол и другие упаковочные материалы, осматривают и очищают наружные поверхности от пыли и остатков упаковочного материала.
Сборку металлического каркаса щита на строительном основании выполняют до настила чистого пола после окончания всех строительных и отделочных работ в щитовом помещении. В строительном основании делают пазы и отверстия, необходимые для установки панелей и подвода к ним кабелей.
Элементы щита расставляют согласно проекту, выравнивают в горизонтальной и вертикальной плоскостях, закрепляют окончательно закладными болтами, которые заливают цементным раствором. При расположении панелей под прямым углом пользуются угловыми вставками ВФУ (рнс. 75, в), а по дуге — радиальными (рис. 75, б). Если необходимо отделить панель или блок панелей от другой части щита, применяют плоскую фасадную вставку (рис. 75, г).
Затем приступают к монтажу шинок, обычно изготовляемых из латуни диаметром 7 мм и располагаемых в верхней части панелей на высоте карнизов. Перед монтажом шинок необходимо внимательно рассмотреть чертеж их расположения и комплектовочную документацию. По чертежу определяют место расположения каждой шинки и раскладывают все шинки у мест их установки. Концы шинок и места их закрепления в шинодержателях тщательно зачищают и смазывают тонким слоем вазелина.
Шинодержатели набирают на специальные рейки, которые затем устанавливают на верхние части торцовых стенок панелей. После этого шинки прокладывают, выверяют и окончательно закрепляют в шинодержателях. Если шинки посту
102
пили с завода неокрашенными или краска плохо сохранилась, их окрашивают. По окончании монтажа измеряют сопротивление изоляции шинок мегаомметром 1000 или 2500 В и подключают провода от секционных рубильников, контрольные кабели от щита постоянного тока и панелей центральной сигнализации. Провода от панелей защиты и управления подключать к шинкам не следует. Их подключат наладчики у каждой панели после окончательной проверки монтажа перед опробованием соответствующих устройств.
Монтаж аппаратов, приборов и деталей оформления щита. На панелях щита в зависимости от его назначения размещают аппаратуру релейной защиты и автоматики, измерительные приборы, сигнальные приборы и аппараты, а также детали оформления (элементы мнемонической схемы, рамки для надписей, накладные буквы и др.). Перед монтажом этих элементов на панели следует установить по чертежу (рис. 76) их места расположения и типы (указаны в спецификации на чертеже). Приборы и аппараты необходимо тщательно осмотреть, проверить наличие всех контактных и крепежных деталей. Электроизмерительные приборы и реле, как полученные со склада, так и поступившие установленными на панелях, должны быть предварительно переданы наладчикам для проверки. Аппараты и приборы в зависимости от конструкции устанавливают: на лицевой стороне панели (реле, некоторые щитовые измерительные приборы) с задним подключением, для чего в панели выполняют отверстия под колки или шпильки; с передним подключением (например, электрические счетчики), для чего в панели выполняют отверстия или вырезы под провода, отходящие от аппарата или прибора на монтажную (заднюю) сторону панели; заподлицо с лицевой стороны панели (большая часть измерительных приборов, табло, арматура сигнальных ламп и др.), для чего в панели выполняют окна под эти аппараты и приборы. В первых двух случаях необходимо принять меры, предотвращающие соприкасание шпилек (или колков) и проводов с панелью, надевая на шпильки (или колки) изоляционные трубки, устанавливая изоляционные втулки в отверстия, обрамляя вырезы рамками из изоляционного материала.
Реле и приборы, а также другие аппараты, устанавливаемые непосредственно на лицевой стороне панели, закрепляют винтами, предварительно выверив правильность установки.
Разнообразие переключателей определяет и разные способы их установки и крепления.
Переключатель УП-5300 устанавливают с задней стороны панели (рис. 77), пропуская винты 2 через отверстия в налич-
103

2300
Панель управления ЭПП-301Б
						
н* njn	Наименование	Попанельныа /а аппарата	Тип	техническая характорисшка	Кол.	Примечание
Аппаратура забода я Электропульт "						
1	Амперметр _ электромагнитный	1-1,1-1,.ш-1, Ш-1	ЭА-2	[ )	4	характеристика приоора упючняет-а ми Ьаках
2	Вольтметр электромагнитный	3-1, Ш-1	38	Шкала 38 кВ	2	
3	Та же	т-1, ЗШ-1	ЭВ	Шкала 12 кВ	2	
k	Универсальный пакетный ключ	t-ij-з, г-2,1-з, Ш-2, ц-з	86 КВ 1126/Л2 К		8	
5	То же	Л-2	MWIIUl/nXlc		1	
6	То же	з-г, т-2	^KVW56a6aM-8c		2	
7	То же	т-2. ТШ-2	smss55inm-c		2	
8	То же	S-2.I-2	вйквкягитп/пп:		2	
9	Предохранитель		ЛПТ-10	260810/SA	8	
10	Рамка для надписи		РМ		3	
Аппаратура сторонних забодоВ						
П	Указатель положения сельсина	а-1. х-t	бс-тл		2	Комплектно с траж Форматорами
12	Лампа сигнальная					Для ключей зшччаггов
Рис. 76. Чертеж фасада панели управления
Рис. 77. Установка переключателя УТ1-53ОО
1 nlnqa мшии	Наименование монтажной единицы
	трансформатор 35/6-10 кВ ни
‘О	Трансформатор напряжения ЗВ кВ №1
	Дистанционное регулирование нашяж.тршшаматооа №1
	Трансформатор напряжения 6-10 кВ №1
	Секционный выключатель 6-10кВ
«ч	Секционный выключатель 36 кВ
S	Трансформатор напряжения 6-10 кв Н!2
Ьч	Ьиспянционное регулирование мерян. жнсформвтора яг 2
«4	Трансформатор напряжения 35 кВ Н- 2
	Трансформатор 35/6-16 Кв на 2
Рис. 78. Установка переключателя серии ПМО: а, б - с задней и передней сторон панели, в, г — разметка отверстий в панели
Рис. 79. Крепление переключателя серии ПКУ:
а — за переднюю скобу и разметка отверстия в панели, б - за переднюю скобу с фронтальной панелью, в — за фронтальную панель и разметка отверстия в панели, г — за заднюю скобу
нике 3 панели 4 и ввертывая их в резьбовые отверстия выступов 5. Затем надевают и закрепляют рукоятку 1.
Переключатели ПМО рассчитаны на установку с задней и лицевой сторон панелей. При установке переключателя с задней стороны панели (рис. 78,а) вводят втулку 12 основания 9 в отверстие 10, а выступ 7 — в отверстие 6 панели 8. Затем переключатель закрепляют гайкой 5 и контргайкой 11. К втулке 12 прикрепляют наличник 2, ввертывая винты в резьбовые отверстия на ее торце, вставляют шплинт 3 в отверстие валика 4, на который надевают и привинчивают к торцу рукоятку 1.
При установке переключателя с лицевой стороны панели (рис. 78,6) его предварительно монтируют на щитке 13, а затем вводят через вырез 16 в панели и закрепляют винтами, проходящими через отверстия 14 и 15 в щитке и панели.
Переключатель ПКУ устанавливают на панели 2, крепя винтами 1 за переднюю скобу 3 без наличника (рис. 79, а) или с наличником 4 (рис. 79,6), либо за наличник (рис. 79, в), а также на панелях в шкафах и нишах — за заднюю скобу 5 (рис. 79, г).
При монтаже деталей оформления щита накладные буквы обычно приклеивают; рамки имеют резьбовые шпильки, которыми их крепят к панели; накладные элементы мнемонических схем крепят винтами или приклеивают.
§ 27.	Прокладка проводов
При монтаже устройств релейной защиты и автоматики на панелях щитов, щитках, в шкафах и распределительных устройствах применяют установочные провода преимущественно с медными жилами в резиновой или поливинилхлоридной изоляции следующих марок;
ПР — медные с резиновой изоляцией в оплётке из хлопчатобумажной пряжи, пропитанной противогнилостным составом, сечением от 0,75 до 120 мм2 на напряжение до 660 В (однопроволочные сечением до 35 мм2 и многопроволочные) ;
ПРГ — то же, но гибкие многопроволочные;
ПРЛ — медные однопроволочные с резиновой изоляцией в оплетке из хлопчатобумажной пряжи, пропитанной лаком, сечением от 0,75 до 6 мм2 на напряжение до 660 В;
ПРГЛ — то же, но гибкие многопроволочные, сечением от 0,75 до 70 мм2;
107
Рис. 81. Шаблон для раскладки проводов (а) и держатель проводов (б)
ПВ — медные в поливинилхлоридной изоляции, сечением от 0,5 до 95 мм2 на напряжение до 660 В;
ПГВ — то же, но гибкие многопроволочные.
В ячейках и коридорах управления распределительных устройств прокладывают кабели ВВГ с поливинилхлоридной изоляцией и оболочкой и ВРГ (с резиновой изоляцией и поливинилхлоридной оболочкой).
Внешние электрические связи между устройствами релейной защиты и автоматики, находящимися в разных местах (разных помещениях, на разных щитах), выполняют контрольными кабелями.
На панелях щитов провода прокладывают, формируя в пакеты (рис. 80) из одного, двух или реже большего числа слоев. При этом выполняют мерную резку проводов, раскладывают их, формируя пакет, скрепляют в местах изгибов и ответвлений, а на длинных участках — через 150 — 300 мм. Если для скрепления проводов применяют металлические полоски 7, необходимо усилить под ними изоляцию лентой 2 из изоляционного материала так, чтобы она выступала за кромки полосок не менее чем на 2 мм.
Раскладку проводов обычно выполняют на шаблоне. Простейший шаблон (рис. 81, а) представляет собой планшет 1 с держателями 2 проводов 3, имитирующими зажимы аппаратов, и шпильками 4, определяющими направление пакета проводов, места изгиба и ответвлений. Раскладку проводов ведут в определенной последовательности. Закрепив в держателе конец провода, укладывают его, огибая соответствующие
108
«ом
в)

Рис. 82. Прокладка проводов с жестким крепле-
нием к панели:
а, б, в — скобками с винтами, пружинными и с отгибаемыми лапками, г, д — стальными приваренными полосками, е - дистанционными прокладками
шпильки в местах изгиба пакета или ответвления проводов, закрепляют провод в держателе, где он должен подключаться к другому аппарату, и перекусывают его. Так же укладывают остальные провода пакета, скрепляют их, снимают изготовленный пакет с шаблона и переносят на монтируемую панель щита.
Держатель должен позволять легко закреплять и освобождать провод. Держатель (рис. 81,6) обычно представляет собой деталь 8 в виде цилиндра со сквозным продольным отверстием 6 и продольной щелью 9. Проволочная пружина 5 находится внутри щели и закреплена верхним концом в верхней части отверстия 6. В нижней части отверстия имеется нарезка 7 под винт для крепления держателя на шаблоне. Провод, укладываемый на шаблоне, вводится в щель 9 и прижимается пружиной 5 к ее стенке.
В большинстве случаев пакеты проводов не крепят к панели щита, а скрепляют для повышения жесткости отдельные пакеты между собой. После подключения проводов к зажимам аппаратов и приборов проводка достаточно надежно держится на панели щита.
В отдельных случаях провода прокладывают, жестко крепя к панели скобками с винтами, пружинными и с отгибаемыми лапками (рис. 82, а, б, в) полосками; привариваемыми к панели в двух точках (рис. 82, г, д), и дистанционными
109
прокладками — клипами (рис. 82, Э). Работы ведут в такой последовательности. Размечают на панели трассы прокладки проводов и места крепления их скобками. Сверлят отверстия под винты и нарезают их. При использовании сварки приваривают полоски или резьбовые шпильки под клицы.
Прокладывают и временно закрепляют заготовленные пакеты проводов. Выравнивают провода в пакетах и сами пакеты и закрепляют их, предварительно установив под металлические скобки прокладки из изоляционного картона или лакоткани, которые должны выступать от кромок скобки не менее чем на 2 мм. Расстояние между скобками должно быть 150 — 200 мм на горизонтальных участках и 200 — 300 мм на вертикальных. Для крепления скобок обычно применяют винты с резьбой М4, а скобки выбирают в соответствии с шириной пакета проводов, учитывая толщину изоляционных прокладок. Для одного-двух проводов используют одполапко-вые скобки, а для большего их числа в пакете — двух-лапковые. Стальные полоски приваривают к панелям в двух точках, отгибая их концы по ширине пакета проводов, причем место отгиба должно отстоять не менее чем на 5 мм от точки приварки.
Кроме того, прокладку проводов ведут «напрямую», раскладывая их по кратчайшим путям между зажимами соответствующих аппаратов и приборов. Такая проводка характерна для панелей, на лицевой стороне которых установлены аппараты с передним подключением проводов (рис. 83, а), которые уложены с задней (монтажной) стороны (рис. 83,6). Вырезанные в панели отверстия для прохода проводов должны иметь изоляционные рамки.
На магнитных станциях и в шкафах распространены жгутовые проводки (рис. 84). Жгут представляет собой пучок 2 проводов, скрепленный через определенные промежутки изоляционной лентой 1 или полосками, обмотанный по всей длине лентой либо заключенный в изоляционную трубку. Жгуты крепят к соответствующим несущим конструкциям (каркасам, стенкам шкафа и т. п.) скобками. Преимущества жгутовых проводок — большая плотность монтажа и высокая производительность работ. Однако с точки зрения эстетики и удобства эксплуатации они уступают другим видам проводок.
Для большей жесткости пакеты проводов формируют, укладывая вокруг стальных прутков, или крепят к натянутым отрезкам стальной проволоки (струнам).
В первом случае (рис. 85, а) изготовляют из стального прутка диаметром 5 — 6 мм каркас 1, изолируют его двумя НО
a)	5)
Рис. 83. Лицевая (а) и задняя (б) стороны панели при прокладке проводов «напрямую»
Рис. 84. Жгутовая проводка
5)
Рис. 85. Прокладка проводов на стальных стержнях (а) и струнах (б)
слоями лакоткани или надевая поливинилхлоридные трубки 2, после чего укладывают провода 3 и закрепляют любым способом (монтажной лентой с кнопками, металлическими или зубчатыми полиэтиленовыми полосками-пряжками, металлическими полосками с помощью специальных пряжек, либо кровельного замка). При креплении металлическими полосками пакет проводов в этих местах изолируют лентой или отрезом поливинилхлоридной трубки.
111
Рис. 88. Прокладка проводов на навесных панели (а) и дорожке (6)
Рис. 86. Прокладка проводов на перфорированных профиле (а) и дорожке (б)
Рис. 87. Прокладка кабеля иа стальной полосе
Во втором случае (рис. 85, б) на заготовленный отрезок стальной проволоки (струну) 8 надевают поливинилхлоридную трубку 9. Заготовленные провода формируют в пакет, располагая равномерно по обе стороны от струны, и скрепляют пакет, например, металлическими пряжками б с прокладками 7 из изоляционного материала. Струны к панели крепят приваренными скобами 5. Один конец струны изгибают в виде крюка и заводят в нижнюю скобу, а другой с резьбой пропускают в отверстие верхней скобы и натягивают струну, завинчивая гайку 4.
При выполнении проводок для устройств релейной защиты и отдельных аппаратов вне щита, например в коридоре управления распределительного устройства, целесообразно использовать перфорированные профили (рис. 86, а) и дорожки (рис. 86,6) для крепления проводов и стальные полосы (рис. 87) для крепления кабелей ВРГ и ВВГ. Это. значительно сокращает объем трудоемких работ по выполнению отверстий в строительных элементах зданий.
В тех случаях, когда аппараты релейной защиты и автоматики устанавливают на стенах, колоннах и других строи-112
тельных элементах зданий, рекомендуется выполнять проводки в мастерской на навесной панели 1 (рис. 88, а), в которой вырезаны отверстия под аппараты 2 и установлены зажимы 4 с подключенными к ним проводами 3. Проводки можно также выполнять на навесной дорожке 5 (рис. 88,6).
§ 28.	Оконцевание и подключение проводов
При оконцевании и подключении проводов отмеряют на них соответствующий участок, снимают с него изоляцию и зачищают, оформляют подготовленный к подключению конец провода, подключают его к зажиму аппарата и проверяют надежность контактного соединения.
Провод может быть оконцован пестиком, колечком или наконечником. При отмеривании конца провода под разделку пестиком (рис. 89, а) длину зачищаемого участка выбирают в зависимости от длины контактного зажима. При оконцевании однопроволочных жил колечком (рис. 89,6) длина зачищаемого участка должна быть такой, чтобы после изгибания колечка в него свободно проходил винт зажима, а его головка или шайба под ней не находила на изоляцию. Аналогично определяют длину зачищаемого участка под блочный наконечник (рис. 89, в). При оконцевании многопроволочных жил колечком с помощью ограничивающей шайбы (рис. 89, г) или шайбы-звездочки (рис. 89,6) длина зачищаемого участка должна быть несколько больше.
При снятии изоляции нельзя надрезать токопроводящие жилы. Лезвие монтерского ножа (рис. 90, а) следует держать под углом 10—15° к проводу. При использовании для снятия изоляции специального инструмента (рис. 90,6) надо правильно выбрать соответствующий участок ножей или отрегу-
Рис. 89. Оконцевание проводов: а — пестиком, б — колечком, в — блочным наконечником, г — ограничивающей шайбой, д — шайбой-звездочкой
113
Рис. 91. Клещи ПК-ЗМ (а) и сменные пуансон и матрица (0 для оконцевания проводов блочным наконечником
Рис. 90. Снятие изоляции с провода:
а - монтерским ножом, б — клещами КУ-1
Рис. 92. Заделка конца провода: а — бандажом из ниток, б — отрезком поливинилхлоридной трубки, в — пластмассовым оконцевателем
лировать, если такая регулировка предусмотрена, инструмент под диаметр обрабатываемого провода. После снятия изоляции жилу зачищают монтерским ножом или соответствующим ножом специального инструмента для снятия изоляции (такой нож, в частности, имеется в универсальных клещах КУ-1). Многопроволочные жилы уплотняют, скручивая, и при оконцевании пестиком или колечком без наконечника облуживают припоем ПОС61 или ПОС40.
Для оконцевания проводов блочными наконечниками используют специальный инструмент — клещи ПК-ЗМ (рис. 91) со сменными пуансонами и матрицами, устанавливаемыми в их головку. Зачищенный провод 4 укладывают в наконечник, вводят в головку 3 клещей между пуансоном 2 и матрицей 1 и, сводя рукоятки 5, опрессовывают наконечник. Чтобы волокнистая изоляция 3 (рис. 92, а — в) не расплеталась, на разделанный конец провода 1 после снятия изоляции накладывают бандаж 2 из ниток, надевают отрезок поливинилхлоридной трубки 4 или пластмассовый оконце-ватель 5.
При подключении проводов предварительно проверяют исправность зажимов, наличие всех винтов и шайб. Отвернув соответствующий винт, вводят подключаемый конец провода, подгоняя так, чтобы он свободно располагался, прилегая к контактной поверхности зажима. Чтобы обеспечить надеж
114
ный контакт, завинчивая винт, поджимают его с некоторым усилием, а затем, потянув за провод, убеждаются в его надежном подключении. При подключении проводов, оконцованных колечком, необходимо обращать внимание на то, чтобы при завинчивании винта колечки не могли раскрутиться.
§ 29.	Безопасность труда и противопожарные мероприятия
При выполнении электромонтажных и ремонтных работ необходимо строго соблюдать основные требования, изложенные в СНиПе по технике безопасности в строительстве, правилах техники безопасности при электромонтажных и наладочных работах, инструктивных указаниях по технике безопасности при электромонтажных работах и правилах пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных работ. Ответственность за соблюдение требований безопасности труда, пожарной безопасности и производственной санитарии несут производитель работ в пределах руководимого им объекта и мастера в пределах своих участков.
Все электромонтажные работы должны производиться в недействующих электроустановках. Если необходимо выполнить работы в действующей электроустановке, оформляется наряд-допуск, назначаются ответственный руководатель и производа-тель работ, которые должны обеспечить их безопасность:' произвести необходимые отключения, наложить защитные заземления, выставить ограждения, вывесить на них и приводах коммутационных аппаратов предупреждающие и запрещающие плакаты, а на месте работ — разрешающие, снабдить работающих индавидуальными защитными средствами (диэлектрическими перчатками, калошами, ковриками и др.). Работать на частях, находящихся под напряжением, категорически запрещается.
Электромонтажники должны быть обеспечены исправным и испытанным повышенным напряжением инструментом. Плоскогубцы, кусачки, круглогубцы должны иметь на рукоятках изолирующие чехлы, а отвертки — ручки из изоляционного материала.
Работать с электрифицированным инструментом следует в резиновых диэлектрических перчатках и галошах или стоя на резиновом коврике. Нельзя переносить электроинструмент за провод (следует пользоваться ручкой) и подключать его к электросети, если отсутствует безопасное штепсельное соединение. При перерывах в работе или отключении электроэнергии инструмент надо обязательно отключить. Неисправный
115
инструмент следует немедленно сдать в кладовую, а не ремонтировать самостоятельно. Запрещается заменять режущий инструмент до полной остановки электродвигателя. Нельзя работать с электроинструментом с приставных лестниц; передавать его другим лицам даже на короткое время; самостоятельно ремонтировать провода и штепсельные соединения; удалять руками стружку или опилки до полной остановки инструмента; работать вне помещений при атмосферных осадках и большой влажности воздуха.
Запрещается заземлять корпус электроинструмента с двойной изоляцией или питаемого через разделительный трансформатор, а также вторичную обмотку разделительного трансформатора (заземлению подлежит только корпус трансформатора). Работать с таким инструментом можно без дополнительных защитных средств. Корпус электроинструмента, не имеющего двойной изоляции, работающего от сети напряжением выше 42 В, заземляют. При пользовании таким инструментом штепсельная розетка должна иметь дополнительный контакт для присоединения заземляющего проводника, который должен быть заключен в общую оболочку с токопроводящими проводниками и иметь одинаковое с ними сечение, но не менее 1,5 мм2.
При использовании переносных светильников в помещениях с повышенной опасностью их питание должно осуществляться напряжением до 42 В, а в особо опасных — 12 В. Сеть пониженного напряжения (12 — 42 В) должна иметь специальные штепсельные розетки, а переносные светильники — соответствующие вилки, чтобы их нельзя было включить в розетки сети 220 В. Провода светильников должны иметь гибкую медную токопроводящую жилу и быть хорошо изолированы, а лампа — защищена металлической сеткой.
При оборудовании переносного освещения понижающий трансформатор 220/42 или 220/12 В должен иметь надежную изоляцию обмоток между собой и относительно сердечника и корпуса, а его вторичная обмотка и корпус должны быть заземлены. Провода, подходящие к первичной обмотке, должны быть хорошо изолированы, иметь с одного конца штепсельную вилку, а с другого хотя бы один провод должен неразъемно соединяться с выводом первичной обмотки. Длина проводов должна быть не более 1,5 м. Провода, соединяющие светильник со вторичной обмоткой понижающего трансформатора, могут быть любой длины, но должны быть хорошо изолированы.
Сварочные работы на высоте можно выполнять только с лесов или подмостей после осмотра их руководителем
116
работ и. принятия мер противопожарной безопасности. Пользоваться приставными и раздвижными лестницами запрещается.
При пайке нагретый паяльник следует держать на металлической подставке с лотком, предотвращающим попадание припоя, флюса и нагара на поверхность стола или проводов. Окончив пайку, паяльник убирают в металлический ящик (электрический паяльник предварительно отключают от электрической сети). Мелкие детали и концы проводов следует при пайке удерживать пинцетом или плоскогубцами. Лишний припой с жала паяльника удаляют не встряхиванием, а прикосновением к холодному твердому припою. Запрещается промывать место пайки бензином или другими легковоспламеняющимися растворителями. Тигель для лужения проводов и наконечников должен находиться в устойчивом положении на противне с бортами не менее 10—15 мм.
Растворители необходимо хранить в плотно закрывающейся небьющейся посуде, которую открывают только в момент пользования. Запрещается размещать около нагревательных приборов легковоспламеняющиеся вещества.
Все электроприборы после окончания работ должны быть отключены, причем отключать их надо за штепсельную вилку, а не за шнур.
Прозвонку проводов и жил контрольных кабелей можно выполнять только приборами напряжением не выше 12 В. Перед прозвонкой цепей необходимо убедиться, что с них снято напряжение. Измерять сопротивление изоляции мегаомметром должны двое рабочих, имеющих соответствующую квалификационную группу по технике безопасности.
Рабочие места электромонтажников должны быть оснащены противопожарными средствами, а . рабочие обучены правилам пользования ими. На месте работ бригада электромонтажников должна иметь аптечку с медикаментами для оказания первой помощи.
По окончании работ необходимо: привести в порядок рабочее место, удалив остатки материалов, посторонние предметы, обрезки проводов и изоляции; убрать инструмент и защитные средства в места их хранения, предварительно осмотрев и очистив от загрязнений; отнести использованный обтирочный материал в специально отведенное место.
Контрольные вопросы
1.	В чем заключается процесс монтажа электроустановок?
2.	Что понимают под индустриализацией и специализацией строительно-монтажных работ?
117
3.	Какие электромонтажные изделия и индивидуальный инструмент применяют при выполнении электромонтажных работ? (
4.	Какие элементы щитов являются основными и какие вспомогательными ?
5.	В какой последовательности выполняют сборку щитов?
6.	Как монтируют переключатель ПМО при установке с лицевой и задней сторон панели?
7.	Какие провода и кабели применяют при монтаже проводок на щитах и в распределительных устройствах?
8.	Как выполняют монтаж проводов на панелях защиты и автоматики с использованием шаблонов?
9.	Как оконцовывают и подключают провода к зажимам аппаратов и приборов?
10.	Какие меры безопасности должны выполняться при производстве электромонтажных работ?
Глава восьмая
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ
§ 30.	Виды технического обслуживания
Период эксплуатации (срок службы) устройств релейной защиты и автоматики определяется моральным или физическим его износом до такого состояния, когда ремонт их становится нерентабельным. В срок службы устройств РЗА, начиная с проверки при новом включении, входят несколько межремонтных периодов, каждый из которых состоит из приработки, нормальной эксплуатации и износа. Установлены следующие виды планового технического обслуживания устройств РЗА: проверка при новом включении; профилактический контроль; профилактическое восстановление; частичное профилактическое восстановление; периодические опробование и осмотры. Кроме того, при эксплуатации может проводиться внеплановое техническое обслуживание — внеочередные и послеаварийные проверки.
Проверку при новом включении устройств РЗА, в том числе вторичных цепей, измерительных трансформаторов и элементов приводов коммутационных аппаратов, проводят при включении вновь смонтированных устройств, а также после реконструкции действующих устройств, связанной с установкой новой дополнительной аппаратуры, или после монтажа новых вторичных цепей.
Задачей технического обслуживания в период приработки является как можно более быстрое выявление наиболее хат
118
рактерных в начале эксплуатации устройств РЗА приработоч-ных отказов. Период приработки начинается с проведения наладочных работ перед включением устройств РЗА в эксплуатацию, которые при тщательном выполнении обеспечивают выявление и устранение возможных приработочных отказов. Однако всегда имеется вероятность, что какой-то дефект не будет обнаружен или возникнет при наладке. Такие скрытые дефекты, как ослабленная межвитковая изоляция обмоток реле и трансформаторов, надломы в проволочных резисторах, местные ослабления диэлектрика в конденсаторах, могут выявиться спустя некоторое время после ввода устройства РЗА в эксплуатацию.
Таким образом, через некоторое время после наладки необходима еще одна проверка — первый профилактический контроль, после которой с большой вероятностью можно считать, что приработочные отказы выявлены и устранены.
Профилактический контроль является основным видом технического обслуживания устройств РЗА в период нормальной эксплуатации для выявления внезапных (случайных) отказов, являющихся следствием одновременного воздействия на элементы устройства нескольких факторов, каждый из которых не выходит за допустимый предел. Это предотвращает отказ функционирования, т. е. действия соответствующего устройства РЗА в момент нарушения нормального режима в защищаемом электрооборудовании или соответствующей электрической цепи (например, при коротком замыкании).
Профилактическое восстановление — это техническое обслуживание в период износа, заключающееся в своевременном ремонте изношенных элементов устройств РЗА или их замене для предотвращения резкого возрастания потока отказов (последовательности случайных отказов). Периодичность профилактического восстановления устанавливается ресурсом (временем работоспособности) большей части аппаратов и других элементов данных устройств РЗА.
Частичному профилактическому восстановлению дополнительно подлежат быстро изнашивающиеся элементы устройств РЗА. Обязательному частичному восстановлению подлежат реле серий РТ80, РТ90, ИТ80, ИТ90, РТ40/Р, ЭВ 100, ЭВ200, РПВ58, РПВ258, РТВ, РТМ, а также реле серии РТ40, выполняющие функции измерительного или пускового органа токовых защит обратной последовательности блока генератор-трансформатор и защит от симметричных перегрузок присоединений, работающих 10 раз в месяц и более.
119
Периодические опробования и осмотры являются дополнительными проверками в период нормальной эксплуатации. Назначением периодического опробования является проверка работоспособности наименее надежных элементов устройств РЗА: реле времени, технологических датчиков, обслуживаемых местной службой релейной защиты автоматики и измерений (МС РЗАИ), приводов коммутационных аппаратов. Внешним осмотрам периодически подвергают аппараты РЗА, вторичные цепи, положения переключающих устройств и испытательных блоков.
Внеочередные проверки проводят при частичном изменении схем или реконструкции устройств РЗА, восстановлении цепей, нарушенных в связи с ремонтом основного оборудования, необходимости изменения уставок или характеристик реле и устройств.
Послеаварийные проверки проводятся для выяснения причин отказов функционирования или неясных действий устройств РЗА. Их объем и программа утверждаются центральной службой релейной защиты автоматики и измерений (ЦС РЗАИ) соответствующей энергосистемы.
§ 31.	Периодичность и объем работ технического обслуживания
Все устройства РЗА, а также относящиеся к ним вторичные цепи, измерительные трансформаторы и элементы приводов коммутационных аппаратов периодически подлежат техническому обслуживанию. В зависимости от типа устройств РЗА и условий их эксплуатации (воздействия различных факторов внешней среды) цикл технического обслуживания — период эксплуатации между двумя ближайшими профилактическими восстановлениями — устанавливается от 3 до 8 лет.
Для устройств РЗА электрических подстанций напряжением 35 — 330 кВ, в том числе повышающих подстанций электростанций, цикл обслуживания составляет 6 лет, а для устройств РЗА электрических станций зависит от категории помещений, в которых они установлены.
Сухие отапливаемые помещения с незначительной вибрацией и запыленностью, в которых отсутствуют ударные воздействия (главные и блочные щиты управления и подобные им помещения), относятся к I категории. Помещения, характеризующиеся большим диапазоном колебаний температуры окружающего воздуха, незначительной вибрацией, наличием одиночных ударов, возможностью существенной запыленности панели (РУ собственных нужд 0,4 кВ, релейные отсеки КРУ 6 кВ и др.) относятся ко II категории.
120
Помещения, отличающиеся большой запыленностью, возможностью попадания на аппаратуру воды, большим диапазоном колебаний температуры (котельные и турбинные отделения) относятся к III категории, а помещения с постоянной большой вибрацией (камеры автоматов гашения поля генераторов, зоны вблизи вращающихся машин) — к IV категории.
Цикл технического обслуживания устройств РЗА в зависимости от категории помещений, где они установлены, принимают соответственно равным 8, 6, 4 и 3 годам.
Цикл технического обслуживания расцепителей автоматов всех типов равен 6 годам.
Цикл технического обслуживания устройств дистанционного управления и сигнализации неответственных присоединений напряжением 0,4—6 кВ электростанций может быть увеличен вдвое по сравнению с циклом технического обслуживания устройств РЗА этих присоединений, но не может быть более 8 лет.
Такие устройства вторичных соединений, как дистанционное управление, сигнализация, блокировка, подлежат только профилактическому восстановлению, опробованию и осмотрам с периодичностью, установленной для соответствующих устройств РЗА.
Для новых устройств РЗА, по кдторым еще нет достаточного опыта эксплуатации, принимается трехлетний цикл технического обслуживания с одним профилактическим контролем в середине цикла.
Первый профилактический контроль всех устройств РЗА, дистанционного управления и сигнализации должен проводиться через 10—15 мес после их включения в эксплуатацию.
Периодичность осмотров аппаратуры и вторичных соединений устанавливается МС РЗАИ в соответствии с местными условиями.
Необходимость и периодичность проведения опробований определяется местными условиями и утверждается решением главного инженера энергосистемы.
Опробование устройств АВР собственных нужд ГЭС и АЭС проводится оперативным персоналом не реже 1 раза в 6 месяцев, а, их элементов питания — не реже 1 раза в год.
Периодичность технического обслуживания устройств РЗА за время эксплуатации йриведена в табл. 7. Полный объем и последовательность проверок при каждом виде технического обслуживания всех устройств РЗА регламентируются Правилами технического обслуживания устройств релейной защиты, электроавтоматики, дистанционного управления и сигнализации электростанций, линий электропередачи 35 — 330 кВ (Мин-
121
Таблица 7. Периодичность технического обслуживания устройств РЗА
Элементы устройств РЗА	Цикл технического обслуживания	Количество лет эксплуатации																
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Подстанций 35 — 330 кВ, уста-																		
навливаемые:																		
в помещениях релейных щитов,	6	Н	К1		чв,	—	—	в	—	—	чв,	—	—	В	—.		чв,	—
щитов управления и др.					к						К						К	
в шкафах наружной установки	б	Н	К1		чв,	—	—.	в	—		чв,	—	—	В	—	-я.	чв,	;	
					к						К						к	
Электростанции, устанавливае-																		
мые:																		
в помещениях I категории (глав-	8	н	К1		—	чв, к				в	ни	—	—	чв,	—	-и-	—	В
иые и блочные щиты управления, релейные щиты)														к				
																		
в помещениях II категории	6	н	К1		чв,	—	—	в		чи—	чв,		—	в	—	—	чв,	—
(КРУ 6 кВ, РУСИ 0,4 кВ)					к						к						к	
в помещениях III категории (ка-	3	н	К1	—	в	—		в		ни-	в	—	—	в	—	«и»	в	—
меры АГП и др.) В помещениях IV категории (топливоподача, котельное и турбинное оборудование)	4	н	К1		—	в	—	чв		в	*	чв	-	в	-	чв	—	в
Максимальные, минимальные и независимые расцепители автоматов всех типов	6	н	К1				—	в		—	—	—	—	в	—	—	-*	—
Таблица 8. Объемы работ при техническом обслуживании аппаратов РЗА
Вид обслуживания	Объем работ
Токовые реле РТМ, РТВ и токовые электромагниты отключения
Н, К1, в н	Проверка регулировки механической части Измерение полного сопротивления обмотки реле (электромагнита отключения) при отпущенном и подтянутом сердечнике и токах, равных току срабатывания
н	Проверка тока срабатывания на рабочей отпайке при
Н, К1, в	открытой крышке привода Проверка тока срабатывания на заданной уставке при полностью собранном приводе
Н, К1, в	Снятие токовременной характеристике реле РТВ при полностью собранном приводе на заданной уставке при изменении тока от 1,1 тока срабатывания до получения ее независимой части
Реле минимального напряжения PH, РНВ и электромагниты управления
	с обмотками напряжения
Н, К1, В	Проверка регулировки механической части. Проверка напряжения срабатывания и возврата реле (электромагнита)
Н, К1, В	Проверка времени срабатывания реле РНВ на заданной уставке
Н, К1, В	Проверка рабочим напряжением (измерение фазных или линейных напряжений), проверка действия реле на выключатель при отключении трансформатора напряжения Реле РТ40 и РН50
Н, К1, в	Проверка регулировки механической части и состояния контактных поверхностей
Н, К1, В	Проверка тока (напряжения) срабатывания и возврата реле на рабочей уставке, а также на всех делениях шкалы реле, на которых уставки изменяются оперативным персоналом
К1	Проверка тока (напряжения) срабатывания и возвра-
Н, К1, в	та на рабочей уставке с контролем работы контактов Проверка надежности работы контактов Реле РТ80, РТ90
Н, К1, в	Проверка регулировки механической части и состояния контактных поверхностей
н	Проверка кратности срабатывания отсечки на рабочей уставке, проверка работы отсечки при токе, равном четырехкратному току уставки отсечки, но не более 150 А
Н, К1, в	Проверка тока срабатывания отсечки на рабочей уставке
123
Продолжение табл. 8
В	ид обслуживания	Объем работ
н,	К1, в	Проверка тока срабатывания и возврата индукционного элемента на рабочей уставке, проверка характеристики времени действия индукционного элемента (в 2 — 3 точках) на рабочей уставке по шкале времени. Если по характеристике реле проверяется селективность действия защиты, то характеристика должна сниматься более подробно
н,	К1, в	Проверка надежности работы контактов при токах от 1,05 тока срабатывания индукционного элемента до 10-кратного тока уставки
н		Проверка надежности работы контактов при максимальном токе КЗ и дешунтирования электромагнита отключения, если реле используется в схеме на переменном оперативном токе с дешунтированием отключающего электромагнита Реле РНТ 562 - РНТ 567
н,	К1, в	Проверка регулировки механической части и состояния контактных поверхностей исполнительного органа
н, н	К1, в	Проверка тока и напряжения срабатывания и возврата исполнительного органа при отключенном БИТ Проверка правильности выполнения короткозамкнутых обмоток
н, н	К1, в	Проверка тока срабатывания и возврата реле на рабочей уставке со стороны каждого плеча защиты Проверка коэффициента надежности реле
н,	К1, в	Проверка надежности работы контактов реле при токах от 1,05 до 5-кратного тока срабатывания
Реле РБМ171, РБМ177. РБМ178, РБМ271, РБМ277, РБМ278
Н, К1, В
Н, К1, В
Н, К1, В
Н, К1, в
Н, К1, в
Проверка регулировки механической части и состояния контактных поверхностей
Проверка отсутствия самохода по току при закороченной обмотке напряжения.
Проверка отсутствия самохода по напряжению при разомкнутой токовой обмотке
Определение угла максимальной чувствительности-
Проверка мощности срабатывания при угле максимальной чувствительности и токе, равном номинальному значению. Проверка реле РБМ271, РБМ277 и РБМ278 производится при работе их в обе стороны
Проверка поведения реле при сбросе обратной мощности от 10-кратной мощности срабатывания до максимальной возможной обратной мощности при КЗ на шинах подстанции. Проверка реле РБМ271, РБМ277 и РБМ278 производится при работе их в обе стороны
124
Продолжение табл. 8
Вид обслу-
живания
Объем работ
Н, К1, В
Н, К1, В
Н, К1, в
Н, К1, в
Н, К1, в
Н, К1, в о
Н, К1, в
Н, К1, в
Н, К1, в
К1, в в, о
Н, К1, в
Н, К1, в, к
Проверка надежности работы контактов при подведении к реле мощности от 1,2 мощности срабатывания до максимальной мощности, возможной при КЗ и угле максимальной чувствительности
Реле времени ЭВ112-ЭВ144, ЭВ215-ЭВ248
Проверка регулировки механической части и состояния контактных поверхностей
Измерение сопротивления постоянному току цепи обмотки при отпущенном и подтянутом якоре (термически устойчивых реле)
Измерение напряжения четкого срабатывания (для всех типов реле) и возврата (для реле ЭВ215, ЭВ225, ЭВ235, ЭВ245 и термически устойчивых реле)
Проверка времени срабатывания на рабочей уставке. Проверка на всех - делениях шкалы тех реле, уставки которых изменяются оперативным персоналом
Десятикратный запуск и прослушивание часового механизма
Трехкратный запуск и прослушивание часового механизма
Реле времени РВМ12 и РВМ13
Проверка регулировки механической части и состояния контактных поверхностей
Измерение токов четкого срабатывания и возврата реле при питании его поочередно от каждого насыщающегося трансформатора
Проверка времени срабатывания на рабочей уставке, а также на всех делениях шкалы тех реле, уставки на которых изменяются оперативным персоналом
Проверка срабатывания на рабочей уставке
Пятикратный запуск
Проверка надежности работы контактов при токах от 1,05 тока срабатывания до максимального тока короткого замыкания
Проверка времени действия реле в схеме защиты на Заданной уставке
Промежуточные реле РП23 — РП26, РП232 — РП233, РП251 — РП256, РП311, ЭП1, РП211 - РП215, РП221 - РП225
Н, К1, В
Н
Проверка регулировки механической части и состоя-
•ния контактных поверхностей
Проверка напряжения (тока) срабатывания и возврата реле по основным обмоткам
125
Продолжение табл. 8
В	ид обслуживания	Объем рабат
Н Н		Проверка тока (напряжения) удерживания реле по дополнительным обмоткам Проверка однополярных выводов основной и дополнительных обмоток
н,	К1, в	Измерение времени действия тех реле, для которых оно задано картой уставок или инструкцией по наладке и эксплуатации. Если при измерении времени действия производилась регулировка реле, повторно проверяется напряжение срабатывания и возврата Промежуточные реле РП321 и РП341
И,	К1, в	Проверка регулировки механической части и состояния контактных поверхностей
н, н	К1, В !	Проверка тока срабатывания и возврата реле Проверка зависимости вторичного выпрямленного напряжения от тока при последовательном соединении первичных обмоток
н,	К1, В	Проверка надежности работы контактов при максимальном токе короткого замыкания и дешунтировании электромагнитов отключения
Промежуточные реле РП351, РП352, РП8, РП9, РП11 и РП12
Н, К1, В Проверка регулировки механической части и состояния контактных поверхностей
Н, К1, В Проверка напряжения срабатывания по каждой обмотке. реле
Указательные реле ЭС21, РУ21, ЭС41 и ЕРУ4
Н, К1, В Проверка регулировки механической части и состояния контактных поверхностей
Н	Проверка напряжения (тока) срабатывания реле. Для
реле ЭС41 и БРУ4 проверка производится для каждой обмотки
Трансформаторы тока
Н, К1, В
Н
И
Измерение мегаомметром на напряжение 1000 — 2500 В сопротивления изоляции для всех вторичных обмоток на корпус и между собой
Определение однополярных выводов первичной и вторичной обмоток и проверка их соответствия заводской маркировке
Проверка коэффициента трансформации на рабочем ответвлении (для встроенных трансформаторов тока проверка производится на всех ответвлениях)
126
Продолжение табл. 8
Вид обслуживания	Объем работ
Ж Kt, В	Снятие характеристики намагничивания при рабочем коэффициенте трансформации
н	Определение вторичной нагрузки на каждую из групп трансформаторов тока Трансформаторы напряжения
Н, К1, в	Измерение мегаомметром на напряжение 1000 — 2500 В сопротивления изоляции всех вторичных обмоток на корпус и между собой
н	Определение однополярных выводов первичной и вторичных обмоток и проверка их соответствия заводской маркировке
я, кг, в	Определение нагрузки на каждую из обмоток транс-1 форматора напряжения
Н, К1, в	Определение потери напряжения в кабелях от трансформатора напряжения до нагрузки Блоки питания
Н, К1, в	Проверка надежности крепления элементов блоков: । трансформаторов, переключателей, выпрямителей и конденсаторов. Проверка затяжек всех винтовых соединений и качества паек
н	Проверка исправности диодов путем измерения их сопротивления в прямом и обратном направлениях
н, К1> в	Измерение сопротивления изоляции элементов блока и их цепей относительно корпуса и между собой
Н, К1, в	Снятие характеристики холостого хода и нагрузочной характеристики при рабочих уставках
н	Определение времени заряда до напряжения 0,8 но-' минального блоков, заряжающих конденсаторы
Н, К1, в	Проверка действия элементов защиты, а также работы электромагнитов отключения (включения) при питании оперативных цепей от блоков питания Зарядные устройства и блоки конденсаторов
Н, К1, в	Проверка надежности крепления элементов: трансформаторов, переключателей, выпрямителей, конденсаторов. Проверка затяжек всех винтовых соединений и качества паек
Н, К1,:В	Проверка механической части и контактных поверхностей' реле
н	Проверка исправности диодов путем измерения их сопротивления в прямом и обратном направлении
н	Проверка исправности конденсаторов с помощью мегаомметра иа напряжение 500 В
Н, К1, в	Измерение сопротивления изоляции элементов и их цепей относительно корпуса мегаомметром на 1000 В
Н, KI, в	Проверка напряжения срабатывания и возврата реле напряжения на рабочей уставке
127
Продолжение табл. S
Вид обслуживания
Объем работ
Н, К1, В
н
Н, К1, в
Н, К1, В
Н, К1, В
Н, К1, В, К
Н
К1, В
Проверка напряжения срабатывания и возврата поляризованного реле при подключенной нагрузке
Определение времени заряда конденсаторов, если выключатели снабжены устройствами АПВ
Проверка совместной работы блоков конденсаторов и зарядного устройства действием на электромагниты включения (отключения). Определение минимального напряжения заряда, необходимого для четкого срабатывания электромагнитов
Вторичные цепи
Внешний осмотр контрольных кабелей, их соединительных муфт и концевых заделок, рядов зажимов, контроль наличия заземления металлических оболочек кабелей, маркировки кабелей и их жил
Чистка от пыли
Измерение сопротивления изоляции относительно земли мегаомметром на 1000 В
Испытание изоляции повышенным переменным напряжением 1000 В
Испытание изоляции мегаомметром иа напряжение 2500 В
Элементы приводов коммутационных аппаратов
Н, К1, В
Н, К1, в
Н, К1, в
Н, К1, в
Н, К1, в, к
К1, в н
Н, К1, в
К1, о
н, К1, к
Н, К1, в
Измерение сопротивления постоянному току электромагнитов управления и контактора электромагнита включения
Проверка напряжения срабатывания электромагнитов управления, за исключением электромагнита включения электромагнитных приводов выключателей
Проверка времени включения (отключения) выключателя от подачи команды до замыкания (размыкания) силовых контактов
Проверка электрического устройства однократности включения привода (блокировки от «прыгания»)
Проверка правильности регулировки блок-контактов привода
Измерение изоляции вторичных цепей привода мегаомметром на 2500 В
Испытание изоляции вторичных цепей привода переменным напряжением 1000 В
.Проверка надежности работы привода при напряжении на зажимах электромагнитов включения и контактора, равном 0,8 номинального
Проверка надежной работы привода при номинальном напряжении оперативного тока
Измерение времени работы короткозамыкателя и отделителя (для согласования с АПВ)
Измерение времени готовности привода (пружинных' приводов с АПВ)
m
энерго, 1979 г.). В табл. 8 приведены сведения, относящиеся к аппаратам РЗА, преимущественно рассмотренным ранее реле. В табл. 7 и 8 приняты следующие условные обозначения видов Технического обслуживания: Н — проверка (наладка) при новом включении; К1 — первый профилактический контроль; К — второй и последующие профилактические контроли; В — профилактическое восстановление; ЧВ — частичное профилактическое восстановление; О — опробование.
При всех видах технического обслуживания разборку реле для чистки подпятников, правки осей, замены отдельных частей, смазки механизма выполняют, если при осмотре, проверке механических или электрических характеристик выявлена ее необходимость. Разборка должна производиться в лаборатории квалифицированным персоналом.
При регулировке и настройке реле установлены следующие допустимые максимальные отклонения уставок защит.
Выдержка времени быстродействующих защит без реле времени, с.................................... ± 0,05
Выдержка времени защит с независимой характеристикой, с........................................ ±0,1
Выдержка времени защит с зависимой характеристикой, с: в зависимой части (контрольные точки)................. ±0,15
в независимой части........................... ±0,1
Выдержка времени встроенных в привод реле в независимой части (с учетом времени отключения выключателя),с ......................................... ± 0,15
Сопротивление срабатывания дистанционных защит, %	±3
Ток и напряжение срабатывания реле переменного тока и напряжения, %............................... +3
То же, для несогласуемых защит, %................ +5
Ток и напряжение срабатывания реле, встроенных в привод, %........................................ ±5
То же, для отключающих и включающих катушек, %'	+5
Мощность срабатывания реле направления мощности переменного тока, напряжение и ток срабатывания реле постоянного тока, % ............................... + (Зч-5)
Коэффициент возврата реле: не встроенных в привод........................... ±0,03
встроенных в привод........................... ±0,05
§ 32. Контроль изоляции и целостности вторичных цепей
Большая протяженность проводов и жил контрольных кабелей вторичных цепей устройств РЗА и множество контактов аппаратов и контактных соединений определяют возможность нарушения изоляции и контактных соединений, если
5 В. Н. Камнев
129
Рис. 93. Контроль изоляции в цепях постоянного тока:
а — с помощью двух вольтметров, б — с помощью двух вольтметров и реле тока
Рис. 94. Устройство для измерения сопротивления изоляции сети постоянного тока
при эксплуатации им не уделяют достаточного внимания. Поэтому при эксплуатации необходимо обеспечить систематический контроль состояния изоляции и контактных соединений как на действующем оборудовании, так при проверках4, когда оборудование отключено.
Контроль изоляции вторичных цепей, находящихся под напряжением. В цепях постоянного оперативного тока этот контроль выполняют двумя вольтметрами PV1 и PV2 (рис. 93, а), показывающими напряжение относительно -земли положительного и отрицательного полюсов. При ухудшении изоляции какого-либо полюса относительно земли подключенный к нему вольтметр показывает меньшее напряжение, чем вольтметр, подключенный к другому полюсу. Вольтметры должны быть магнитоэлектрической системы, соответствовать напряжению сети оперативного тока (при напряжении сети 220 В напряжение 250 В) и иметь возможно большее внутреннее сопротивление (не менее 1000 Ом на 1 В). Следовательно, вольтметр на 250 В должен иметь внутреннее сопротивление не менее 250000 Ом.
Для контроля состояния изоляции можно также использовать два вольтметра и реле тока КА (рис. 93,6), которое при включенных рубильниках S1 и S2 в случае значительного снижения сопротивления изоляции одного из полюсов сети оперативного тока срабатывает и подает сигнал.
Устройство, показанное на рис. 94, позволяет измерить сопротивление изоляции как всей сети постоянного тока, так и каждого полюса относительно земли, сигнализирует о значительном ухудшении изоляции и состоит из высокоомного вольтметра PV со шкалой, проградуированной в единицах
130
сопротивление (в килоомах), двух постоянных R1 и R3 и одного переменного R2 резисторов (каждый сопротивлением 1000 Ом), переключателя 5 и сигнального реле КН с большим внутренним сопротивлением. Нормально переключатель находится в нейтральном положении, при котором реле КН включено в схему (это положение показано на рис. 94). При значительном ухудшении изоляции сигнальное реле КН срабатывает и приводит в действие сигнализацию.
Для измерения сопротивления изоляции переключатель 5 и движок 1 переменного резистора R2 устанавливают в положения, при которых стрелка вольтметра находится на середине шкалы (на отметке >). Затем, не изменяя положения движка 1, переводят переключатель 5 в другое положение (например, вправо, если он находился в левом). При этом прибор будет показывать сопротивление изоляции всей сети, а в зависимости от того, в какую сторону отклонится стрелка, можно судить, на каком полюсе ухудшилась изоляция. Чтобы определить сопротивление изоляции каждого полюса сети относительно земли, показание прибора умножают на соответствующий коэффициент к\ для одного и к2 для другого полюса. Значения коэффициентов kt и к2 нанесены на шкалу 2, стрелка которой механически связана с движком 1 переменного резистора Л2. Окончив измерение, переключатель переводят в нейтральное положение, включив в схему сигнальное реле КН.
При появлении сигнала дежурный персонал должен немедленно приступить к отысканию места нарушения изоляции и его ликвидации, сообщив об этом вышестоящему оперативному персоналу и руководителю МС РЗАИ. Все работы в цепях постоянного тока, пока не будет устранено нарушение изоляции, должны быть прекращены.
Сначала находят присоединение с ухудшенной изоляцией, поочередно отключая все присоединения, отходящие от шин постоянного тока (при наличии двух источников переводят присоединения с одного источника на другой). При отключении присоединения с ухудшенной изоляцией приборы контроля, установленные на щите постоянного тока, будут показывать хорошее состояние изоляции оставшейся в работе сети, а при переводе присоединения с ухудшенной изоляцией на другой источник его приборы контроля — снижение сопротивления изоляции. Отключение (или переключение) присоединений постоянного тока при отыскании мест повреждения изоляции следует начинать с менее ответственных. Так, начав с присоединений, питающих аварийное освещение, переходят к присоединениям, питающим аварийную вентиляцию, цепи
5*
131
Рис. 95. Схема включения генератора импульсов и прибора ВАФ-85 при отыскании места нарушения изоляции в цепях постоянного тока
электромагнитов включения приводов выключателей и, наконец, оперативные цепи РЗА. Определив, на каком присоединении нарушена изоляция, его переводят на резервный источник питания оперативного тока (если такой имеется) или отключают и продолжают отыскивать непосредственно место нарушения изоляции.
Рассмотренные приемы отыскания мест нарушения изоляции в цепях постоянного оперативного тока связаны со значительной тратой времени и вероятностью внесения других нарушений из-за необходимости отключения отдельных присоединений. Поэтому лучше определять места нарушения изоляции без отключения постоянного тока со вторичных цепей устройств РЗА. В этом случае при замыкании на землю к цепи постоянного тока подключают генератор импульсов в виде реле KL (рис. 95). Протекающие по этой цепи импульсы тока обнаруживают без разрыва цепи вольт-амперфазоиндикатором ВАФ-85, пользуясь клещами, которыми последовательно, переходя от одного к другому участку проверяемой цепи, охватывают проводники. Перед местом повреждения импульсы тока есть, а после него их не будет. Реле периодически срабатывает и отпадает, поскольку его размыкающий контакт KL: 1 включен последовательно обмотке, а размыкающий KL: 2 периодически замыкает цепь импульсов тока через резистор R2. Частоту импульсов устанавливают подбором емкости конденсатора С и сопротивления резистора RL
Контроль изоляции вторичных цепей при снятом напряжении. При этом контроле обычно мегаомметром измеряют сопротивление изоляции как собранной схемы, так и ее элементов. В первом случае схема должна быть подготовлена так, чтобы не осталось ни одного не проверенного участка. Измерять сопротивление изоляции следует при всех рабочих положениях ключей управления, переключателей и других коммутационных аппаратов устройств РЗА (фиксированных и нефиксированных), так как отдельные подвижные контакты (например, оперативные ключи управления) в фиксированном положении не замкнуты ни с одним из неподвижных. Изоляция подвижных контактов при измерениях собранной
132
Рис. 96. Подвижный контакт переключателя ПМО, в котором нарушена изоляция
Рис. 97. Контроль целостности предохранителей и наличия подводимого к контактору напряжения с помощью лампы (а) или реле (б) и контроль всей цепи (в)
схемы, даже при всех возможных фиксированных положениях ключей управления, может оказаться не проверенной. Так, подвижный контакт 5-го типа переключателя ПМО (рис. 96) в фиксированных положениях не замкнут с неподвижными 1—4 и замыкания его на землю обнаружить нельзя.
Установив, что сопротивление изоляции собранной схемы ниже допустимого, измеряют сопротивление изоляции отдельных цепей, отделяя их от соответствующего устройства коммутационными аппаратами (рубильниками, предохранителями, накладками и др.) или отключая на сборках зажимов. Найдя поврежденную цепь, делят ее примерно на два равных участка и, измеряя сопротивление их изоляции, находят участок с нарушенной изоляцией. Аналогично определяют непосредственно повреждение и устраняют его.
Контроль целостности вторичных цепей, находящихся в работе. Цепи оперативного тока контролируют с помощью ламп или промежуточных реле, включенных после соответствующих предохранителей (или автоматов), защищающих их от токов короткого замыкания. При целостности предохранителей F (рис. 97, а) лампа HL горит, сигнализируя о наличии напряжения в контролируемой цепи — цепи управления магнитным контактором КМ. При неисправности цепи на участке между точками 2 и 3 подключения лампы HL и соответствующими точками 1 и 4 шинок питания, обычно из-за перегорания предохранителя и реже из-за нарушения контактных соединений лампа не горит. Промежуточное реле KL (рис. 97,6} позволяет использовать как световую,
133
так и звуковую сигнализацию. При неисправности в цепи питания реле KL отключается, замыкая своим размыкающим контактом KL: 1 лампу HL, а размыкающим KL :2 — звонок ВА.
Для более сложных и ответственных цепей такой контроль недостаточен, поскольку не выявляет нарушение цепи между точками 2 и 3 (например, при обрыве в обмотке магнитного контактора). В этом случае прибор, контролирующий целостность цепи, включают параллельно замыкающим контактам коммутирующего аппарата, например сигнальную лампу HL — параллельно контактам кнопки управления SBC (рис. 97, в) — и контролируют всю цепь управления магнитным контактором КМ. Лампа должна быть небольшой мощности и иметь сопротивление, значительно превышающее сопротивление катушки магнитного контактора. При этом лампа будет находиться почти под полным напряжением сети и нормально светиться, а ток, проходящий по контролируемой цепи, будет недостаточен для самопроизвольного срабатывания контактора КМ. Чтобы исключить срабатывание контактора КМ во время замены лампы HL из-за замыкания в патроне, последовательно ей включают резистор (лампа при этом должна быть рассчитана на меньшее номинальное напряжение).
В рассмотренном ранее устройстве дистанционного управления выключателем (см. рис. 51) цепи контактора включения КМ и отключающего электромагнита YAT привода контролируются соответственно промежуточными реле KLT и KLC, последовательно которым включены резисторы R1 и R2. Целостность цепей трансформаторов тока контролируют, измеряя в них ток без разрыва цепи, используя испытательные блоки или зажимы, либо вольтамперфазоиндикатор ВАФ-85 с измерительными клещами. Так, при соединении вторичных обмоток трансформаторов тока в полную звезду, если цепи исправны, токи в фазных проводах равны и соответствуют току нагрузки соответствующего присоединения, а в нулевом проводе имеется незначительный ток (ток небаланса). Отсутствие тока в нулевом проводе указывает на неисправность (разрыв) этой цепи. Учитывая, что в трехфазных цепях при нормальных условиях отсутствуют напряжения и токи обратной и нулевой последовательности, при контроле широко используют фильтры этих напряжений и токов. Появление на выходе фильтров соответствующих токов и напряжений свидетельствует о неисправности контролируемых цепей и определяется по показаниям соответствующих измерительных приборов или срабатыванию сигнальных реле, подключенных к этим фильтрам. Исправность и правильность подключения к реле цепей измерительных трансформаторов тока и напря
134
жения можно установить, снимая векторные диаграммы проходящих по ним токов.
Контроль целостности вторичных цепей, выведенных из работы. При этом контроле тщательно проверяют затяжку гаек и винтов резьбовых зажимов, а также надежность контактных соединений в пружинных и других зажимах. Выполняя контрольную подтяжку винтов и гаек, подключенный проводник придерживают, предотвращая его закручивание, и не прикладывают чрезмерных усилий, чтобы не сорвать резьбу. О целостности и правильности соединения токовых цепей судят по их сопротивлению постоянному току. При этом следует измерять сопротивление постоянному току встроенных трансформаторов тока на всех отпайках, обмоток реле и недоступных для осмотра контактных соединений. Кроме того, целостность и правильность соединения вторичных цепей устанавливают прозвонкой коротких участков пробником, а длинных, включающих жилы контрольных кабелей, — с помощью телефонных трубок или специальных приборов, например ПЖ-30, УМЖК-56.
§ 33. Защита вторичных цепей трансформаторов напряжения и постоянного оперативного тока
Для защиты цепей трансформаторов напряжения используют устанавливаемые в непосредственной близости от них автоматы с расцепителями максимального тока. Защиту выбирают так, чтобы она действовала при коротком замыкании в любой точке защищаемой цепи как рядом с трансформатором напряжения, так и в самой удаленной точке при наименьшем токе короткого замыкания. Защищать трансформаторы напряжения от перегрузок не требуется, так как они работают в режиме, близком к холостому ходу. Для защиты широко используют простые по конструкции и надежные в работе автоматы серии АП-50, отключающая способность которых 2500 А при полном времени отключения короткого замыкания 0,017 с. Эти автоматы имеют электромагнитные расцепители на номинальные токи уставки 1,6; 2,5; 4; 6,4; 10; 16; 25; 40 и 50 А и кратность срабатывания 3,5; 9 и 11 от номинального тока уставки. Уставка по номинальному току может регулироваться в сторону уменьшения до значения предыдущей ступени. Так, уставку автомата с номинальным током уставки расцепителя 10 А можно отрегулировать до 6,4 А.
Чтобы обеспечить необходимую чувствительность при защите цепей трансформаторов напряжения от коротких замы-
135
калий, автомат выбирают с номинальным током уставки расцепителя, начиная от 2,5 А и кратностью срабатывания 3,5 от номинального тока уставки. Номинальный ток расцепителя выбранного автомата должен быть равен току нагрузки трансформатора напряжения или несколько больше. За ток нагрузки обычно принимают номинальный ток трансформатора напряжения. Ток срабатывания расцепителей с кратностью 3,5 определяют, умножая номинальный ток уставки на эту кратность. Ток срабатывания расцепителя должен быть по крайней мере в два раза меньше минимального тока короткого замыкания в защищаемой автоматом цепи, который задается с учетом сопротивления проводов (до самой удаленной точки) и обмоток трансформатора напряжения.
Пример. Необходимо выбрать автомат для защиты цепей трансформатора напряжения номинальной мощностью 500 В • А, если наименьший ток короткого замыкания ZK 3 mjn равен 45 А.
Примем ток нагрузки равным номинальному току трандформатора напряжения /нагр = ]/з 500/100 = 8,66 А. Выберем трехполюсный автомат АП = 50 = ЗМ с максимальным расцепителем, номинальный ток уставки которого 10 А, а кратность тока срабатывания 3,5. Для повышения чувствительности необходимо отрегулировать ток до нижнего значения, равного 6,4 А. Тогда ток срабатывания автомата будет равен 6,4 • 3,5 = 22,4 А, что в два раза меньше минимального тока короткого замыкания, и обеспечивает достаточную чувствительность защиты. Проверку автомата на отключающую способность не производят, поскольку максимальный ток короткого замыкания во вторичных цепях трансформаторов напряжения всегда значительно меньше 2500 А — тока, который могут отключать автоматы серии АП-50.
Если при проверке на чувствительность окажется, что ток срабатывания автомата велик, а использовать автомат с меньшим номинальным током уставки нельзя, поскольку не будет выполнено требование, что этот ток должен соответствовать току нагрузки или быть больше него, следует увеличить минимальный ток короткого замыкания во вторичной цепи трансформатора напряжения, например применив отходящий контрольный кабель с жилами большего сечения.
Для защиты цепей оперативного постоянного тока используют автоматы с электромагнитными, тепловыми и комбинированными расцепителями, или предохранители. На распределительных щитах, как правило, устанавливают автоматы, в приводах выключателей — предохранители ПР (без заполнителя) или НПР и НПН (с заполнителем — мелким кварцевым песком), а на панелях щитов управления — предохранители на сравнительно небольшой ток до 10 А при напряжении до 250 В (например, ППТ-10).
Выбор плавких вставок предохранителей в цепях оперативного тока определяется условиями работы устройств РЗА. Цепи управления и сигнализации защищают только от коротких замыканий, поэтому плавкие вставки предохранителей не должны сгорать от толчков тока в нормальных условиях, но быстро и надежно сгорать при коротком замыкании на защищаемом участке. Номинальный ток таких плавких вставок должен быть не больше 0,1 тока короткого замыкания и обычно равен 6 или 10 А.
Так как включающие электромагниты приводов выключателей не рассчитаны на длительное нахождение под током, номинальный ток плавких вставок предохранителей выбирают равным 0,3 —0,4 номинального тока электромагнитов. Например, для привода ПЭ-11, имеющего номинальный ток 95 А при напряжении 220 В, номинальный ток плавкой вставки должен быть 35 А. Это обеспечивает надежную работу привода. Если же включающий электромагнит по какой-либо причине будет длительно находиться под током (например, вследствие приваривания контактов магнитного контактора), плавкая вставка сгорит.
Для защиты цепей электродвигателей приводов коммутационных аппаратов и механизмов изменения частоты вращения турбин, а также других электродвигателей, входящих в устройства РЗА или управляемых ими, номинальный ток плавких вставок предохранителей должен быть больше номинального тока этих электродвигателей, но в 1,6 — 2 раза меньше их пускового тока. Номинальный ток плавкой вставки должен быть близким к расчетному. Номинальные токи выпускаемых плавких вставок равны 4, 6, 10, 15, 20, 25, 35, 45, 60, 80, 100, 125, 160, 200, 225, 300, 350, 430, 500, 600, 700, 850 и 1000 А. Для обеспечения селективности действия предохранитель, расположенный ближе к источнику питания, должен иметь плавкую вставку, номинальный ток которой на две ступени больше номинального тока плавкой вставки следующего в цепи предохранителя. Так, если номинальный ток плавкой вставки первого предохранителя 100 А, плавкая вставка второго предохранителя должна быть на 60 А.
Контрольные вопросы
1.	Какие виды технического обслуживания устройств РЗА вы знаете?
2.	Какие работы входят в состав межремонтных периодов?
3.	Для чего и когда проводят первый профилактический контроль устройств РЗА?
	4. Какие реле подлежат обязательному частичному восстановле-
нию? '
137
5.	Какие работы выполняют при различных видах технического обслуживания реле РТ40?
6.	Как проверяют состояние изоляции вторичных цепей под напряжением и при снятом напряжении?
7.	Как контролируют целостность вторичных цепей, находящихся в работе?
8.	Какой автомат следует использовать для защиты цепей трансформатора напряжения мощностью 500 В • А, если минимальный ток короткого замыкания равен 78 А?
9.	Каким должен быть номинальный ток плавкой вставки предохранителей электромагнитного привода при номинальном токе включающего электромагнита, равным 240 А?
Глава девятая
ОРГАНИЗАЦИЯ РЕМОНТА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ
§ 34. Краткая характеристика ремонтных работ и требования к оборудованию помещении для их выполнения
При эксплуатации устройства релейной защиты и автоматики изнашиваются и морально устаревают, кроме того, возможны различные повреждения вследствие возникающих в электрических цепях ненормальных режимов (коротких замыканий, перегрузок), невыявленных заводских дефектов и дефектов монтажа, а также в результате неправильных действий обслуживающего персонала.
Поэтому возникает необходимость в ремонтных работах и организации соответствующих подразделений для их выполнения в составе служб, занимающихся эксплуатацией устройств РЗА, или более крупных, в виде цехов и даже предприятий.
К ремонтным работам относятся: ремонт реле, связанный с изготовлением и заменой отдельных деталей и узлов, выполнение электромонтажных, слесарно-механических и сборочных работ. Некоторые работы (например, ремонт панелей щитов, контрольных кабелей, сборок зажимов) приходится выполнять на месте их установки, но большую их часть выполняют в специально оборудованных производственных и вспомогательных помещениях.
Производственными помещениями являются слесарно-механическая и электромонтажная мастерские, а также лаборатория, предназначенная для проверки, испытания и регулировки аппаратуры релейной защиты и автоматики. Эти помещения должны быть сухими, чистыми и отапливаемыми,
138
Рис. 98. Слесарный верстак:
1, 2 — измерительный и рабочий инструмент, 3 — ящики, 4 — полки, 5 — сиденье, 6 — каркас, 7 — столешница, 8 — тиски, 9 — защитный экран; 10 — планшет для чертежей, 11 — лампа
Рис. 99. Измерительный инструмент :
а — линейка, б — штангенциркуль, в — микрометр, г — щуп, д — резьбовые шаблоны, е, ж — лекальные линейка и угольник
иметь объем не менее 15 м3 на каждого работающего, площадь — не менее 4,5 м2 и высоту — не менее 3 м.
В слесарно-механической мастерской размещают: слесарные верстаки с набором измерительного, разметочного и рабочего инструмента (рис. 98); токарный станок для мелких поделок, (например, токарно-винторезные ТВ-16 и 1К62); стационарный сверлильный станок с наибольшим диаметром сверления 20 — 25 мм (например, 2А125) и настольный с наибольшим
139
Рис. 100. Разметочный инструмент
Рис. 101. Слесарный инструмент: а — зубило, б — напильники, в - ножовка, г - ножницы, д -сверло, е - зенковка, ж — развёртка, з — плашка, и — метчик
диаметром сверления 12 мм (например, СН-12А); электрические пресс-ножницы для резки листовой и угловой стали толщиной до 10 мм (например, ПН-1М); сварочный трансформатор (например, ТС-300 мощностью 20 кВ-А на сварочный ток до 300 А) с принадлежностями для дуговой электросварки; машину для точечной сварки (например, АТП); заточный станок с двумя шлифовальными кругами. Кроме того, в ней должны быть рабочий стол для разметочных и вспомогательных работ, а также инвентарь для хранения материалов, оснастки, инструмента и деталей.
Из измерительного инструмента необходимы (рис. 99, а — ж): линейка, штангенциркуль, микрометр, щуп, резьбовые шаблоны, лекальные линейка и угольник; из разметочного инструмента используют (рис. 100) чертилку 1, циркуль 2, кернер 3
140
и угольник 4. Слесарный инструмент разделяется по виду работ. Для рубки служат зубила (рис. 101, а), для опиливания — напильники разной формы с крупной (драчевые), мелкой (личные) и очень мелкой (бархатные) насечкой; для резки — ножовка (рис. 101, в) и ножницы по металлу. (рис. 101, г); для высверливания и обработки отверстий — сверла (рис. 101, <)), зенковки (рис. 101, ё) и развертки (рис. 101, ж); для нарезания резьбы — плашки (рис. 101, з) и метчики (рис. 101, и).
Электромонтажная мастерская предназначена для выполнения большей части работ при ремонте аппаратуры релейной защиты и автоматики (осмотра, выявления и устранения неисправностей, монтажа и сборки) и оснащается соответствующими рабочими местами. Рабочее место электромонтера по ремонту аппаратуры релейной защиты и автоматики обычно представляет собой стол со столешницей из негорючего материала или с соответствующим покрытием, имеющий выдвижные ящики для хранения инструмента, измерительных приборов (ампервольтомметра, мегаомметра, пробника и др.) и наиболее часто требующихся при ремонте запасных частей и деталей реле, а также материалов. При ремонте громоздких аппаратов и в случаях, когда площади основного стола недостаточно, полезен передвижной стол-приставка.
Стол должен быть оборудован: вытяжным коробом или иавесом; местным освещением; щитком электропитания трехфазного 220 В, однофазного 42 В и постоянного 220 В тока; устройствами для регулирования тока, напряжения и фазы; подставкой для паяльника, припоя и флюса.
На каждом основном рабочем месте должен иметься следующий инструмент: электромонтажный — для монтажа вторичных цепей (см. § 25); для паяния и лужения (электропаяльники и электротигель); специальный — для сборки и регулировки реле — набор часовых отверток, прямые и боковые пинцеты (рис. 102, а), а также, пинцеты для зачистки тонких проводов (рис. 102,6); ручные тиски (рис. 102, е); плоские и торцовые ключи под гайки М3 — М8, специальные торцовые ключи (рис. 102,г); воронило для зачистки контактов реле и набор лапок для правки их контактных пружин (рис. 102, б); немагнитный ключ 22 мм; набор надфилей; лупа с увеличением в 4 — 10 раз (рис. 102, е); граммометр для регулировки контактов (рис. 102, ж); индикатор с приспособлением для проверки изгиба осей (рис. 102, з) и моментомер для проверки спиральных пружин (рис. 102, и).
Кроме того, в мастерской должны быть оборудованы места для выполнения намоточных и монтажных работ в виде столов с намоточными станками и специальных монтажных
141
Рис. 102. Инструмент для сборки и регулировки реле:
а, б — пинцеты, в — ручные тиски, г — ключи, д — лапки, е — лупа, ж — граммометр, з — индикатор, и — моментомер
Рис. 103. Стационарный стенд для проверки и регулировки реле
столов с набором шаблонов, приспособлений и необходимого инструмента, а также иметься вытяжной и сушильный шкафы. Для хранения подлежащей ремонту и отремонтированной аппаратуры релейной защиты и автоматики, а также материалов, приборов и инструмента общего пользования в мастерской должны быть соответствующие стеллажи и шкафы.
Лаборатория для проверки и регулировки реле должна быть оборудована стационарными стендами (рис. 103), оснащенными устройствами для регулирования напряжения и тока, а также сдвига фаз между ними, измерительными приборами, кронштейнами, на которых можно устанавливать реле для проверки, и коммутационными аппаратами, позволяющими быстро подготовлять необходимую схему для проверки реле. В лаборатории должны быть также установки для проверки щитовых и лабораторных электроизмерительных приборов, стеллажи и шкафы для хранения проверенных и подлежащих проверке реле, а также необходимых измерительных приборов, вспомогательного оборудования и приспособлений.
К вспомогательным помещениям относятся кладовые, инструментальная, помещение для хранения испытательного оборудования и измерительных приборов, бытовые помещения. Особое внимание следует уделять оснащению помещения для хранения измерительных приборов, испытательного оборудования и других устройств для проверки аппаратуры релейной защиты и автоматики.
§ 35. Приборы и устройства для проверки и испытания реле защиты и автоматики
При проверке и испытании реле защиты и автоматики используют различные измерительные приборы, источники постоянного и переменного тока и устройства для регулирования напряжения, тока и фазового угла. Кроме того, широко применяют комплектные испытательные устройства, позволяющие полностью проверять и испытывать реле при меньших затратах времени.
Измерительные приборы. К ним относятся приборы для измерения электрических величин (напряжения, тока, мощности, фазы и др.), временных параметров реле, температуры.
Для измерения тока и напряжения применяют переносные многопредельные электромагнитные приборы серии Э500: миллиамперметры Э513/1 — Э513/3 соответственно на пределы измерений 10 — 20 — 40, 25 — 50—10 и 250 — 500 — 1000 мА; амперметры Э514/1 — Э514/3 соответственно на пределы измерений 1—2; 2,5 — 5 и 5—10 А; вольтметры Э515/1 — Э515/2 соответственно на пределы измерений 1,5 —
143
3-7,5-15; 7,5- 15-30-60 н 75-150-300-600 В. Эти приборы позволяют с достаточной точностью (их основная погрешность 0,5 %) выполнять измерения в цепях переменного и постоянного тока.
Для измерения больших токов (до 50, 600 и 2000 А) используют соответственно трансформаторы тока И54М, УТТ-5М и УТТ-6М.
Для измерения очень малых токов в цепях постоянного тока применяют магнитоэлектрические милли- и микроамперметры (например, Ml09 с пределами измерений от 10 до 1000 мкА и от 2 до 200 мА) и гальванометры М427.
Для измерения мощности и фазы тока применяют переносные электродинамические приборы, имеющие класс точности 0,5; однофазные ваттметры Д5004/2 на номинальные напряжения от 30 до 600 В и ток 2,5 и 5 А и Д5004/5 на номинальные токи 0,25 и 0,5 А; однофазный фазометр Д578 на номинальные напряжения 100, 127 и 220 В и ток 5 А.
Для измерения электрических сопротивлений применяют мосты, омметры и мегаомметры. Мосты позволяют измерять сопротивления в широком диапазоне с большой точностью. Так, одинарно-двойным мостом Р329, имеющим класс точности 0,05, можно измерять сопротивления от 1 мкОм до 1 МОм. Омметры по сравнению с мостами менее точны, но проще по конструкции, удобнее в работе и поэтому широко используются при измерениях, не требующих большой точности, а также в качестве пробников при проверке целостности электрических цепей. Применяются омметры Ф410 (с пределами измерений от 0 до 1, 10, 100, 1000, 10000, 100000, 1000000 и 10000000 Ом), М371 (с пределами измерений от 10 до 100 Ом н от 100 до 1000, 10000, 1000000 и 1000 000 Ом) и микроомметры М246 (с пределами измерений 0—10 Ом, 100— 1000 мкОм и 10— 100 мкОм). Мегаомметры служат для измерения очень больших сопротивлений. Наиболее часто используют мегаомметры М4100 (рис. 104) с автономным питанием, имеющие генератор G переменного тока с ручным приводом, выпрямитель U и измерительный механизм в виде магнитоэлектрического ло-гометра Р. Эта серия включает пять типов приборов: М4100/1 на напряжение 100 В с пределами измерений до 200 кОм и до 100 МОм; М4100/2 на напряжение 250 В с пределами измерений до 500 кОм и 300 МОм; М4100/3 на напряжение 500 В с пределами измерений до 1000 кОм и 500 МОм; М4100/4 на напряжение 1000 В с пределами измерений до 1000 кОм и 1000 МОм; М4100/5 на напряжение 2500 В с пределами измерений до 2000 кОм и 3000 МОм.
144
Рис. 104. Схема мегаомметра
М4100
Рис. 105. Вольтамперфазоииди-катор ВАФ-85:
а — общий вид, 6 — приборная панель
4	5	6	7
s)
Из комбинированных приборов применяют ампервольтом-метры — переносные многопредельные приборы для измерения сопротивлений, а также постоянного и переменного тока и напряжения.
Комбинированный прибор Ц4313 позволяет измерять: ток на пределах от 60 до 120 мкА и от 0,6 до 1500 мА; напряжение на пределах 75 мВ и от 1,5 до 600 В; сопротивление на пределах от 0,5 до 5000 кОм; емкости до 500 пФ. Прибор Ц4314 позволяет измерять сопротивления от 0,001 до 10 Мом и емкости до 0,1 мкФ, а прибор Ц4315—сопротивления от 300 Ом до 5000 МОм и емкости до 30000 пФ. Ампервольтомметр — испытатель транзисторов Ц431 служит для измерения: переменного и постоянного токов соответственно на пределах 0,06 — 0,6 — 60 — 600 и 0,3 — 3 — 30 — 300 мА; переменного и постоянного напряжений на пределах от 0,3 до 90 и от 1,5 до 750 В; сопротивления на пределах от 0,5 до 5000 кОм, а также параметров транзисторов.
Вольтамперфазоиндикатор ВАФ-85 позволяет измерять: ток на пределах 10 — 50 — 250 мА при непосредственном включении в контролируемую цепь и 1—5—10 А с помощью специальных токоизмерительных клещей; напряжения на пределах 1 — 5 — 25— 125 и 250 В; фазу напряжения и тока; определять чередование фаз в цепях трехфазного тока и, кроме того, магнитную индукцию. Основная погрешность прибора при измерении тока и напряжения 5 %, а угла — 5°.
Прибор ВАФ-85 (рис. 105, а) смонтирован в ящике 1
145
Рис. 106. Электросекундомер ПВ-53Л: а — общий вид, б — устройство
3)
с крышкой 2, в которой укрепляют токоизмерительные клещи 3. На приборной панели (рис. 105, б) размещены: зажимы 4, 5, 6 и 7 для включения прибора при измерении тока; подведения питания от трехфазной сети (фазы А, В и С); U, ♦, I соответственно для включения прибора при измерении напряжения и подключения токоизмерительных клещей; переключатели 8 и 9 пределов измерений и измеряемой величины (фазы в одном положении и тока или напряжения в другом); лимб сельсина 10 и взаимодействующий с ним тормоз 11; измерительный прибор 12; переключатель 13 подготовки прибора для измерения тока при непосредственном включении (на пределах 10—50 — 250 мА — положение «тА») или с помощью клещей, а также для измерения напряжения (положение «1Л»).
Для измерения временных параметров реле используют специальный прибор Ф738 с цифровой индикацией определения времени срабатывания или отпускания реле с любой комбинацией двух пар контактов, а также кратковременного замыкания или размыкания их. Диапазон измеряемых интервалов времени от 0,0001 до 10 с. Для измерения интервалов времени от сотых долей секунды до 10 с широко применяют электросекундомер ПВ-53Л (рис. 106, а, б), работающий от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением ПО или 220 В.
Подвижный сердечник 3 электромагнита с обмоткой 2, питающегося от сети переменного тока, взаимодействуя с полем постоянного магнита 1, колеблется с частотой сети и через систему зубчатых колес 4 приводит в движение стрелку 5 большого циферблата, отсчитывающую десятые и сотые доли
146
секунды, и стрелку 6 малого циферблата, отсчитывающую целые секунды. Для возврата стрелок в исходное положение служит кнопка 7, взаимодействующая с кулачками 8. Останавливают электросекундомер, разорвав цепь питания или зашунтировав обмотку 2 электромагнита, для чего используют соответственно размыкающие или замыкающие контакты проверяемого реле. Питание к реле подводят через зажимы, обозначенные звездочкой и соответственно цифрами ПО или 220 в зависимости от напряжения электрической сети.
Источники питания. Основным источником питания аппаратуры РЗА в лаборатории является сеть трехфазного тока 380/220 В. Для проверки аппаратуры, работающей на постоянном токе, используют выпрямительные устройства на полупроводниковых вентилях, питающиеся от этой сети, например переносной тиристорный источник постоянного тока ПТИ для питания выпрямленным током различных электроустановок при проверках и наладках. Напряжение на выходе этого источника регулируется от 0 до 250 В, длительно допустимый ток нагрузки составляет 100 А.
Кроме того, для проверки аппаратуры РЗА большими токами (сотни и даже тысячи ампер) необходим нагрузочный трансформатор, в качестве которого можно использовать понижающий трансформатор. Так, трансформатор мощностью 1 кВ-А, имеющий напряжения первичной и вторичной обмоток соответственно 380 и 12 В, обеспечивает кратковременное прохождение во вторичной цепи тока в несколько сотен ампер. При вторичном токе, например 300 А, первичный ток трансформатора составляет менее 10 А, что вполне допустимо для основного источника. Для проверки первичным током защит выпускаются специальные нагрузочные трансформаторы, например НТ-10, напряжение на вторичной обмотке которого при холостом ходе не меньше 2 В может обеспечить ток в проверяемой цепи до 10000 А.
Устройства регулирования тока, напряжения н фазы. Простейшим устройством для регулирования тока и напряжения является переменный проволочный резистор (рис. 107, а), представляющий собой спираль из проволоки с большим удельным сопротивлением (обычно никелиновой), намотанной виток к витку на керамическое основание, по которому скользит контакт 3, перемещающийся вдоль металлического стержня 2. Концы проволоки выведены на зажимы 1 и 5, а скользящий контакт через металлический стержень 2 электрически соединен с зажимом 4. Для регулирования тока и напряжения переменный резистор RR соответственно включают по схемам, показанным на рис. 107, б, в. Переменные проволочные рези-
147
Рис. 107. Переменный проволочный резистор: а — общий вид, б, в — схемы включения
8)
сторы могут иметь различные конструкции и сопротивление от единиц до тысяч ом. Однако такие резисторы рассчитаны на небольшой ток, тем меньший, чем больше их сопро
тивление.
При необходимости регулирования больших токов используют нагрузочные устройства (рис. 108), состоящие из переменных RR и постоянных R резисторов и коммутирующих элементов S, позволяющих по-разному соединять эти резисторы. Регулирующие устройства на резисторах применяют преимущественно в цепях постоянного тока, а в цепях переменного тока, если необходимо сохранить его синусоидальную форму (например, при проверках индукционных реле).
Для регулирования напряжения в цепях переменного тока используют трехфазные и однофазные регулировочные автотрансформаторы. Большое распространение получили лабораторные автотрансформаторы ЛАТР-1 и ЛАТР-2 (рис. 109), предназначенные для регулирования напряжения от 0 до 250 В при токах до 9 и до 2 А в сетях переменного тока соответственно напряжением 127 и 220 В.
Для регулирования фазового угла между напряжениями или токами либо между током и напряжением применяют индукционные и коммутаторные фазорегуляторы.
Индукционный фазорегулятор (рис. ПО, а, б) представляет собой заторможенный асинхронный электродвигатель с фазным ротором. Вращая рукоятку 1, воздействуют на ротор через редуктор 2, изменяя тем самым фазовый угол между напряжением U\, подводимым от электрической сети к выводам статора, и напряжением U2, индуктируемым в роторе.
Коммутаторные фазорегуляторы (рис. 111, а — г) основаны на использовании фазовых сдвигов между линейными и фазо-
148
Рис. 108. Нагрузочное устройство на резисторах
Рис. 109. Лабораторный автотрансформатор
о)
Рис. 110. Индукционный фазорегулятор: а - общий вид, б - схема
Рис. 111. Коммутаторные фазорегуляторы: а, б — со ступенчатым и плавным изменением фазового угла, в, г — векторные диаграммы напряжений
выми напряжениями системы трехфазного тока. Если к нагрузке (резистору R) переключателем SW (рис. 111,а,е) поочередно подводить напряжения UAC, Uoc, UBC, UB0, UBA, Uoa, Uca, Uco, UCb, Uob, Uab и Ua0, to они будут смещаться по фазе от напряжения UA0 соответственно на 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 270, 300, 330 и 360°. Таким образом, можно обеспечить ступенчатое, через 30°, регулирование фазового угла. Применив дополнительно какое-либо устройство для плавного регулирования напряжения, например переменный резистор RR (рис. 111, б), можно плавно регулировать фазовый
149
угол. Векторная диаграмма, показанная на рис. 111, г, соответствует положению переключателя, при котором к нагрузке подходит фаза А, а резистор подключен к фазам В и С сети; скользящий контакт резистора находится в среднем положении. При этом напряжение Ux на нагрузке R представлено вектором DA. При перемещении движка переменного резистора в одном из его крайних положений к нагрузке будет подводиться напряжение UCA, а в другом — напряжение UBA. Так обеспечивают (при указанном положении переключателя SN) плавное регулирование фазового угла в пределах 60°.
§ 36. Материалы для ремонта аппаратуры релейной защиты и автоматики
При ремонте аппаратуры релейной защиты и автоматики используют разнообразные конструкционные, изоляционные, проводниковые и магнитные материалы, а также лаки, припои и флюсы, клеи. Кроме того, применяют электромонтажные изделия (см. § 25). Рассмотрим наиболее часто употребляемые обмоточные и монтажные провода, электроизоляционные материалы и изделия, припои и флюсы, лаки и клеи.
Обмоточные провода. Эти провода применяются для обмоток электрических аппаратов, приборов и машин и выпускаются с эмалевой, волокнистой и стекловолокнистой, эмалеволокнистой и пленочной изоляцией. Для катушек аппаратов релейной защиты и автоматики в основном используют обмоточные провода с эмалевой, волокнистой и эмалеволокнистой изоляцией.
Провода с эмалевой изоляцией преимущественно круглого сечения имеют диаметр от 0,02 до 2,5 мм и характеризуются небольшой толщиной изоляции (сотые доли миллиметра), что имеет большое значение для снижения габаритных размеров обмоток, катушек и рамок реле и приборов, катушек контакторов и пускателей и др. Первые две буквы ПЭ в марке провода означают провод в эмалевой изоляции, а следующие за ними буквы указывают вид эмали или основы, на которой она изготовлена. Например: ПЭЛ — провод, изолированный эмалью на масляно-смоляной основе; ПЭВ — провод, изолированный высокопрочной эмалью на поливинилацетатной основе. Если провод данной марки выпускается двух модификаций (с нормальной и утолщенной изоляцией), в марке после дефиса следует соответственно цифра 1 или 2 (ПЭВ-1, ПЭВ-2).
Обычная термостойкость изоляции 105 °C, а повышенная от 120 до 155 °C. Провода, изолированные высокопрочной 150
эмалью на полиуретановой основе, имеют марку ПЭВТЛ, на полиэфирной — ПЭТВ и ПЭТВД, на полиэфироамид-ной — ПЭТ-155.
Провода с волокнистой изоляцией имеют диаметр от 0,38 до 8 мм. В качестве изоляции используются натуральный шелк, лавсан, хлопчатобумажная пряжа или кабельная бумага. Термостойкость изоляции 105 °C. В марке этих проводов буквы указывают: первая П — провод, вторая — материал изоляции (Ш — натуральный шелк, Л — лавсан, Б — кабельная бумага, БД — хлопчатобумажная пряжа). Например: ПБ — провод, изолированный несколькими слоями ленты из кабельной бумаги; ПБД — провод, изолированный двумя слоями из хлопчатобумажной пряжи; ПЛД — провод, изолированный двумя слоями из лавсанового волокна; ПШД — провод, изолированный двумя слоями из натурального шелка; ПЛБД — провод, изолированный двумя слоями из лавсанового волокна и хлопчатобумажной пряжи.
Провода с эмалеволокнистой изоляцией имеют диаметр от 0,06 до 2,1 мм. Обычная термостойкость изоляции 105 °C, а повышенная 120 °C. Буква К в марке означает изоляцию из капроновых нитей, а буква О — один слой волокнистой изоляции. Например: ПЭЛБО — провод, изолированный эмалью на масляно-смоляной основе и одним слоем из хлопчатобумажной пряжи; ПЭЛ БД — провод, изолированный эмалью на масляно-смоляной основе и двумя слоями из хлопчатобумажной пряжи; ПЭВБД — провод, изолированный высокопрочной эмалью и двумя слоями хлопчатобумажной пряжи; ПЭЛШО — провод, изолированный эмалью на масляносмоляной основе и одним слоем из натурального шелка; ПЭЛШКО — провод, изолированный эмалью на масляно-смоляной основе и двумя слоями из натурального шелка и капроновых нитей.
Монтажные провода. Эти провода предназначены для внутриприборного и межприборного монтажа различных аппаратов и приборов, в том числе аппаратуры релейной защиты и автоматики, элементов электронной аппаратуры и вычислительных машин, выпускаются в поливинилхлоридной (ПВХ), полиэтиленовой (ПЭ), фторопластовой (Ф-4), резиновой и волокнистой изоляции и имеют медные однопроволочные и многопроволочные жилы (преимущественно луженые). Многожильные провода могут быть круглой формы с жилами, свитыми в жгут, и плоскими. Номенклатура монтажных проводов разнообразна, поэтому рассмотрим наиболее распространенные из них, применяемые при монтаже и ремонте аппаратуры релейной защиты и автоматики.
151
Провода с ПВХ изоляцией: МШВ — однопроволочные с дополнительной волокнистой изоляцией; МГШВ — то же, но с гибкой многопроволочной жилой. Жилы выполнены из луженой медной проволоки, а изоляция из ПВХ пластиката красного, розового, синего, голубого, черного, фиолетового, желтого, оранжевого, белого, коричневого, натурального, серого или зеленого цвета. Провода сечением от 0,08 до 0,14 мм2 предназначены для работы при постоянном напряжении до 500 В и переменном 380 В частотой до 2 кГц, а сечением от 0,2 до 1,5 мм2 — при постоянном напряжении до 1,5 кВ и переменном 1 кВ частотой до 2 кГц. Провода МШВ-1 и МГШВ-1 отличаются от проводов МШВ и МГШВ тем, что имеют не волокнистую, а пленочную дополнительную изоляцию.
Провода ПМВО однопроволочные с ПВХ изоляцией, облегченные; ПМВГ — гибкие многопроволочные с волокнистой и ПВХ-изоляцией; ПМОВ — то же, однопроволочные. Токопроводящие жилы проводов ПМВО из медной, а ПМВГ и ПМОВ из медной луженой проволоки. Изоляция этих проводов может быть красного, розового, синего, голубого, черного, фиолетового, желтого, оранжевого, коричневого, зеленого, белого, натурального или серого цвета. Сечение проводов от 0,2 до 0,75 мм2. Провода ПМВГ и ПМОВ предназначены для работы при постоянном и переменном частотой до 5 кГц напряжении до 700 В, а ПМВО — при постоянном напряжении до 500 В и переменном 380 В частотой 50 Гц.
Провода с ПЭ изоляцией: НП и НПК предназначены для работы при напряжении до 500 В частотой 5 кГц, имеют жилы сечением от 0,08 до 2,5 мм2 из медной луженой проволоки и изоляцию белого, желтого, красного, зеленого, синего, черного, оранжевого, розового, голубого, фиолетового, серого или коричневого цвета. Провод НПК поверх изоляции имеет капроновую оболочку.
Провода с комбинированной волокнисто-по-лиэтиленовой изоляцией: МШП и МГШП сечением от 0,008 до 0,12 мм2 предназначены для работы при постоянном напряжении до 500 В или переменном 380 В частотой до 2 кГц, а сечением от 0,2 до 1,5 мм2 — для работы при постоянном напряжении до 1,5 кВ или переменном 1 кВ частотой до 2 кГц. Однопроволочные у проводов МШП и многопроволочные у проводов МГШП жилы из луженой медной проволоки изолированы двумя слоями шелка и полиэтилена красного, синего, черного, желтого, белого или зеленого цвета.
152
Плоские провода: ЛПП и ЛППЛ имеют соответственно нелуженые и луженые токопроводящие медные жилы, уложенные параллельно в одной плоскости и изолированные продольно лавсановой пленкой. Провода ЛПП и ЛППЛ предназначены для работы при постоянном напряжении до 400 В и переменном до 250 В частотой 50 Гц, 100 В частотой 2 кГц и 30 В частотой до 100 МГц. Провода ЛПП сечением от 0,08 до 0,12 мм2 имеют 3, 6, 12 и 24 жилы, а 0,2 мм2 — 3 и 6 жил. Провода ЛППЛ сечением 0,03 мм2 имеют 3, 4, 5, 9, 10, 15, 20, 24 и 30 жил, 0,05 мм2 - 4, 5, 7, 15, 18, 20, 24 и 30 жил, 0,08 мм2 - 3, 4, 5, 10, 15, 20, 24 и 30 жил, а 0,12 мм2 — 4, 5,. 7, 9, 15, 20, 24 и 30 жил.
Изоляционные материалы. Выпускаются в виде листов, лент и трубок.
Текстолит электротехнический листовой имеет толщину от 0,5 до 50 мм, ширину от 450 до 980 мм, длину от 600 до 1480 мм и выпускается для различных условий работы (на воздухе, в масле, для деталей, несущих механические нагрузки).
Гетинакс электротехнический листовой имеет толщину от 0,2 до 50 мм, ширину от 450 до 980 мм, длину от 700 до 2480 мм и выпускается для различных условий работы.
Лакоткань изоляционная на хлопчатобумажной шелковой или капроновой основе имеет толщину от 0,04 до 0,3 мм, ширину от 700 до 1050 мм и выпускается в рулонах. Буквы в марке лакоткани означают: первая Л — ла-коткань; вторая X — хлопчатобумажная, Ш — шелковая, К — капроновая, третья — лак, которым пропитана ткань (М — масляный и Б — битумный); цифра 105 указывает на-гревостойкость.
Электроизоляционный картон ЭВ предназначен для работы на воздухе, имеет толщину от 0,1 до 3 мм, выпускается в листах и рулонах и применяется для изготовления каркасов катушек, прокладок под аппараты и скобки, крепящие провода.
Электроизоляционные ленты — смоляные, прорезиненные, поливинилхлоридные и хлопчатобумажные. Смоляную ленту (хлопчатобумажную, пропитанную битуминозным составом) толщиной 0,5, 0,8 и 1 мм и шириной 15, 20, 50 и 75 мм используют для уплотнения кабелей в муфтах и коробках, прорезиненную (миткалевую, пропитанную липкой резиновой пастой) толщиной 0,25 и 0,35 мм и шириной 10, 15, 20, 25, 30, 40 и 50 мм — для изоляции мест соединений проводов и кабелей, а поливинилхлоридную (покрытую
153
с одной стороны липким составом) толщиной 0,2; 0,3; 0,4 и 0,45 мм и шириной 15, 20, 30 и 50 мм — для изоляции мест соединений проводов и кабелей (преимущественно с пластмассовой изоляцией). Из хлопчатобумажных непропи-танных лент используют: киперную толщиной 0,45 мм и шириной от 10 до 50 мм, тафтяную толщиной 0,25 мм и шириной от 10 до 50 мм, миткалевую толщиной 0,22 мм и шириной от 12 до 35 мм, батистовую толщиной 0,18 мм и шириной от 12 до 20 мм.
Изоляционные трубки широко применяются для усиления изоляции жил проводов и контрольных кабелей, выводов катушек аппаратов, а также для прохода проводов через металлические панели и ввода их в металлические соединительные коробки. Поливинилхлоридные трубки имеют диаметр от 1 до 40 мм, Хлопчатобумажные (линоксиновые), лакированные масляным светлым лаком, ТЛВ (для работы на воздухе) и ТЛМ (для работы в масле) — от 0,5 до 16 мм, из натурального шелка ТЛШ, лакированные масляным лаком,— от 0,5 до 3,5 мм, из лавсанового шелка ТПЛ, пропитанные полиэфирным лаком, — 0,5—10 мм.
Среди жидких изоляционных материалов в основном находит применение минеральное трансформаторное масло, которым заливают маслонаполненные аппараты.
Лаки, эмали и компаунды. Лаки, представляющие собой растворы пленкообразующих веществ (смол, битумов, высыхающих масел), подразделяют на пропиточные, покровные и клеящие.
Асфальтовый № 316 и масляно-битумный № 317 лаки применяют при изготовлении обмоток электромашин и аппаратов, бакелитовые клеящие, светлые № 861 — № 863 — при ремонте обмоток и отдельных деталей аппаратов, а перхлорвиниле вне ПХВ № 1 и № 2 — при монтаже кабельных заделок. Цапонлаком покрывают контактные соединения для защиты их от коррозии.
Эмали — это лаки, содержащие пигменты, придающие им определенную расцветку и повышенную механическую прочность. По способу сушки лаки и эмали бывают горячей (печной) и холодной (воздушной) сушки. Эмаль ПХВ № 26 применяют для окраски жил кабелей.
Компаунды — это жидкие в момент их использования изоляционные составы, которые затем отвердевают. Компаунды подразделяют на пропиточные и заливочные, термореактивные (не размягчающиеся при нагревании цосле отвердевания) и термопластичные (размягчающиеся при последующем нагревании). Термореактивные компаунды МБК-1 — МБК-3 пред-154
назначены для пропитки и заливки обмоток электрических машин и блоков электрических аппаратов, а эпоксидные К-П5, К-176 и К-200 на основе смол — для кабельных работ.
Припои и флюсы. Припои представляют собой сплавы, образующие неразъемное соединение при пайке металлических частей, и подразделяются на мягкие (легкоплавкие) и твердые. Мягкие припои, имеющие температуру плавления до 300 °C и сравнительно небольшую прочность (предел прочности на растяжение 30 — 70 Н), являются сплавами олова со свинцом в чистом виде и с присадками сурьмы, кадмия, а также сплавами олова с цинком, кадмием, висмутом и др. Наибольшее распространение получили мягкие припои, обладающие большой жидкотекучестью, хорошо заполняющие тонкие швы. Эти припои хорошо соединяются с медью, латунью, сталью, цинком, обеспечивая достаточную плотность швов и надежный электрический контакт.
Оловянисто-висмутовый припой (2 ч. по массе висмута, 4 ч. Олова, 2 ч. кадмия и 2 ч. свинца) имеет температуру плавления 65 —70 °C и применяется при пайке тонких проводов и других изделий из меди.
Оловя нисто-свинцовые припои: ПОС61 (60— 61 % по массе олова, остальное — свинец) имеет температуру плавления 190 °C и применяется для лужения и пайки электро-и радиоаппаратуры, печатных схем, точных приборов с высокогерметичными швами; ПОС40 (40 % олова, остальное — свинец) имеет температуру плавления 235 °C и служит для пайки медных проводов и жил кабелей, изделий из латуни и меди; ПОССу-35-0,5 имеет температуру плавления 245 °C и используется для пайки и лужения свинцовых кабельных оболочек, свинцовых муфт.
Оловянисто-цинковый припой марки А (40 % олова, 58,5 % цинка, 1,5% меди) имеет температуру плавления 425 °C и используется для пайки и лужения алюминиевых проводов.
При ремонте аппаратуры релейной защиты и автоматики для пайки и лужения намоточных изделий (проволочных резисторов, трансформаторов, реле), штепсельных разъемов, работающих при температуре от 150 до 250 °C, находят применение серебряные припои ПСр2,5; ПСр2 и ПСр1,5.
Флюсы служат для очистки соединяемых пайкой металлических поверхностей от оксидов и других загрязнений, предохранения их от окисления и снижения поверхностного натяжения расплавленного припоя для лучшей его растека-емости. При выборе флюса надо иметь в виду, что его температура плавления в твердом виде должна быть ниже
155
температуры плавления припоя, а при пайке — ниже температуры термического разложения. Наиболее широко в качестве флюса при пайке оловянисто-свинцовыми, а также серебряными припоями используют канифоль марок А и В.
Клеи. Для соединения различных деталей из металлических и неметаллических материалов используют клеи, которые подразделяют на органические и неорганические. Первые могут быть животного или растительного происхождения и синтетическими, а вторые имеют неорганическую основу, например цемент, гипс, растворимое стекло. По консистенции клеи бывают твердыми, пастообразными и жидкими. По температуре склеивания различают клеи холодного (от 0 до 25 °C), умеренного (от 25 до 100 °C) и горячего (от 100 до 250 °C) отверждения. Преимущественное распространение получили синтетические клеи, которые бывают термореактивными и термопластичными.
Основой термореактивных клеев служат термореактивные смолы, которые отверждаются в результате химической реакции, после чего не плавятся и в растворителях не растворяются. Термореактивные клеи могут быть однокомпонентными, образующими клеевой шов при отверждении под действием повышенных температур, и многокомпонентными, образующими клеевой шов под действием катализаторов или отвердителей при нормальной или повышенной температуре. Основой для термореактивных клеев служат фенолоформаль-дегидные (ФФС), мочевиноформальдегидные (МФС), эпоксидные и кремнийорганические смолы, а также полиуретаны и полиэфиры.
Основой термопластичных клеев служат термопластичные полимеры, которые при нагревании размягчаются, становятся вязкотекучими, а при охлаждении, не изменяя первоначальных свойств, переходят в твердое состояние. Термопластичными полимерами являются полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, полиамиды, полиметилакрилат, различные эластомеры (в основном каучуки). Термопластичные клеи могут быть в виде растворов или дисперсий. Первые образуют клеевую пленку вследствие выделения из раствора воды или растворителя, а вторые становятся твердыми в результате всасывания воды подложкой.
Отдельную группу составляют получившие в последнее время широкое распространение клеи-расплавы, клейкость которых проявляется только в расплавленном состоянии, а при охлаждении они отвердевают, образуя твердую массу. Эту массу можно" подвергать многократному нагреванию до температуры плавления.
156
Основными характеристиками клеев являются температура склеивания, жизнеспособность (время, в течение которого приготовленный клей пригоден для использования), продолжительность отверждения, интервал рабочих температур и назначение. Рассмотрим характеристики клеев, которые находят применение при ремонте устройства РЗА (жизнеспособность приводится для температуры 20 °C, а состав — в частях по массе).
Клей БФ представляет собой спиртовой раствор ФФС, модифицированный поливинилбутиралем или поливинилбути-ральфурфуралем, выпускается в готовом для применения виде и применяется для склеивания металлов, пластмасс, керамики, изготовления фольгированных материалов и печатных плат, соединения органического стекла, дерева, фанеры, кожи, бумаги и др. Температура склеивания 140—160°C, жизнеспособность не менее б мес., интервал рабочих температур от -60 до +85 °C.
Клей столярный синтетический, представляющий собой смесь МФС со щавелевой кислотой (отвердитель), предназначен для склеивания изделий из древесины, шпона, фанеры и декоративных облицовочных пластиков. Для получения клея щавелевую кислоту, разведенную в небольшом объеме воды (2 ч.), перемешивают с МФС (100 ч.). Жизнеспособность 20 — 30 мин. Склеивание выполняют при нормальной температуре под давлением 0,3—0,8 МПа в течение 7 —8 ч.
Клеевая паста. «Полиметалл» является смесью эпоксидной диановой смолы ЭД-20 или ЭД-16, полиэтиленполиамида (отвердитель), дибутилфталата (пластификатор) и наполнителя, в качестве которого могут быть использованы диоксид титана, молотый тальк, оксид цинка, алюминиевая пудра, барит, белая сажа, аэросил, молотая пемза и маршалит. Паста предназначена для склеивания различных металлов, керамики, стекла, дерева и может быть использована для нанесения эмалевого покрытия на металлы, задела сколов эмали и др. Жизнеспособность около 30 мин. Отверждается при комнатной температуре в течение 24 ч при 60 °C за 5 ч, а при 120 0 С — за 0,5 ч.
Клей ЭН представляет собой эпоксидно-новолачный блок-сополимер (ЭНБС). В качестве наполнителя (кроме указанных для клея «Полиметалл») могут быть использованы порошки металлов, графита, нитрид бора, антипирены (вещества, понижающие горючесть полимерных материалов), феррит, асбест. Клей предназначен для склеивания металлов и неметаллических материалов, работающих при температуре от — 196
157
до +100 °C. Время склеивания 4—6 ч при 180 °C. Клей в виде твердого прутка или порошка имеет срок хранения (жизнеспособность) более двух лет.
Клей БЭН-50П представляет собой эластичную пленку из ЭНБС, модифицированную поливинилбутиралем марки ПШ. В качестве пластификатора применяется олигоэфиракрилат ТГМ-3. Для придания специфических свойств (теплопроводности, негорючести, электропроводности, магнитопроводности и др.) используются наполнители, приведенные выше. При склеивании вырезают кусочек пленки требуемых размеров и формы, помещают его между соединяемыми поверхностями, сжимают под давлением 0,1—0,5 МПа и выдерживают 4 —6 ч при 180 °C. Жизнеспособность клея не менее полутора лет.
Клей Д-9 на основе эпоксидной смолы ЭД-16 или ЭД-20 (100 ч.) содержит в качестве отвердителя полиэтиленполиамин (12—15 ч.), пластификатора — дибутилфталат или полиэфирак-рилат МГФ-9 (10—15 ч.), наполнителя — молотый кварц (80 — 200 ч.), алюминиевую пудру (20 — 30 ч.), аэросил (2 — 5 ч.), молотый тальк (50—150 ч.) или карбонильное железо (200— 700 ч.). Клей используют для склеивания металлов, фенопласта, аминопласта, полиолефинов, фторопласта, тканей, керамики, дерева, бумаги, стеклопластика, пенопласта. Склеивание происходит при температуре 25, 75 и 100 °C соответственно за 24, 5 и 2 — 3 ч.
Интервал рабочих температур от —60 до +85 °C. Жизнеспособность до 1 ч.
Клей ПЭД-Б содержит перхлорвиниловую (15 ч.) и эпоксидную ЭД-20 (13 ч.) смолы, циклогексан (10 ч.), хлористый метилен (90 ч.), полиэтиленполиамин (12—15 ч.) и применяется для приклеивания винипласта и поливинилхлоридного пластиката к металлу, бетону, дереву, а также адгезии эпоксидного компаунда к поливинилхлориду при монтаже эпоксидных муфт на кабелях с полимерной оболочкой. Жизнеспособность 1 ч. Температура склеивания 25 °C. Время отверждения 24 ч.
Клей ЭГЩ-1/Т содержит эпоксидную смолу ЭД-20 (100 ч.), полиэфиракрилат МГФ-9 (30 ч.), портландцемент марки 400 (100—120 ч.) и добавку вязкости (80 ч.), в которой на 1 ч. белой сажи приходится 2 ч. цемента, и кубовый остаток гексаметилендиамина (20,5 ч.). Клей обладает высокой прочностью, влаго-, тепло- и морозостоек, холодного отверждения, которое происходит при температуре от 10 °C, и широко используется при выполнении электромонтажных работ. Благодаря добавке вязкости им можно приклеивать крепежные детали к элементам строительных конструкций, не применяя
158
удерживающие приспособления (достаточно их прижать рукой 20 — 30 с). Жизнеспособность 1 — 1,5 ч.
Клей «Циакрин» относится к термопластичным, выпускается нескольких марок, которые отличаются составом, свойствами и областью применения.
Клей ППН содержит этилцианакрилат (100 ч.) и аэросил (5 ч.) и предназначен для склеивания металлов, амино-, фено-и пенопластов. Продолжительность отверждения 1 мин при 25 °C. Интервал рабочих температур от -40 до +80 °C.
Клей ПММ, применяемый исключительно для склеивания органического стекла, состоит из полиметилметакрилата (2 ч.) и дихлорэтана (98 ч.). Жизнеспособность не ограничена. Продолжительность отверждения 24 ч при 25 °C. Интервал рабочих температур от -60 до +60 °C.
Клеи 88Н и 88НП представляют собой растворы най-ритового каучука и бутилфенолоформальдегидной смолы в смеси этилацетата и бензина и применяются для склеивания резины и резины с другими материалами, а также металлов, древесины, тканей. Продолжительность отверждения 24 ч при 25 °C. Жизнеспособность 3 — 9 мес.
Клеи БМК-5 изготовляются на основе смолы БМК-5 (сополимера бутилметакрилата с метакриловой кислотой); в качестве наполнителей может применяться цемент, тальк, каолин или кварцевый песок. Клеи этого типа пригодны для склеивания металлов, пластмасс, дерева и приклеивания деталей из этих материалов к бетону, кирпичу, асбоцементу, керамике и др. Для приклеивания достаточно удерживать деталь на поверхности, легко прижимая рукой в течение нескольких секунд. Полное отверждение при нормальной температуре происходит за 5 — 7 ч. Применяются две марки клеев БМК-5: БМК-5К и БМК-5КН («Акринат»). Клей БМК-5К содержит смолу БМК-5 (18 ч.), ацетон (42 ч.) и каолин (40 ч.), а клей БМК-5КН представляет собой клей БМК-5, модифицированный найритовым каучуком и инден-кумаровой смолой, благодаря чему в нем сочетаются высокая прочность клея БМК-5К и эластичность клеев 88Н и 88НП.
Контрольные вопросы
1.	Какие требования предъявляют к помещениям для ремонта аппаратуры РЗА?
2.	Как оборудуют основное рабочее место электромонтера по ремонту аппаратуры РЗА?
3.	Какие устройства применяют для регулирования напряжения, тока и фазы при проверки реле и как они работают?
4.	Приведите примеры марок обмоточных и монтажных проводов.
159
5.	Какие изоляционные материалы используют при ремонте аппаратуры РЗА?
6.	Какие припои и флюсы необходимы при ремонте аппаратуры РЗА?
7.	Как классифицируют клеи по клеевой основе, консистенции и температуре склеивания?
8.	Что собой представляют клеи БФ и эпоксидный Д-9 и для склеивания каких материалов они предназначены?
Г лава десятая
ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ РЕМОНТА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ
§ 37.	Особенности технологического процесса
Технологический процесс — это часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства.
Изделием называется предмет или набор предметов производства, подлежащий изготовлению. Установлено четыре вида изделий.
Д е т а л ь — изделие, изготовляемое из одного по наименованию материала без применения сборочных операций (например, винт, шайба, штифт штепсельной вилки).
Сборочная единица — изделие, составные части которого подлежат соединению Между собой сборочными операциями (например, реле, переключатель, наборный зажим).
Комплекс — два изделия и более, не соединенных сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций (например, комплектное распределительное устройство).
Комплект — два изделия и более, не соединенных сборочными операциями и имеющих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера (например, комплект запасных частей, комплект измерительной аппаратуры, комплект инструмента).
Количество и содержание частей технологического процесса, а также необходимые технологическое оборудование и технологическая оснастка для его выполнения, зависят от вида изготовляемого изделия. Частями технологического процесса являются: формообразование — изготовление заготовки или изделия из жидких (литьем или гальванопластикой) и порошкообразных илн волокнистых (формованием) материалов; обработка — заданное изменение формы, размеров или свойств заготовки резанием, давлением, нанесением покрытия, а также 160
термической, электрофизической или электрохимической обработкой; сборка — образование разъемных или неразъемных соединений составных частей изделия. Сборка может быть узловой и общей, когда соответственно ее объектом является составная часть изделия и изделие в целом.
Контроль качества изделия подразделяют на входной, пооперационный и выходной (завершающий).
Технологический процесс ремонта устройств РЗА имеет особенности. Во-первых, хотя формирование и обработку при ремонте и применяют, но сравнительно редко, когда невозможно получить соответствующие изделия от заводов-изготовителей. Во-вторых, значительный объем работ приходится на электрический монтаж, заключающийся в выполнении электрических соединений как внутри аппаратов и приборов, так и между ними на панелях, щитках; в шкафах и др. В-третьих, непосредственному ремонту устройств РЗА предшествует тщательна^ их проверка, что позволяет установить объем работ, распределить их между исполнителями и обеспечить необходимые материалы, запасные части и др.
Так как наиболее сложными и ответственными частями устройств РЗА являются реле, рассмотрим преимущественно работы, связанные с их ремонтом, начиная с проверки и кончая контролем и испытанием.
§ 38.	Проверка реле
При проверке реле выявляют их неисправности, ослабленные участки и устанавливают их причины. При этом выполняют внешний и внутренний осмотры и необходимые измерения реле как в собранном виде, так и с частичным демонтажем и разборкой.
При внешнем осмотре предварительно очищают кожух и цоколь реле от пыли и загрязнений, проверяют состояние кожуха и плотность его прилегания к цоколю, выводные детали (винтовые зажимы, шпильки, лепестки под пайку), которыми реле подключается к внешним электрическим цепям.
При внутреннем осмотре все детали тщательно очищают щеточками и мягкой чистой тканью от пыли и загрязнений, проверяют контактные соединения и изоляцию. В аппаратах, бывших в эксплуатации, плохие контакты можно обнаружить по характерному потемнению на них, нарушению лакокрасочного покрытия, подгоранию изоляции, соприкасающейся с контактным соединением, специфическому запаху изоляции, подвергавшейся сильным перегревам. Нарушение
6 В. Н. Камнев	161
контакта в месте подсоединения провода можно установить, потягивая его пинцетом. Изоляцию кроме осмотра контролируют, измеряя ее сопротивление мегаомметром.
При осмотре электромеханических реле обращают внимание на состояние механизма, а также входящих в него кинематических цепей, звеньев и деталей. Плавность хода механизма проверяют, приводя его в движение от руки. При этом не должно быть значительного продольного и заметного на глаз поперечного люфтов (для большинства реле продольный люфт должен лежать в пределах от 0,2 до 0,5 мм). Контакты должны быть чистыми, не иметь подгаров, оплавлений и деформаций, быть правильно отрегулированы (угол подхода подвижного контакта к неподвижному, совместный ход, давление, одновременность замыкания и размыкания всех замыкающих и размыкающих контактов).
О неисправности данного аппарата или прибора можно судить по некоторым электрическим величинам, характеризующим его работу: значительному отклонению (более 5—10%) параметров срабатывания и возврата реле от установленных, большому току начала работы реле РТ80 и РТ90 (более 20% тока уставки), наличию самохода по току и напряжению реле направления мощности и др. Поэтому при осмотре реле измеряют их основные параметры.
Спиральные пружины не должны иметь следов окисления, между их витками должен сохраняться равномерный зазор, а витки лежать в одной плоскости, перпендикулярной оси движущейся части реле.
Кроме того, обращают внимание на состояние магнитной системы, равномерность воздушных зазоров, отсутствие посторонних частиц в них. При разборке реле проверяют детали и их участки, скрытые, когда реле собрано. Особое внимание обращают на состояние осей, кернов, подшипников и подпятников, осматривая их через лупу (лучше бинокулярную) с 40 — 50-кратным увеличением. Концы осей и керны должны быть отполированы и не иметь искривлений, вмятин и царапин. Подпятники должны быть чистыми, гладкими без сколов, трещин и царапин. Керны должны быть заточены под углом 45 — 55 ° и иметь закругления, соответствующие закруглению подпятников.
Разборку каждого вида реле необходимо выполнять в определенной последовательности. Рассмотрим это на примере наиболее распространенных измерительных реле тока РТ40 и РТ80, а также реле направления мощности РБМ.
При разборке реле РТ40 (см. рис. 31) отсоединяют провода, идущие к неподвижным контактам от зажимов 162
на цоколе, и, отвернув соответствующие винты, снимают шкалу уставок 9. Со стойки 3 снимают пластмассовую колодочку 8, несущую неподвижные контакты 19, предварительно отвернув крепящий ее винт. Отпаивают наружный конец спиральной пружины 13 от поводка 14. Ослабив стопорные винты, крепящие верхнюю и нижнюю цапфы, опускают верхнюю цапфу, а нижнюю поднимают, освобождая подвижную систему, после чего она легко вынимается. Для осмотра спиральной пружины и узла регулировки уставок отвинчивают два винта и снимают стальную пластинку 11 с установленными на ней указателем уставок 10 и спиральной пружиной 13. Отвернув гайку 22, снимают указатель уставок 10 и вынимают из отверстия в стальной пластинке 11 фасонный винт 21 с шестигранной втулкой 12 и укрепленной в ней пружиной 13.
При разборке реле РТ80 (см. рис. 32) снимают шкалу 34 вместе с винтом 35 уставки времени, а затем— зубчатый сектор 1, выводя его из скобы 37, предварительно сняв П-образную пружину и вынув пинцетом его ось. Удерживая рамку 33, ослабляют гайку нижнего подпятника 2 и осторожно, чтобы не рассыпать шарики, вывинчивают его. Затем вынимают алюминиевый диск 21 с осью и червяком 3 и вывинчивают верхний подпятник. Снимают пинцетом пружины 29 с винта 28, вывертывают подпятник 39 и снимают рамку 33. Далее снимают постоянный магнит 36, предварительно отпуская на один оборот три установочных винта и вывертывая крепежный винт. Чтобы снять якорь отсечки 10, вывертывают винты, крепящие его латунную планку к ярму 19, осторожно снимают с оси латунную планку, а затем медную шайбу и якорь. Ось якоря одним концом запрессована в ярмо, поэтому, зажав другой конец часовыми тисочками и потянув на себя, ее можно вынуть.
После этого, вывернув крепящие винты, снимают магнитопровод 20 с обмоткой 15, предварительно отсоединив провода от выводных зажимов 5 и вывернув два винта, крепящие ярмо 19, а затем — сигнальный флажок, прикрепленный винтом к магнитопроводу. Обмотку 15 снимают, разняв магнитопровод на две части, а контакты б и 7 — отвернув винты, которыми они присоединены к контактной колодке.
При разборке реле направления мощности РБМ (см. рис. 39) снимают контактную плату 12 и поочередно вывинчивают верхний 6 и нижний 75 подпятники. Для проверки свободного хода подвижной системы противодействующую пружину 5 отпускают до положения, когда
6*
163
она не создает вращающего момента на ось, а подвижная система устанавливается между упорами. Отвернув винты, крепящие плату 12 к стойкам 11, ее снимают. Отклонив подвижную систему на 90°, ее отпускают. Если затирание подвижной системы отсутствует, она сделает не менее десяти плавно затухающих колебаний, прежде чем остановится в среднем положении. Повторяя проверку свободного хода подвижной системы при подведении к обмотке 2 напряжения питания переменного тока (100 В), можно обнаружить сталь? ные опилки в зазоре, которые, перемещаясь под действием магнитного поля, вызывают затирание барабанчика 4,
При быстром затухании колебаний подвижной системы причинами затирания могут быть: посторонние тела в зазоре, дефекты подпятников, погнутости концов оси или царапины на них, задевание прокладок катушек за барабанчик, несовпадение осей подвижной системы и нижнего или верхнего подпятников. Подвижная система должна иметь определенные люфты. Вертикальный люфт, который должен быть 0,2 —0,3 мм, регулируют, изменяя положение подпятников. Горизонтальный люфт, который должен быть 0,2 —0,3 мм, не регулируется, а определяется диаметром концов оси и отверстиями в направляющих камнях подпятников.
В устройствах РЗА широко используются электрорадиокомпоненты: намоточные изделия, резисторы, конденсаторы, электронные и полупроводниковые приборы. Проверка их состоит в осмотре, контроле целостности и измерении отдельных параметров. Осмотр аналогичен рассмотренному выше осмотру других частей аппаратов РЗА, а контроль целостности можно выполнить обычным омметром. .
Сопротивление исправных резисторов должно быть близко к номинальному, а обмоток трансформаторов, магнитных усилителей, реле — в пределах от единиц до нескольких тысяч ом и для каждого конкретного элемента соответствовать паспортным данным или результатам предыдущих измерений. У исправных конденсаторов и контактов реле в разомкнутом состоянии при измерении сопротивления стрелка прибора устанавливается около деления оо, указывая на разрыв цепи. При проверке конденсаторов большой емкости (0,1 мкФ и более) прибор вначале может показать небольшое сопротивление, но по мере их заряда его стрелка будет приближаться к делению оо. Для замкнутого состояния контактов реле прибор покажет очень маленькое сопротивление (стрелка установится около нулевого деления).
Проверка исправности электронных приборов ограничивается определением целостности нитей накала и отсутствием 164
короткого замыкания между электродами. В первом случае прибор, подключаемый к выводам, идущим от нити накала, показывает ее сопротивление, а во втором при подключении между выводами любой пары электродов или между любым электродом и корпусом (если соответствующий электрод не соединен с корпусом) его стрелка устанавливается против деления оо.
Исправность полупроводниковых приборов определяется, в первую очередь, целостностью электронно-дырочных переходов и контактных соединений между выводами и соответствующими слоями. Поэтому в исправном полупроводниковом приборе сопротивление между любой парой выводов при одной полярности источника, соответствующей их полярности, будет сравнительно небольшим (от единиц до десятков ом), а при. другой —достаточно большим (от десятков до сотен тысяч ом). Если сопротивления одинаковы, проверяемый полупроводниковый прибор неисправен.
Надежный и часто применяемый способ проверки исправности отдельных электрорадиокомпонентов состоит в том, что их устанавливают вместо заведомо исправного в действующее устройство и, если это устройство работает нормально, можно сделать вывод об исправности проверяемого элемента. На этом принципе работает, например, устройство, представляющее собой генератор низкой частоты на транзисторе с трансформаторной обратной связью и сигнальной лампочкой на выходе. При хорошем качестве транзистора генерируемое напряжение достаточно велико, чтобы лампочка загорелась.
Для измерения параметров резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности пользуются измерительными мостами постоянного и переменного тока, а электронных и полупроводниковых приборов — специальными устройствами.
§ 39.	Основные этапы технологического процесса
Основными этапами технологического процесса ремонта устройств РЗА являются: их проверка, входной контроль необходимых материалов и запасных частей; ремонт механической и электрической частей аппаратов; сборочные работы; монтаж электрических соединений; контроль качества ремонта и испытания.
К механической части аппаратов РЗА относятся корпуса и несущие конструкции (цоколи, панели, шасси, кожухи и др.), электромеханические механизмы, детали внешнего оформления и крепежные элементы. При ремонте наиболее часто приходится иметь дело с опорами поворачивающихся частей
165
механизмов, противодействующими пружинами, а из деталей внешнего оформления — со шкалами. Отдельные детали и механизмы исправляют, заменяют запасными, а некоторые изготовляют на месте.
К электрической части аппаратов РЗА относятся намоточные изделия (обмотки и катушки и магнитопроводы для них), электрические контакты (различные контактные соединения и разрывные контакты), а также резисторы, конденсаторы, выключатели, полупроводниковые приборы (диоды, транзисторы, тиристоры). При их ремонте в основном приходится выполнять намоточные работы, а также выправлять и регулировать контакты. Неисправные электрорадиокомпоненты, как правило, ремонту не подлежат и заменяются новыми.
Сборочные работы состоят в соединении сборочных элементов (деталей, сборочных единиц), обеспечивающем заданное их расположение и взаимодействие. Сборочными элементами называют те части аппарата, которые могут быть изготовлены или собраны отдельно, независимо от других. При сборке выполняют различные соединения (подвижные, неподвижные, разъемные и неразъемные) и добиваются правильного взаимодействия подвижных частей.
Электрический монтаж состоит в заготовке и укладке проводников, а при печатном монтаже — в изготовлении печатных плат и выполнении электрических соединений в соответствии с монтажной схемой.
Контроль качества ремонта выполняют так же, как при проверке аппарата, поступившего в ремонт, только он не сопровождается частичной разборкой и демонтажем. Одновременно устанавливают объем выполненных ремонтных работ.
Испытания состоят в проверке основных характеристик, сопротивления изоляции и выполнении других работ в соответствии с нормами для аппаратуры РЗА.
Контрольные вопросы
1.	Что такое технологический процесс?
2.	Какие виды изделий предусматриваются Государственным стандартом СССР?
3.	Каковы особенности технологического процесса ремонта аппаратуры РЗА?
4.	Как проверяют реле, поступившие в ремонт?
5.	Опишите процесс разборки реле тока РТ40.
6.	По каким признакам можно обнаружить плохой электрический контакт?
7.	На какие основные части подразделяется технологический процесс ремонта аппаратуры РЗА?
166
Глава одиннадцатая РЕМОНТ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ АППАРАТОВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ
§ 40.	Ремонт осей и опор
Стержень, расположенный в опорах и служащий для поддержания установленных на нем вращающихся деталей, называют осью. Оси могут быть неподвижными и вращающимися. Опорами осей служат подшипники скольжения и качения. В аппаратах РЗА большей частью используют подпятники, воспринимающие осевые нагрузки и являющиеся разновидностью подшипников.
Часть оси, опирающуюся на подшипник, называют цапфой. Промежуточную цапфу называют шейкой, а концевую — пятой или шипом, если она предназначена соответственно для восприятия осевой или радиальной нагрузки.
Наиболее распространены цельная (рис. 1Ь2, а) и составная (рис. 112, б) — из трубчатой части 2 и кернов 7 — оси, которые обычно используют в качестве вращающихся. Полуось 3, запрессованную в оправку 4, также называют цапфой (рис. 112, в), поскольку она представляет собой как бы один конец оси. Такие цапфы обычно устанавливают неподвижно, и вращающаяся часть аппарата опирается на них своими подшипниками. В приборах их устанавливают на подвижной части и выполняют в виде керна 1, запрессованного в буксу 5 — оправку с широким плоским основанием (рис. 112, г).
Подпятники могут быть сферическими (рис. 113, а) и коническими (рис. 113, б), а также с плоской опорной и цилиндрической направляющей поверхностями, которые выполняют соответственно из плоской пластины 2 (рис. ИЗ, в) и полого цилиндра 1. Основным элементом подпятника является твердый камень, запрессованный в оправку. Радиусы г закругления кернов осей должны соответствовать радиусам R закругления сферических и конических подпятников (см. рис. 112, Э). Обычно отношение R к г должно быть от 3 до 6. Угол а заточки кернов должен быть от 45 до 55 °. Более надежны амортизированные подпятники. Так, в -реле направления мощности РБМ амортизированный нижний подпятник (рис. 114, а) представляет собой винт 6 с опорной пружиной 5 во внутренней полости, подпирающей обойму 3 с плоским 2 и направляющим 7 камнями, завальцованными со стороны наружного отверстия. Гайка 4 служит для фиксации Подпятника на месте установки. Неамортизированный подпятник этого реле показан на рис. 114, б.
167
Рис. 112.
Рис. 114.
Рис. 112. Цельная (в) и составная (6) оси, цапфа (в), букса (г), угол заточки и радиус закругления кернов осей (д)
Рис. 113. Подпятники: а — сферический, б — конический, в — плоский
Рис. 114. Амортизированный (а) и неамортизированный (б) подпятники
При ремонте реле приходится удалять, устанавливать, затачивать и полировать керны, а также удалять, устанавливать и завальцовывать подпятники.
При удалении керна из буксы (рис. 115, а) или установке его в буксу (рис. 115, б) пользуются соответственно приспособлением в виде полой трубки 4 или 5 с внутренним диаметром, несколько большим или меньшим диаметра керна. Керн 3 удаляют ударами по штифту 1, вставленному в предварительно высверленное отверстие в основании 2 буксы, установленной на зажатую в тиски трубку 4, а устанавливают, ударяя по трубке 5.
Керны можно также удалить из оси или оправки, зажав в часовых тисочках либо в цанге часового токарного станка, шпиндель которого поворачивают от руки то в одну, то в другую сторону. Чтобы облегчить удаление керна, место его ввода смазывают разведенным в керосине часовым маслом. Если керн запрессован глубоко и его невозможно ухватить инструментом, ось (или буксу) подрезают торцовой фрезой (рис. 116, а, б).
Затачивают и полируют керны на часовом токарном станке (рис. 117), после чего их вершину закругляют. Обрабатывают керны последовательно: сначала затачивают точильным кам-
168
Рис. 116. Торцовая фреза (в) и подрезка ею оси (б):
1 — фреза, 2 — срезаемая поверхность (стрелкой показано направление вращения)
Рис. 115. Удаление керна из буксы (а) и установка его в буксу (б)
Рис. 117. Заточка керна на токарном станке
нем, затем шлифуют мелкозернистым камнем и, наконец, полируют полировочной пастой, наносимой на срез куска толстой кожи. Контролируют качество обработки с помощью бинокулярной лупы с 40 — 50-кратным увеличением. Перед установкой керны промывают очищенным бензином, а остатки загрязнений удаляют, прокалывая папиросную бумагу. Угол заточки и радиус закругления контролируют по шаблонам под микроскопом с 70—100-кратным увеличением.
Шаблон представляет собой стеклянную пластину, на которую тонкими линиями нанесены окружности требуемых радиусов и углы. Шаблон располагают между окуляром и объективом микроскопа. Керн обрабатывают до совпадения его изображения с окружностью и углом нужных размеров. Радиусы окружностей, нанесенных на шаблон, должны соответствовать произведению необходимых радиусов кернов на кратность увеличения объектива.
Загрязненность и механические повреждения камней подпятников обнаруживают под микроскопом, используя специальное приспособление с пьезоэлектрическим щупом, усиленные сигналы которого прослушиваются в телефонных наушниках.
169
Рис. 118. Удаление камня из подпятника
Рис. 119. Стачивание оправки (а) н закатывание в нее камня (б): 1 — место стачивания, 2 — камень, 3 - за-вальноваиный край оправки
2 3
Поврежденные подпятники заменяют целиком или, удалив из них камень, запрессовывают новый. Для удаления камня пользуются приспособлением в виде металлической плиты с высверленными глухими отверстиями, количество и диаметры которых соответствуют количеству и диаметрам подпятников, наиболее распространенных в аппаратах РЗА. Установив подпятник в соответствующее гнездо приспособления, разбивают камень ударами часового молотка по кернеру (рис. 118).
Очистив оправку от остатков старого камня, закрепляют ее в цанге часового станка, вставляют и закатывают новый камень, нажимая на край оправки стальной пластинкой до тех пор, пока он не будет прочно сидеть в оправке. В некоторых случаях для плотной запрессовки камня в гнезде оправку приходится немного сточить со стороны его установки (рис. 119, а, б).
Отсутствие погнутости осей проверяют индикатором с помощью несложного приспособления (см. рис. 102, з). Погнутые оси выпрямляют, затем тщательно зачищают и шлифуют, а цапфы полируют.
§ 41.	Ремонт пружин и их замена
В большинстве измерительных реле и многих измерительных приборах противодействующий момент создается спиральными пружинами, представляющими собой плоскую металлическую ленту, навитую по спирали Архимеда. Спиральная пружина одним концом (внутренним) связана с подвижной частью реле, а другим (наружным) — с неподвижной обычно через элемент, позволяющий регулировать ее первоначальное натяжение и, следовательно, изменять уставку реле. Кроме своего основного назначения — создания противодействующего момента — спиральная пружина часто выполняет функцию то-коподвода к подвижным контактам реле и рамкам электроизмерительных приборов. Поэтому материал, применяемый
170
для ее изготовления, должен иметь высокие электрическую проводимость и механические свойства, быть диамагнитным и устойчивым к коррозии. Этими свойствами обладают бронзы (оловянно-цинковая, фосфористая, бериллиевая).
Спиральную пружину устанавливают так, чтобы все ее витки находились на одинаковом расстоянии друг от друг.а и лежали в одной плоскости, перпендикулярной оси вращения подвижной части, а центр внутреннего витка совпадал
Рис. 120. Динамометр для проверки пружин
с центром оси вращения подвижной части. При незначительных отклонениях подгибают пружинодержатели или непосредственно возле них пружину. В иных случаях пружину заменяют. Основными параметрами, по которым выбирают спиральные пружины, являются их внешний и внутренний диаметры, число витков, сопротивление электрическому току
и момент при закручивании или раскручивании на определенный угол (обычно 90°).
Перед установкой пружину осматривают и измеряют специальным динамометром (рис. 120) развиваемый ею при закручивании момент. Для этого проверяемую пружину 4 закрепляют зажимами 3 и 5, один из которых связан со стрелкой 7 динамометра, а другой — с его рукояткой 7 и стрелкой 2, вращающимися вокруг неподвижной оси 6. Образцовая пружина 10 внутренним концом закреплена на оси 9, связанной со стрелкой 7, а наружным — на стойке 8. Прибор отрегулирован так, что стрелка 7 при отсутствии проверяемой пружины удерживается образцовой пружиной против нулевого деления шкалы 77, а стрелка 2 может перемещаться рукояткой 7 относительно стрелки 7 на угол 90°. После закрепления проверяемой пружины зажимами 3 и 5 стрелка 7 должна оставаться против нулевого деления шкалы. При повороте рукояткой 7 стрелки 2 на 90° по часовой стрелке стрелка 7 отклоняется на некоторый угол а, отсчитываемый по шкале. Так как противодействующие моменты, создаваемые проверяемой 4 и образцовой 10 пружинами, уравновешиваются, зная момент Мо образцовой пружины при закручивании ее на 90° (удельный момент), можно подсчитать удельный момент проверяемой пружины Мх = Мо а/90 °.
171
Проверенную пружину подгоняют по месту установки, выбирая длину внутреннего и наружного ее концов соответственно расположению пружинодержателей и расстоянию между ними. Затем концы обрезают и выгибают. Внутренний конец обрезают так, чтобы после пайки его к пружинодержателю центр оси вращения подвижной части совпадал с центром внутреннего витка пружины. Наружный конец обрезают и выгибают так, чтобы после пайки его к наружному пружинодержателю расстояния между всеми соседними витками были одинаковыми.
После этого концы пружины и пружинодержатели зачищают и облуживают. Зачистку выполняют на участке 5 мм пинцетом, на лапки которого наклеены кусочки мелкой крокусной шкурки, зажав другим пинцетом конец пружины. Сначала припаивают конец пружины к внутреннему пружинодержателю. Расположив внутренний пружинодержатель горизонтально, навешивают на него сверху пружину внутренним концом, а снизу прикладывают жало паяльника, прогревая таким образом место пайки до температуры плавления припоя. Затем убеждаются, что ось вращения подвижной части совпадает с центром внутреннего витка пружины и, если необходимо, подгибают конец пружины у места пайки, добиваясь центровки. Наружный пружинодержатель устанавливают так, чтобы наружный конец пружины можно было подвести к месту пайки, и выполняют пайку. Далее выполняют окончательную центровку пружины, проверяя ее при всех положениях поводка регулировки уставки реле.
При облуживании и пайке нельзя перегревать пружину, так как это может вызвать изменение ее механических свойств. Облуживание и пайку выполняют быстро, паяльником небольшой мощности, оловом или оловянисто-свинцовым припоем с большим содержанием олова (ПОС61).
§ 42.	Ремонт деталей внешнего оформления
Деталями внешнего оформления являются шкалы и таблички аппаратов и приборов, а также рамки с надписями и накладные буквы, элементы мнемонических схем панелей и щитов. Наиболее часто при ремонте приходится наносить надписи и рисунки на шкалы аппаратов и приборов. В простейшем случае — это деления, цифры и другие знаки, которые наносят на плотную бумагу или тонкий картон тушью с помощью рейсфедера или набора стеклянных трубочек с суженными концами различного диаметра. При этом пользуются трафаретами, что способствует быстрому и качественному выполнению работ.
172
При ремонте шкал с эмалевым покрытием старую краску удаляют 20 —25 %-ным раствором едкого натра в ванне при 40 — 60 °C, после чего их Промывают в воде и сушат горячим воздухом. Очищенную поверхность обезжиривают, грунтуют и наносят на нее мягкой кистью или пульверизатором эмаль. Знаки наносят по трафарету тушью с помощью рейсфедера, который после каждого набора туши протирают. Тушь приготовляют по особому рецепту: сначала тщательно смешивают 94% алабинской тущи, 2% глицерина и 2% сахара, а затем добавляют 2 % формалина и быстро, перемешивают всю смесь.
Более прогрессивными способами нанесения изображений на шкалы являются фотографирование и сеткография.
Фотохимическим и фотомеханическим фотографированием наносят изображения на основания из любых материалов. При фотохимическом способе подготовляют поверхность основания, наносят на нее светочувствительную кислотостойкую эмульсию, а затем светокопированием — рисунок, который проявляют и закрепляют в муфельной печи при 300 — 400 °C, после чего выполняют электромеханическое или химическое травление соответственно в фосфорнокислом электролите или соляной кислоте. В зависимости от того, засвечивают при экспонировании изображение или фон, получают травлением выпуклое или вогнутое рельефное изображение.
При фотомеханическом способе изображение светокопированием переносят с негатива на покрытую светочувствительной эмульсией поверхность основания, проявляют 1—2 мин, после чего промывают холодной проточной водой.
Сеткография — это способ печатания с помощью сетчатого трафарета. На шелковую, капроновую или из другого материала сетку фотомеханическим способом наносят изображение. При этом закрывается определенное количество ячеек. Затем продавливают краску через свободные ячейки сетки на подложку, на которой появляется позитивное изображение. В качестве материала подложек для нанесения сеткографией шкал, таблиц или других изображений служат алюминий, латунь, сталь, стекло, чертежная бумага, картон. Для печатания изображений с шелковой сетки используют густотертые масляные краски с добавлением 1 % сиккатива.
Контрольные вопросы
1.	Как проверяют состояние кернов и подпятников?
2.	Как заменяют поврежденные подпятники?
3.	Какие требования предъявляют к спиральным пружинам реле?
173
4.	Какова последовательность операций при замене спиральной пружины в реле?
5.	Как измеряют момент, развиваемый спиральной пружиной при закручивании?
6.	Какими способами наносят изображения на шкалы аппаратов и приборов?
Глава двенадцатая
РЕМОНТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ
§ 43.	Намоточные работы
Намоточные работы занимают значительное место при ремонте устройств РЗА. При этом выполняют обмотки реле, магнитных усилителей, дросселей, электроизмерительных приборов, а также наматывают проволочные резисторы.
Совокупность определенным образом расположенных и соединенных проводников, предназначенных для создания или использования магнитного поля, называют обмоткой. Обмотку или ее часть в виде отдельной конструктивной единицы называют катушкой.
По числу слоев витков обмотки бывают однослойные (рис. 121, а) и многослойные (рис. 121, б); по форме контура, вдоль которого укладываются витки, — прямолинейные (если витки уложены вдоль прямой линии — рис. 121, а, б) и тороидальные, или кольцевые (если витки расположены по окружности рис. 121, в). Каркасные обмотки 1 размещают на прочном основании обычно из изоляционного материала 2, называемом каркасом. Если такого основания нет, обмотку называют бескаркасной.
Основной операцией намоточных работ является собственно намотка, т. е. укладка требуемого числа витков обмоточного провода, выполняемая, как правило, на намоточных станках. Кроме того, изготовляют каркасы (для каркасных обмоток), заготовляют вывод и изоляционные прокладки, закрепляют выводы и выполняют влагозащитные работы — покрытие, пропитку или заливку обмоток изоляционными лаками или компаундами, сушку до и после этих операций.
Намоточные станки. Намоточный станок с ручным приводом (рис. 122) для изготовления прямолинейных обмоток имеет разъемный шпиндель, состоящий из двух частей: резьбовой 5 с планшайбами 13, гайками 3 для закрепления каркаса или оправки обмотки 4, вставляемой в разборную подшипниковую стойку 2, и гладкой 6, устанавливаемой в подшипни-
174
Рис. 122. Намоточный станок с ручным приводом
Рис. 121. Обмотки: а, б — прямолинейные одно- и многослойная, в — однослойная тороидальная
ковую стойку 7. Шпиндель приводится во вращение рукояткой 9 через шестерни 8 и 10 с передаточным числом 1:5 (при одном обороте рукоятки шпиндель делает пять оборотов). Счетчик 1 служит для счета числа уложенных витков. Обмоточный провод 11, сходящий с бобины, установленной на стойке, проходит через натяжной зажим 12.
Кинематическая схема более совершенного намоточного станка с электроприводом показана на рис. 123. Электродвигатель 2 через редукторы 1 и 12 передает вращение планшайбе с наматываемой обмоткой 11 и приводит в движение счетчик 13 числа витков обмотки и специальный механизм раскладки провода. Этот механизм выполнен в виде ползуна 8, который упорами 7 и 9 соответственно переключается на ходовые винты 6 или 10, вращающиеся в разные стороны и изменяющие направление раскладки обмоточного провода при намотке. Ролик механизма 5, обеспечивающего натяжение сходящего с бобины 3 укладываемого провода, перемещается, оттягивая тормозной штырь 4, который при обрыве провода тормозит бобину 3.
Намоточный станок для тороидальных обмоток имеет челночный механизм (рис. 124), вращающийся челнок 3 кото-
175
Рис. 123. Намоточный станок с электроприводом
Рис. 124. Челночный механизм станка для намотки тороидальных обмоток
Рис. 125. Каркасы катушек: а — из картона, б — нз текстолита
рого взаимодействует зубчатым венцом с зубчатыми колесами 6. На ободе челнока размещена шпуля 5 с обмоточным проводом 4, который через ролик 2 наматывается на кольцевой каркас 1, пропущенный в вырез челнока. Механизм приводится в действие электроприводом. Зубчатые колеса 6 должны отстоять друг от друга на расстоянии, большем выреза челнока, чтобы в то время, как одно из них будет находиться в месте выреза челнока, другое окажется в зацеплении с его зубчатым венцом.
Рассмотрим выполнение намоточных работ на примерах изготовления каркасных и бескаркасных катушек.
Каркасы для катушек изготовляют из электротехнического картежа, гетинакса, текстолита или другого плотного листового изоляционного материала. Картонные каркасы (рис. 125, а) склеивают из гильзы 1, двух щечек 2 и четырех вставок 3. Гетинаксовые или текстолитовые каркасы (рис. 125,6) собирают из двух щечек 4, двух стенок 5 и двух стенок 6 гильзы.
176
127. Способы присоединения выводов к концам катушки:
а — гибкого, б, в - жестких
126. Крепление витков обмотки: а — первого, б — последнего
Рис. 128. Установка и крепление выводов на катушке: а — жесткого, б — гибкого
При изготовлении каркасных катушек (рис. 126, а) оправку 5 с каркасом 4 на ней закрепляют в шпинделе б намоточного станка. Перед намоткой первого витка его конец 3 изолируют прокладкой 2 из лакоткани, укладывают на гильзу каркаса и закрепляют нитками 1. Если его необходимо пропустить через торцовую стенку каркаса наружу, сначала припаивают гибкий изолированный проводник. Между слоями витков прокладывают тонкую (намоточную или кабельную) бумагу, а обмотки отделяют друг от друга слоями лакоткани. Участки провода с нарушенной изоляцией изолируют двумя слоями кабельной бумаги или лакоткани. При сращивании концы проводов зачищают от изоляции, скручивают и пропаивают. Заканчивают намотку катушки следующим образом (рис. 126, б). Под последние 10—15 витков подкладывают двойной слой бумаги и петлю из тафтяной ленты 8. Кусачками перерезают наматываемый провод, оставив конец 7 для припайки вывода, который пропускают в петлю и туго ее затягивают.
7 В. Н. Камнев
177
д)
Рис. 129. Изготовление бескаркасной катушки: л —в —этапы намотки, г — закрепление последнего слоя, д — готовая катушка
Намотанную катушку снимают со станка, вынимают из нее оправку и припаивают к концам одним из приведенных на рис. 127 способов выводы. Если выводы гибкие (рис. 127,а), концы катушки зачищают, делают скрутку, которую пропаивают и изолируют. При жестких выводах и диаметре обмоточного провода до 1,5 мм (рис. 127, б) концы катушки зачищают, наматывают на средний хвостовик выводов и пропаивают места соединения. При жестких выводах и диаметре обмоточного провода более 1,5 мм (рис. 127, в) концы можно расклепать, наложить на средний хвостовик выводов, прикрепить несколькими витками медной проволоки и пропаять.
Выводы закрепляют на катушках (рис. 128, а, б) каждый отдельно нитками 5, подложив под них прокладки из микаленты 4. Поверх выводов накладывают и закрепляют картонную прокладку с прорезью под контактную часть 6, если они жесткие (рис. 128, а), и с отверстием 7, через которое пропускают гибкие (рис. 128, б). Изоляция 2 концов 3 катушки 1 должна находить на прокладки 4 не менее чем на 5 мм, а сами концы во избежание разрыва в месте пайки укладывают зигзагом. Расстояние между выводами должно быть не менее 20 мм, а от края прокладок 4 до края жестких выводов и мест пайки гибких — не менее 8 мм.
При изготовлении бескаркасных катушек (рис. 129, а) оправку 4 со съемными щечками 5 устанавливают на станок, наматывают на нее один-два слоя тонкого
178
Рис. 130. Оправка (й) и шаблон (б) для намотки бескаркасных катушек
картона или плотной бумаги, которые промазывают сверху клеящим лаком (например, бакелитовым), не захватывая самой оправки, чтобы она не приклеилась. Поверх образованной таким образом гильзы 3 укладывают куски тафтяной ленты 2 и начинают наматывать провод 7. Уложив два-три слоя провода, покрывают их лаком и скрепляют, накладывая свободные концы тафтяной ленты. Затем укладывают следующие куски тафтяной ленты (рис. 129, б), наматывают еще два-три слоя провода (рис. 129, в) и повторяют это до окончания намотки, после чего концы тафтяной ленты укладывают на последний слой провода, накладывают несколько слоев тонкого картона 7 (рис. 129, г), которые скрепляют нитками 6. Катушку просушивают, а затем снимают с оправки (рис. 129, д).
Аналогично выполняют намотку бескаркасной катушки на оправку, имеющую съемные щетки с прорезями (рис. 130, а). Установив оправку в намоточный станок, укладывают на нее четыре куска тафтяной ленты, выпуская концы через прорези по обе стороны оправки и закрепляя на щечках. Каждый кусок должен быть такой длины, чтобы им можно было связать витки катушки после намотки. На оправку наматывают один-два слоя тонкого картона, затем обмоточный провод и, окончив намотку, полученную катушку скрепляют с четырех сторон концами тафтяной ленты, снимают с оправки, Сушат и пропитывают или покрывают изоляционным лаком либо компаундом.
Для намотки рамок электроизмерительных приборов применяют шаблон (рис. 130, б), состоящий из двух накладных щечек 3 и основания в виде четырех пластинок 2 толщиной, соответствующей ширине наматываемой рамки. В каждой пластинке закреплено по две направляющие шпильки 1, которые при сборке шаблона входят в отверстия 5 щечек 3. Щечки сжимают гайками, которые навертывают на трубку с наружной резьбой, вставленную через отверстия 4. При
7*
179
Рис. 132. Устройство для проверки отсутствия короткозамкнутых витков
Рис. 131. Устройство для оп-yCJ	ределения числа витков в ка-
тушке
намотке рамки каждый ряд проводов слегка смачивают профильтрованным бакелитовым лаком. Чтобы после намотки и просушки рамку можно было легко снять с шаблона, его рабочую часть перед намоткой покрывают тонким слоем парафина и оклеивают фольгой, поверх которой тоже наносят слой парафина.
Определение числа витков и проверка катушек на отсутствие короткозамкнутых витков. Для определения числа витков катушек применяют устройство (рис. 131), имеющее двухстержневой магнитопровод со съемным ярмом 4, эталонную катушку 7 с ответвлениями на одном из стержней 5, первичную обмотку из двух секций 2 и 6 с одинаковым числом витков, переключатель ответвлений 8 и милливольтметр 9. Проверяемую катушку 1 надевают на стержень 3, подключают к первичной обмотке питание от сети переменного тока 220 В и, замкнув магнитопровод ярмом 4, устанавливают переключатель 8 в положение, при котором милливольтметр будет показывать отсутствие напряжения между свободными выводами встречно-последовательно включенных эталонной 7 и проверяемой 1 катушек (на рисунке — это начало проверяемой катушки, обозначенное точкой, и второе сверху ответвление эталонной катушки). При этом число витков проверяемой катушки будет равно известному включенному числу витков эталонной.
Проверку на отсутствие короткозамкнутых витков выполняют с помощью устройства (рис. 132), имеющего разомкнутый магнитопровод 6 с первичной обмоткой 4 и двумя расположенными симметрично по обе стороны от нее секциями 3 и 5 с одинаковым числом витков вторичной обмотки, соединенными встречно-последовательно. При подключении питания от сети переменного тока 220 В к первичной обмотке
180
милливольтметр 1 будет показывать отсутствие напряжения между свободными концами секций 3 и 5 вторичной обмотки, поскольку индуктируемые в них эдс, равные по значению и противоположные по фазе, уравновешены. Равновесие не нарушится, если проверяемая катушка 2, надетая на один конец магнито провода, не имеет короткозамкнутых витков. При этом стрелка милливольтметра не отклонится от нулевого деления. При наличии в проверяемой катушке короткозамкнутых витков по ним будет проходить индуктированный ток, равновесие магнитных потоков и индуктируемых в секциях 3 и 5 вторичной обмотки эдс нарушится и стрелка милливольтметра отклонится от нулевого деления.
Пересчет катушек электрических аппаратов иа другие напряжения и токи. При ремонте аппаратов РЗА иногда приходится перематывать катушки на другие номинальные напряжения или токи.
В первом случае исходными данными являются номинальное напряжение U2, число витков и диаметр провода катушки до перемотки и номинальное напряжение С/2, на которое ее надо перемотать. Необходимое число витков w2 и диаметр провода d2 для перемотки определяют по формулам:
w2 = w2U2/U2; d2 = d2 ]/UJU2.
Во втором случае исходными данными являются номинальный ток 11г число витков Wj и диаметр провода d2 катушки до перемотки и номинальный ток 12, на который ее надо перемотать. Необходимое число витков w2 и диаметр провода d2 для перемотки определяют по формулам:
w2 = w1/1//2; d2 = d2 |//2Д1.
Рассмотрим примеры расчета катушек наиболее распространенных аппаратов и сопоставим их результаты с паспортными данными.
Пример 1. Катушку магнитного пускателя ПА IV на напряжение Ut = 220 В с числом витков Wj = £600 из провода диаметром dt = 0,35 мм требуется пересчитать на напряжение U2 = 380 В. Пользуясь приведенными формулами, определим число витков w2 = w2U2IUi = 1600 х х 380/220 = 2700 витков и диаметр провода d2 = dt |/l/i/t/2 = 0,35 х х 0220/380 = 0,266 мм.
В паспорте магнитного пускателя ПА IV на напряжение 380 В указано, что его катушка имеет 2700 витков провода диаметром 0,27 мм.
Пример 2. Реле напряжения РН53/400 (Ut = 400 В) имеет катушку с числом витков Wi = 14000 из провода диаметром dt = 0,09 мм^ которую требуется пересчитать на напряжение U2 = 60 В. Определим число витков и диаметр провода для перемотки: w2 = 1400 60/400 = = 2100 витков; </2 = 0,09 0400/60 = 0,23 мм.
181
В паспорте реле напряжения РН53/6О указано, что его катушка имеет 2000 витков провода диаметром 0,25 мм.
Пример 3. Катушку промежуточного реле РП23 на напряжение Ui = 110 В с числом витков = 15 200 провода диаметром d2 = 0,11 мм требуется пересчитать на напряжение 1/2 = 220 В. Определим число витков и диаметр провода для перемотки: w2 = 15200’220/110 = 30400 витков; d2 = 0,11 j/110/220 = 0,078 мм. В паспорте реле РП23 на 220 В указано, что катушка имеет 30 000 витков провода диаметром 0,08 мм.
Пример 4. Последовательную (токовую) обмотку (номинальный ток /1=4 А, число витков wt = 120, диаметр провода d2 = 0,86 мм) промежуточного реле РП232 требуется пересчитать на номинальный ток I2 = 1А. Определим число витков и диаметр провода для перемотки
w2 = 120-4/1 = 480 витков; d2 = 0,86 j/1/4 = 0,43 мм.
В паспорте реле РП232 с последовательной обмоткой на ток 1 А указано, что она имеет 485 витков провода диаметром 0,41 мм.
Пример 5. Последовательную обмотку указательного реле РУ 21/0,1 (номинальный ток 12 =0,1 А, число витков Wi = 1800, диаметр провода d2 = 0,35 мм) требуется пересчитать на номинальный ток 1 А. Определим число витков и диаметр провода для перемотки: w2 = 1800-0,1/1 =180 витков; d2 = 0,35]/1/0,1 = 1,1 мм. В паспорте реле РУ21/1 на номинальный ток 1 А указано, что его катушка имеет 180 витков провода диаметром 1 мм.
Как видно из приведенных примеров, расчетные данные или совпадают, или незначительно отличаются от паспортных на аппаратуру на те напряжения (или токи), на которые производился перерасчет.
§ 44.	Ремонт контактов
Основные понятия Электрический контакт является частью электрической цепи, предназначен для прохождения электрического тока в месте соединения проводников (либо присоединения их к аппаратам) или для его коммутации в контактных коммутационных аппаратах (реле, пускателях, контакторах, автоматах, переключателях и др.).
В первом случае — это контактное соединение, которое может быть разъемным (штепсельный разъем), разборным (резьбовое соединение) и неразборным (соединение сваркой и пайкой).
Во втором случае — это разрывной контакт электрического аппарата, который принято называть просто контактом. Обычно контакты состоят из подвижной и неподвижной контакт-деталей, называемых подвижным и неподвижным контактами. Контакты подразделяют на замыкающие, размыкающие и переключающие по их действию при срабатывании аппарата. Контакт-детали имеют рабочую, нерабочую и крепежную поверхности.
182
В аппаратах РЗА наиболее распространены мостиковые контакты: подвижные контакт-детали, которые в отключенном состоянии не связаны ни с одним участком электрической цепи, а при замыкании соприкасаются с двумя неподвижными контакт-деталями. Находит также применение рычажный контакт, подвижная контакт-деталь которого выполнена в виде электрически и кинематически связанного с одной из неподвижных контакт-деталей рычага. Размыкание или замыкание электрической цепи происходит при повороте рычага.
Параметры и характеристики контактов. Зазор (или раствор) — наименьшее расстояние между соприкасающимися участками подвижного и неподвижного контактов в разомкнутом состоянии.
Ход — расстояние, на которое перемещается подвижный контакт из начального положения в конечное.
Провал — расстояние, на которое перемещается из замкнутого положения подвижный контакт при удалении неподвижного. Для реле этот параметр часто называют прогибом, поскольку контактная пружина, несущая контактную деталь, прогибается.
Начальное контактное нажатие — нажатие пружины на подвижный контакт в разомкнутом состоянии, приведенное к точке касания с неподвижным.
Конечное контактное нажатие — нажатие пружины на подвижный контакт при окончательном его замыкании с неподвижным.
Условная площадь контактирования — часть рабочей поверхности контакта, по которой происходит соприкосновение с другим контактом.
Эффективная площадь контактирования— часть условной площади контактирования, по которой электрический ток проходит от одного контакта к другому.
Сопротивление контакта — суммарное электрическое сопротивление контакт-деталей и переходного сопротивления в месте их соприкосновения.
Переходное сопротивление контакта — электрическое сопротивление зоны контактирования (места соприкосновения контактов), определяемое эффективной площадью контактирования и равное отношению падения напряжения на контактном переходе к проходящему через него току.
Дребезг — вибрация подвижного контакта в течение некоторого времени после включения соответствующего аппарата.
Отброс- отскакивание подвижного контакта к неподвижному при отключении соответствующего аппарата.
183
Выбор - материала и конструкции. Независимо от условий работы аппаратуры РЗА ее контакты должны иметь высокое качество и быть надежными. Для контактов, работающих в электрических цепях с большими токами, измеряемыми сотнями ампер и более, важным фактором является их нагрев, вызывающий увеличение переходного сопротивления и приваривание. Поэтому материалы этих контактов должны иметь высокие электрическую проводимость и теплопроводность, быть стойкими по отношению к электрической дуге и не свариваться. В некоторых коммутационных аппаратах, например автоматах серии А3100, применяют металлокерамические контакты, получаемые методом порошковой металлургии на основе серебра и графита, серебра и никеля или серебра, никеля и графита. Эти контакты не свариваются и устойчиво работают без ухода.
Контакты, предназначенные для работы в электрических цепях со сравнительно небольшими токами (от долей ампера до нескольких ампер), изготовляют из серебра и значительно реже — из меди. Контакты, работающие в условиях частой коммутации, изготовляют из дуто- и износостойких материалов — платины, вольфрама, палладия или их сплавов. Платину применяют в наиболее ответственных случаях. Чаще иепользуют сплавы на ее основе, например с иридием (ПлИ-25), и палладия с иридием (ПдИ-10), серебром (ПдСр-40), радоном (ПдРд-10), серебром и’ кобальтом (ПдСрК-35-5). Эти сплавы характеризуются дугостойкостью, прочностью и хорошо обрабатываются. В особых случаях при работе в электрических цепях с очень малыми токами и напряжениями, измеряемыми микроамперами и микровольтами, основным фактором является влияние поверхностных пленок на работу контактов, значительно увеличивающих переходное сопротивление. Такие контакты должны иметь покрытие из очень инертных материалов, например золота.
Как изделия контакты могут быть выполнены в виде целой детали или сборочной единицы, контактирующая часть которой из дорогостоящего металла представляет собой небольшую пластинку-накладку на другой части из дешевого металла, например латуни или меди. Форму контактов часто выбирают такой, чтобы в паре работали два контакта со сферическими поверхностями или один — со сферической, а другой — с плоской. Такое сочетание образует точечный контакт, не требующий точной центровки при сборке и обеспечивает достаточное давление, что способствует уменьшению переходного сопротивления. В некоторых реле встречается сочетание работающих в паре контактов с плоской и цилиндрической поверхностями, которые создают линейный контакт.
184
Контакты обычно монтируют на контактных пружинах, изготовляемых из проводниковых материалов (латуни, бериллиевой бронзы) или из двух лент — проводниковой и пружинящей, выполняющей функцию плоской пружины.
Ремонт контактных соединений. Тщательный осмотр и выявление дефектов, зачистка контактных поверхностей, полная или частичная замена разборного контактного соединения — вот перечень работ, которые выполняют при ремонте контактных соединений. При осмотре резьбовых контактных соединений обращают внимание на исправность резьбы винтов и гаек или винтовых втулок, целостность головок и шлицев винтов, граней гаек и концов шпилек, наличие гаек и контргаек, нормальных и пружинных шайб. Неисправные элементы резьбовых соединений, как правило, заменяют и лишь в редких случаях изготовляют отдельные детали, например фасонные, нестандартные или другие, если они отсутствуют. Прочность паек проверяют, осматривая и легко подергивая провода у места соединения. Ненадежные и окислившиеся соединения перепаивают. Особое внимание уделяют печатным платам, получившим широкое распространение преимущественно в радиоэлектронных приборах. Выводы резисторов, конденсаторов, переключателей, транзисторов и др. закрепляются в определен-ньрс точках печатных проводников и припаиваются к ним. Как правило, печатные проводники и все пайки располагаются с задней стороны платы и хорошо видны. Дефектные пайки можно часто обнаружить по темным кольцам вокруг проводников.
Выводы реле некоторых типов выполняют в виде резьбовых втулок, запрессованных в пластмассовый цоколь, в которые с одной стороны ввертывают винты для внутреннего подсоединения проводов, а с другой — винты или шпильки для внешнего. Если винты или шпильки ввернуты слишком глубоко, то винты, ввернутые с внутренней стороны реле, будут упираться в их торцы и надежного контакта внутренних проводников с выводами не будет. Поэтому установку шпилек нужно производить в такой последовательности. Сначала подключить внутренний проводник, завернув до предела в резьбовую втулку цоколя, затем с наружной стороны ввернуть шпильку до упора во внутренний винт, после чего ее отвернуть на два оборота и зафиксировать в этом положении контргайкой.
Если для подключения проводов с задней стороны используют винты или колки, необходимо подбирать их так, чтобы резьбовая часть, входящая при ввертывании в резьбовую втулку цоколя до упора, была равна резьбовой части внутреннего винта или несколько меньше ее. Кроме того, необходимо
185
убедиться в надежном креплении самих резьбовых втулок в цоколе, так как в ином случае при подключении внешних проводников они будут проворачиваться и в месте подключения внутреннего проводника контакт нарушится.
При подключении к зажимам проводов, оконцованных наконечниками, необходимо убедиться в надежности их пайки или опрессовки.
При подключении к винтовым зажимам алюминиевых жил проводов и кабелей необходимо, чтобы к ним примыкала ограничивающая шайба, например шайба-звездочка, на ней находилась нормальная шайба и, наконец, со стороны головки винта — пружинная. Иногда алюминиевые проводники оконцовывают блочным (кольцевым) наконечником; при этом отпадает необходимость в ограничивающей и нормальной шайбах.
Ремонт контактов. Состояние подвижных и неподвижных контактов проверяют осмотром, обращая особое внимание на контактирующие поверхности. Подгоревшие и оплавившиеся участки аккуратно очищают надфилем с самой мелкой насечкой и полируют воронилом. Промывание контактов какими-либо составами или жидкостями не разрешается. Иногда на металлических частях, в том числе контактах промежуточных реле, длительно находящихся под напряжением, появляется белый или серый налет, образующий непроводящую пленку. Причиной этого может быть испарение пропитывающего состава изоляции обмоток. Если налет на металлических частях реле незначителен, следует очистить только контактирующие поверхности контактов, а если значителен — все металлические части реле, чтобы частички его не попали на контакты или подвижную систему. Металлокерамические контакты не зачищают; при износе их заменяют новыми.
Контролируют такие параметры контактов, как зазор, провал (прогиб), контактное нажатие, а также движение подвижного контакта относительно неподвижного, после их соприкосновения (скольжение, перекатывание) и последовательность замыкания и размыкания. При ремонте аппаратов РЗА в ряде случаев приходится для изменения числа замыкающих и размыкающих контактов или последовательности замыкания и размыкания переделывать контактную систему.
Регулировка контактов является одной из трудных операций и требует определенных знаний и навыков. Рассмотрим более подробно этот вопрос на примерах наиболее распространенных аппаратов РЗА.
При регулировке контактного узла релеРТ40 (рис. 133) необходимо следить за тем, чтобы подвижный 186
контактный мостик свободно, без заметного трения, поворачивался на своей оси, неподвижные контакты лежали в одной плоскости, а их оси были параллельны друг другу. Контактные пружины 3 должны касаться передних упоров 2 без давления или иметь незначительный, просматриваемый на свет зазор. Отсутствие давления проверяют отводом на 1 — 2 мм
Рис. 133. Регулировка контактного узла реле РТ40
переднего упора от контактной пружины, которая должна оставаться неподвижной. Между задним упором 6 и контактной пружиной 3 должен быть зазор 0,1 —0,2 мм, который позволяет ей касаться заднего упора в конце поворота якоря реле. Прогиб (провал) S неподвижных контактов при замыкании (при крайних положениях якоря) должен быть не меньше 0,3 мм. Суммарный зазор между пластинами 4 неподвижного контакта и мостиком подвижного 5 в крайних положениях якоря должен составлять 2 — 2,5 мм. Чтобы контактный мостик не заскакивал за серебряные контактные пластины, точка А касания контактов при замыкании должна быть на расстоянии не менее 1 мм от
переднего края пластин, а скольжение подвижного контакта по неподвижному при их совместном ходе до точки Б, отстоящей от заднего края пластины 4, — также не менее 1 мм. Для надежной работы замыкающих контактов их совместный ход должен быть 1,5 — 2 мм.
Регулируют контакты, смещая неподвижный в пазу пластмассовой колодки или подгибая весь комплект за местом обжима 1 либо передний и задний упоры в месте обжима. Ход подвижной системы регулируют с помощью левого и правого упоров. Угол поворота якоря должен быть таким, чтобы
исключить одновременное замыкание подвижным контактом неподвижных замыкающих и размыкающих контактов. Полка якоря при этом может заходить под полюсы магнитопровода примерно на 2/з их ширины. Пластмассовую колодку устанавливают так, чтобы прогиб размыкающих контактов был не менее 0,5 мм при начальной уставке реле. Если серебряные пластины неподвижных контактов покрыты незначительным налетом оксида и не имеют подгаров, их достаточно очистить плоской деревянной палочкой (из хвойной породы), придерживая с тыльной стороны часовой отверткой.
При per улировке реле РТ80 проверяют расстояние между подвижными и неподвижными контактами и их чистоту. Расстояние между контактами в разомкнутом состоянии должно
187
2
3 4 5	5	7
a) 6)
Рис. 134. Переделка замыкающего контакта реле РТ80 (а) на размыкающий (б)
Рис. 135. Регулировка контактного узла реле направления мощности РБМ:
а — контактный узел, б, в — положение элементов нижней и верхней контактных пружин
1
1312 It tO S'
быть 2 — 3 мм (между сигнальными 38 (см. рис. 32) не менее 1,5 мм), а провал —0,8 —1 мм. Переделка замыкающего контакта (рис. 134, а) на размыкающий (рис. 134,6) несложна.
При регулировке контактного узла реле направления мощности РБМ (рис. 135,а) необходимо следить за тем, чтобы угол встречи подвижных 1 и неподвижных 4 и 13 контактов был 25 — 30° (регулируют перемещением колодки 6 с неподвижными контактами в прорезях 8 платы 7). Положение элементов нижней и верхней контактных пружин показано на рис. 135,6, в. Нижнюю жесткую контактную пружину 12 устанавливают так, чтобы она не касалась переднего упора 10 и между ним был зазор 0,2 —0,3 мм, а ее хвостовик 14 прикасался к заднему упору 11, установленному под углом 100—110° к ней. При нажатии на контактную пружину должно быть заметное трение. Сила нажатия на нижний контакт, необходимая для перемещения хвостовика по заднему упору 11, должна составлять 0,02 — 0,03 Н.
Верхнюю контактную пружину 2, обладающую меньшей упругостью, устанавливают так, чтобы она касалась переднего упора 5, но без нажатия на него. Хвостовик 15 этой пружины должен отстоять на 0,2—0,3 мм от заднего упора 3, установленного под углом 120—130° к ней. Верхняя контактная пружина
188
должна прогибаться до касания хвостовиком 15 с упором 3 от самого незначительного усилия и выступать относительно нижней в нормальном положении на 0,2-0,3 мм, чтобы при срабатывании реле подвижный контакт 1 (рис. 135, а) сначала касался верхнего 4, а затем нижнего 13 неподвижных контактов.
Касание подвижного контакта с неподвижным должно происходить на расстоянии не менее 1 мм от переднего края неподвижного. Чтобы подвижный контакт не заскакивал за неподвижный, их совместный ход должен прекращаться за 2 мм до конца неподвижного контакта. Ход подвижной системы при этом регулируют ее левым упором, которым также устанавливают максимальный прогиб нижней контактной пружины 12, составляющий 0,5 мм при жесткой регулировке (при мягкой регулировке прогиб нижней контактной пружины составляет 1,5 — 2 мм). Правым упором и передним упорным винтом устанавливают подвижную систему так, чтобы в исходном положении реле зазор между неподвижными контактами 4 и 13 и подвижным контактом составлял не менее 1 мм. Кроме того, зазоры между контактами 4 и контактом 13 должны быть одинаковыми и регулируются винтами 9 в колодке 6.
Подвижный контакт 1 выполнен в виде штифта из серебра, а неподвижные 4 и 13 — в виде пластин из металлокерамики, представляющей смесь порошков серебра и кадмия, спрессованных при высокой температуре, что снижает возможность искрообразования и подгорания.
При регулировке промежуточных реле РП20 (см. рис. 33) зазор между неподвижными и подвижными контактами должен быть 2,5 — 3 мм, а прогиб контактной пружины — 0,6—1 мм. Для этого поджимают верхний упор 1 подвижной системы и угольники неподвижных контактов 6. Давление Подвижного замыкающего контакта на неподвижный при притянутом якоре и подвижного размыкающего на неподвижный при обесточенном реле должно быть Ъе менее 0,12 Н. Регулируют давление, подгибая угольники неподвижных контактов 6. Давление подвижной контактной системы на верхний упор 1 при снятых неподвижных размыкающих контактах должно быть не менее 1,2 Н. В нормально отрегулированном реле замыкание всех замыкающих контактов и размыкание всех размыкающих должно происходить соответственно одновременно. В реле РП20 можно легко переделать замыкающие контакты на размыкающие и наоборот. Следует иметь в виду, что промежуточные реле, как правило, не имеют специальных приспособлений для изменения параметров срабатывания и возврата, а также времени замедления, которые регулируют изменением начального и
189
Рис. 136. Схемы изменения временных характеристик реле:
а, 6 — ускорения, с, г — замедления
Рис. 137. Включение средств, способствующих искро-
гашению:
а, б, в — параллельно индуктивной нагрузке, г, д — параллельно контакту реле
конечного зазоров между якорем и сердечником, натяжения или сжатия возвратных пружин и давления подвижных контактов на неподвижные. Уменьшение начального зазора между якорем и сердечником снижает ток или напряжение и время срабатывания, а конечного зазора уменьшает ток и напряжение возврата и увеличивает время возврата. Ослабление возвратной пружины уменьшает ток и напряжение возврата и увеличивает время возврата. Увеличение числа замыкающих контактов и их давления увеличивает ток и напряжение и уменьшает время возврата, а увеличение числа размыкающих контактов и их давления — уменьшает ток, напряжение и время срабатывания.
Однако такое изменение параметров срабатывания и возврата реле сказывается на работе контактов. Ослабление возвратной пружины уменьшает надежность размыкающих контактов и ухудшает условия работы замыкающих при отключении тока нагрузки. Изменение начального и конечного зазоров между якорем и сердечником приводит к изменению хода якоря, а также зазоров между замыкающими контактами, уменьшение которых ухудшает условия гашения дуги. Поэтому выполнять такие изменения в реле за счет снижения надежности работы контактов не следует, а необходимо использовать другие средства.
190
Схемы, показанные на рис. 136, я, б, позволяют ускорить время срабатывания реле. Резистор R должен иметь такое сопротивление, чтобы напряжение на обмотке реле при включении было близко к номинальному. Схемы, показанные на рис. 136, в, г, позволяют замедлить соответственно время срабатывания до 0,5 с, а время отпускания до 1 с.
Чтобы облегчить работу контактов реле, особенно в цепях с индуктивной нагрузкой L, применяют различные схемы искрогашеиия с включением параллельно ей резистора R (рис. 137, а), цепочки из последовательно соединенных резистора R и конденсатора С (рис. 137,6), полупроводникового диода VD (рис. 137, в) или параллельно контакту реле К резистора R (рис. 137, г) либо цепочки из последовательно соединенных резистора R и конденсатора С (рис. 137, д).
При регулировке контакторов устанавливают нормированные растворы, провалы (начального и конечного) нажатия контактов. Соприкосновение контактов должно от момента первого касания до полностью включенного состояния происходить по линии не менее 70—80% их ширины. При замыкании и размыкании подвижный контакт должен перекатываться и одновременно проскальзывать по неподвижному. Рассмотрим, как происходит работа главных контактов контактора при включении от момента начального касания до окончательного включения (рис. 138, а, б). При повороте вала закрепленная на нем планка 1 также поворачивается и подвижный контакт движется в сторону к неподвижному. После начального касания в точке 3 подвижный контакт 4 перекатывается, одновременно проскальзывая по неподвижному 2 до конечного положения точки 7 при полном включении контактора. В момент начального касания в точке 3 переходное сопротивление велико и под действием тока нагрузки выделяется много теплоты, что может вызвать оплавление контакта. Благодаря проскальзыванию происходит самоочищение подвижного и неподвижного контактов и исключается их приваривание. В то же время планка 1 перемещается, отходя на некоторое расстояние от места упора в точке 5 с подвижным Контактом, обеспечивая сжатие пружины 6 и соответствующее конечное нажатие.
Раствор контактов измеряют в самом узком месте при отключенном контакторе, пользуясь шаблоном. Шаблон выполнен в виде пластинки, толщина которой с одного конца равна минимальному, а с другого — максимальному допустимому раствору контактов.
Начальное нажатие измеряют при разомкнутом контакте, для чего на подвижный контакт 4 в точке начального касания
191
Рис. 138. Регулирование главных (а, б) и вспомогательных (в) контактов магнитного контактора

Рис. 139. Проверка после-
Ч)
довательности работы контактов:
а — трехполюсного выключателя, 6 — кнопки, в — переключателя с безобрывным переключением цепей
3 надевают петлю из прочной нити и, вставив между ним и планкой 1 (в точке 5 упора) полоску тонкой бумаги, оттяги
вают его за петлю динамометром. Начальное нажатие контак-
тов определяют по показаниям динамометра в момент, когда полоска бумаги легко вытягивается. Конечное нажатие измеряют аналогично, но при включенном контакте (рис. 138,6), надев петлю на подвижный контакт в точке 7 и вставив полоску
тонкой бумаги между ним и неподвижным контактом.
Провал контакта определяют при включенном контакторе по расстоянию А между планкой 1 в точке 5 упора и подвижным контактом.
Зазор и провал вспомогательных мостиковых контактов определяют соответственно по расстояниям Б и В (рис. 138, в).
Так как выпускаемые контакторы имеют различные габариты и рассчитаны на токи от нескольких десятков до тысяч ампер, это определяет значительные отличия их регулировочных параметров. Поэтому в каждом конкретном случае следует придерживаться нормируемых для данного типа контактора приводимых в паспорте параметров. В качестве примера ниже
1%
приведены нормируемые регулировочные параметры контакторов магнитных пускателей ПА и ПМЕ I —IV габаритов.
	I	II	III	IV
Ход якоря, мм	 Раствор главных контактов,	13,5	20	22	25
ММ 		.	. Провал главных контактов,	3	3	4	4
мм .			 . Раствор вспомогательных	2,2	3	4	4
контактов, мм	 Провал вспомогательных кон-	3	3	3	3
тактов, мм	 Нажатие пружин главных контактов, Н:	2	2	2	2
начальное ......	6,76	12,8	-22,6	33,4
конечное 	 Нажатие пружин вспомогательных контактов, Н:	9,5	18,5	32,2	5
начальное 		1,13	+ 0,06	для всех	габаритов
конечное 		1,58	±0,08	для всех	габаритов
Проверка последовательности работы контактов коммутационных аппаратов. Эту проверку обычно выполняют с помощью электрических ламп, включаемых через соответствующие контакты аппаратов при переводе их в различные положения. При включении выключателя (рис. 139, а) на одновременность замыкания его контактов указывает одновременное загорание ламп HL1-HL3. При проверке кнопки SB (рис. 139,6) до нажатия на нее горит лампа HL1, в процессе нажатия сначала гаснет лампа HL1, а затем загорается лампа HL2.
Контакты переключателей, обеспечивающие безобрывиое переключение цепей, работают иначе. В исходном положении (рис. 139, в) замкнута цепь только лампы HL1 и она горит. В начале переключения, когда цепь лампы HL1 еще замкнута, происходит замыкание цепи лампы HL2 и обе лампы горят. В конце переключения цепь лампы HL1 размыкается, она гаснет, а цепь лампы HL2 остается замкнутой и оиа горит.
В большинстве аппаратов можно изменять последовательность работы контактов. В аппаратах с поворотными подвижными контактами, например КСА (см. рис. 62, а), подвижные контакты 9 переставляют на валике 4, а в кулачковых, например в переключателе УП-5300 (см. рис. 58), подбирают кулачковые шайбы 8 и устанавливают их на центральный валик 4.
Контрольные вопросы
1.	Какие виды обмоток применяют в аппаратах РЗА?
2.	Каков принцип действия намоточного станка для изготовления прямолинейных обмоток?
193
3.	Как изготовляют бескаркасные обмотки для магнитных пускателей?
4.	Определите число витков и диаметр провода для перемотки катушки магнитного пускателя на напряжение 220 В, если она выполнена на напряжение 380 В и имеет 2700 витков провода диаметром 0,27 мм.
5.	Как ремонтируют контактные соединения?
6.	Какие операции выполняют при ремонте контактов аппаратов?
7.	Как регулируют контакты реле РТ40?
8.	Как проверяют последовательность работы контактов коммутационных аппаратов?
Глава тринадцатая
СБОРОЧНЫЕ РАБОТЫ
§ 45.	Общие сведения
По организации сборочных работ различают стационарную и подвижную сборку.
Пристационарной сборке на рабочее место подают необходимые сборочные элементы и при единичном производстве сборка полностью выполняется одним работником, а при серийном—дифференциально, т. е. подразделяется иа предварительную и окончательную (предварительно несколько сборщиков или бригад собирают все узлы или блоки, а окончательную общую сборку выполняет один работник или одна специализированная бригада).
При подвижной сборке, характерной для крупносерийного и массового производства, собираемое изделие перемещается вдоль рабочих мест, на которых выполняется определенная часть сборочных работ.
При ремонте устройств РЗА преимущественно организуют стационарную сборку, при которой на одном рабочем месте один работник устанавливает, а также закрепляет сборочными соединениями основные элементы (детали, блоки, узлы) и выполняют электрическими проводами, трубами или кинематическими звеньями соответствующие связи между ними.
Значительный объем работ при ремонте устройств РЗА занимает выполнение конструктивных и электрических сборочных соединений, а также внутриприборного электрического монтажа. Конструктивные сборочные соединения должны обеспечивать достаточную прочность, а в некоторых случаях — плотность (герметичность). Основным требованием к электрическим соединениям является обеспечение надежного электрического контакта. Все возможные виды соединений можно
194
разделить на по д в ижные и не по д в иж н ые. Неподвижные соединения, в свою очередь, могут быть разъемными и неразъемными. Подвижные соединения обеспечивают перемещение одной соединяемой части относительно другой в заданных пределах, а неподвижные — их необходимое взаимное расположение. Разъемное соединение можно разобрать без нарушения соединяемых частей, а неразъемное без разрушения соединяемых частей или соединяющего материала разобрано быть не может.
Подвижные соединения механизмов реле, автоматов, переключателей и других аппаратов РЗА были рассмотрены достаточно подробно. Рассмотрим неподвижные разъемные и неразъемные соединения и технологию их изготовления.
§ 46.	Разъемные соединения
Наиболее распространенными в устройствах и аппаратах РЗА неподвижными разъемными соединениями являются резьбовые, штифтовые и штыковые, а также соединения, получаемые частичной (местной) деформацией материала деталей.
Резьбовые соединения являются универсальными и применяются при сборке узлов и блоков с помощью резьбовых крепежных деталей, основные из которых — болты, гайки, шпильки и винты. Крепежная деталь в виде цилиндрического стержня с резьбой на одном конце и головкой (преимущественно в форме шестигранника) на другом называют болтом. Крепежную деталь, имеющую резьбовое отверстие, называют гайкой. Гайки, как и головки болтов, большей частью имеют шестигранную форму, позволяющую их закручивать плоскими и торцовыми гаечными ключами. Вместо гаек часто в одной из соединяемых деталей выполняют резьбовые отверстия. Крепежную деталь в виде цилиндрического стержня с резьбой на обоих концах называют шпилькой. Крепежную деталь в виде цилиндрического стержня, на одном конце которого имеется резьба, а на другом — головка с прямым или крестообразным шлицем под отвертку, называют винтом. Винты имеют небольшой диаметр (наиболее распространены винты диаметром от 3 до 6 мм) и головки разной формы (цилиндрическую, полукруглую, реже — квадратную и шестигранную). Потайные и полупотайные головки винтов после завинчивания полностью или частично утапливаются в раззенкованную часть отверстия одной из соединяемых деталей.
Прочность резьбового соединения зависит от глубины ввинчивания резьбовой детали. Для стальных крепежных деталей минимальную глубину ввинчивания обычно принимают равной
195
Рис. 140. Увеличение глубины завинчивания:
а — вытяжкой материала у отверстия, б — приклепыванием дополнительной детали, в — загибанием части детали, г, д — запрессовкой и запрессовкой и припаиванием резьбовой втулки
Рис. 141. Контргайки (a, ff), разрезная пружинная шайба (в), корончатая гайка (г), пружинные гайки (д — ж), скоба для крепления кабеля в виде пружинной гайки (з)
их диаметру, а для деталей из изоляционного материала — их удвоенному диаметру. Когда толщина соеданяемых деталей не позволяет обеспечить требуемую глубину ввинчивания, вытягивают материал у отверстия (рис. 140, а), приклепывают к основйой детали 2 дополнительную деталь 1 (рис. 140,6), загибают часть детали (рис. 140, в), впрессовывают в пластмассу 4 дополнительную резьбовую втулку 3 (рис. 140, г) или впрессовывают и припаивают к основной металлической детали 6 резьбовую втулку 5 (рис. 140, д). При соединении винтами пластмассовых деталей с металлическими резьбовые отверстия выполняют в металлических.
Резьбовые соединения следует выполнять так, чтобы исключить самоотвинчивание и выпадание крепежных деталей при эксплуатации. В соединениях, не требующих частой разборки, для предотвращения самоотвинчивания винтов небольших диаметров (3—6 мм) со стороны их установки наносят несколько капель краски или лака. Иногда, если необходимы герметизация
196
/ 2 3
/ / /
Рис. 143. Штыковое (байонетное) соединение
Рис. 142. Штифты:
а, б — цилиндрические сплошной и рассеченный, в — конический, г — трубчатый разрезной
или пломбирование, винты закрепляют, заливая утопленную головку заливочной массой. В остальных случаях, чтобы предупредить самоотвинчивание винтов, под них устанавливают специальные детали, контргайки (рис. 141, а, б), пружинные разрезные шййбы (рис. 141, в), корончатые гайки с прорезями 1 для шплинтов (рис. 141, г). Для соединения листовых деталей, не несущих больших механических нагрузок, используют специальные винты с широким шагом и пружинные гайки (рис. 141, д-ж). Пружинные гайки могут выполняться как часть крепежной детали, например скоба (рис. 141, з) для крепления кабеля 3, один конец 2 которой представляет собой пружинную гайку.
Штифтовые соединения выполняют с помощью штифтов, вставляемых в соосные отверстия двух деталей, и применяются для точной фиксации их взаимного положения или ограничения перемещения относительно друг друга. Штифтовые соединения отличаются малыми размерами занимаемой площади и простотой выполнения. Как правило, в штифтовых соединениях применяют сплошные цилиндрические штифты (рис. 142, а), диаметры которых, а также диаметры отверстий должны выполняться с точностью, обеспечивающей посадку с необходимым натягом. Иногда используют также цилиндрические рассеченные (рис. 142, б), конические (рис. 142, в) и трубчатые разрезные (рис. 142, г) штифты.
Штыковые (байонетные) соединения (рис. 143), позволяющие быстро, легко, без какого-либо инструмента выполнять разборку, обычно представляют собой две цилиндрические полые детали 1 и 4, одна из которых имеет прорези 2 в стенке, а другая — входящие в них при повороте выступы или штифты 3. Штыковые соединения широко применяются в штепсельных разъемах, лампах накаливания и патронах для них, защитных крышках, экранах радиоламп, малогабаритных кожухах и др.
Соединения, выполняемые частичной деформацией материала деталей либо загибанием краев или лапок, не требуют дополнительных крепежных деталей.
197
Рис. 144. Скоба для скрепления пластин магнитопровода трансформатора (а), закрепление плоского вывода в пластмассовой колодке (б) и стеклянных деталей загибанием краев (в, г)
Рис. 145. Соединение лапкамн:
а — крышки полой детали, б — трансформатора, в — полки со стойкой кабельной конструкции
Примером соединения деталей загибанием краев одной из них является рассмотренное ранее закатывание камней в оправки при ремонте подпятников (см. рис. 119,6). Другими примерами служат крепление пластин магиитопровода трансформатора (рис. 144, а), соединение плоского вывода 1 с изоляционной колодкой 2 (рис. 144, б) закрепление стеклянных деталей (рис. 144, в, г).
При соединении лапками эти лапки, выполненные иа одной детали, вводятся в прорези другой детали и загибаются. Этот способ широко применяют для крепления проводов на панелях скобками с загибаемыми лапками и стальными; полосками с пряжками (см. рис. 82, в, б), а также проводов и кабелей алюминиевыми полосками-пряжками (см. рис. 86 и 87). Другими примерами являются крепление крышки 1 к полому цилиндру 2 (рис. 145, а), трансформатора 3 к плате 4 (рис. 145, б), полки 8 к стойке 5 в сборной кабельной конструкции (рис. 145, в). В последнем случае лапку 6 стойки 5 после введения в соответствующее отверстие полки 8 изгибают специальным ключом 7.
198
§ 47.	Неразъемные соединения
Неразъемными являются соединения, выполняемые клепкой, развальцовкой, расчеканкой, опрессовкой, пайкой, сваркой и склеиванием. При ремонте устройств РЗА наиболее часто используют пайку, сварку и склеивание.
Пайкой называют процесс получения неразъемного соединения с помощью расплавленного припоя. В устройствах РЗА пайку применяют при выполнении электрических соединений проводников между собой и с выводами аппаратов, приборов и другими контактными деталями. При этом преимущественно используют оловянисто-свинцовые ПОС61 и ПОС61М припои, а в качестве флюса — раствор канифоли марок А или В в спирте или кусковую канифоль тех же марок.
Выполняют пайку электропаяльниками различной конструкции (молотковыми, торцовыми, угловыми и т. д.) мощностью от 35 до 200 Вт и напряжением 36 В, питаемыми от понижающих трансформаторов, первичная обмотка которых подключается к электрической сети через устройство для плавного регулирования напряжения (например, через лабораторный автотрансформатор ЛАТР-2).
Паяльник 1 (рис. 146, а), как правило, должен находиться на основном рабочем месте на специальной подставке 2. На этой же подставке целесообразно в соответствующих гнездах (на рисунке не показаны) разместить баллончик или дозатор (рис. 146,6) с раствором канифоли, ванночку с комковой канифолью, баллончик с лаком (для защиты места пайки) и ванночку с нашатырем (для зачистки наконечника паяльника).
Наиболее часто используют торцовые паяльники, мощность и диаметр наконечника которых выбирают в зависимости от объекта пайки. Так, паяльник мощностью 35 Вт с наконечником 6 мм применяют при пайке малогабаритных компонентов и печатных плат, мощностью 50 Вт с наконечником 6 мм—
навесных элементов на расшивочные панели и монтажных
проводов небольшого сечения, а мощностью 90 Вт с наконечником 9 мм — крупных навесных деталей, проводов сечением до 1,5 мм2 и экранирующих оплеток проводов.
Особенно внимательным надо быть при пайке полупроводниковых приборов и микросхем, которые могут быть повреждены при приложении сравнитель-
Рис. 146. Торцовый паяльник («) и дозатор с раствором канифоли (б)
199
Рис. 147. Импульсный паяльник: а - общий вид, б — схема; 1 — накоиечиик, 2 — курок
Рис. 148. Закрепление перед пайкой концов проводов и выводов навесных деталей:
а, б, в — ва лепестках сплошных, с отверстием и базовой детали, г — в отверстиях панели
но малых напряжений (порядка 30—40 В) и воздействии статических зарядов. В этих случаях используют паяльники на напряжение менее 10 В, включаемые в электрическую сеть через разделительный трансформатор, а металлическую плату, на которой закреплены полупроводниковые приборы или микросхемы, соединяют с корпусом паяльника гибким проводником.
Для пайки мелких деталей удобен импульсный паяльник (рис. 147, а), выполненный в виде пистолета, в корпус которого помещен небольшой трансформатор. Первичная обмотка Л трансформатора Т (рис. 147, б) подключается к электросети, через предохранитель F кнопкой SB при нажатии на курок, Наконечник паяльника представляет собой изогнутую медную, проволоку и включен в цепь основной вторичной обмотки II, состоящей из нескольких витков. К дополнительной вторичной обмотке III подключены сигнальные лампы HL1 и HL2, которые при включении паяльника загораются. Напряжение основной вторичной обмотки невелико, однако ввиду незначительного
20Q
сопротивления ее цепи ток составляет 100 А и более, поэтому наконечник нагревается за несколько секунд. Небольшое напряжение исключает повреждение деталей, а кратковременный нагрев места соединения предупреждает недопустимый перегрев и обеспечивает хорошее качество пайки.
При выполнении пайкой электрических соединений зачищенные концы проводов и выводы навесных деталей (резисторов, конденсаторов, диодов) предварительно закрепляют на контактных лепестках или выводах других деТалей, загибая вокруг них (рис. 148, а), а затем обжимают. Если в лепестках имеется отверстие, зачищенный конец провода или вывода навесной детали вводят в него, загибают вокруг лепестка и, откусив липший участок кусачками, обжимают место крепления плоскогубцами (рис. 148, б). Закрепление проводов и выводов навесных деталей на лепестках базовой детали, например, ламповой панельки, показано на рис. 148, в. Если монтаж ведут на панели из изоляционного материала без контактных лепестков, зачищенные концы проводов и выводов навесных деталей пропускают через отверстия в ней, а затем скручивают (рис. 148, г). Изгибать выводы деталей надо осторожно, причем место первого изгиба должно быть не ближе 5 мм от места выхода вывода из соответствующей детали.
Для обеспечения надежного контактного соединения необходимо при пайке соблюдать следующие требования. Наконечник паяльника должен иметь ровную поверхность, быть хорошо зачищен, а также облужен, для- чего его смачивают расплавленной канифолью и покрывают небольшим количеством припоя. Температура наконечника должна быть на 10—20 °C выше температуры плавления припоя, который при этом быстро плавится, но не скатывается, а канифоль не сгорает, оставаясь в виде кипящих капелек. Для прогревания места соединения до температуры плавления припоя паяльник прикладывают к нему не острием наконечника, с которого стекает припой, а плоской частью, что обеспечивает большую площадь соприкосновения.
Количество флюса, наносимого на место пайки, должно быть минимальным и он не должен растекаться за пределы места пайки. Для нанесения флюса целесообразно пользоваться дозатором (см. рис. 146,6), представляющим собой полиэтиленовый баллон 5 с наконечником 4, в который вставлена медицинская инъекционная игла 3.
Участки, подлежащие пайке, тщательно зачищают, облужи-вают и прогревают паяльником, чтобы обеспечить полное растекание расплавленного припоя. Количество припоя должно быть минимальным: лишний припой снижает качество кон-
201
Рис. 149. Пайка к лепесткам провода (а) и вывода (6) с применением теплоотвода
1	2 3 4 5
-ад ~2Мц
Рис. 150. Ультразвуковой электропаяльник
тактного соединения и делает его менее прочным. Время пайки также должно быть минимальным (до 5 с при пайке проводов и выводов деталей приборов и реле). Паяное соединение должно иметь чистую глянцевую ровную поверхность (без пор, загрязнений, наплывов и острых выступов припоя). Припой должен заполнять место соединения со всех сторон. Для удаления остатков флюса места паек промывают растворителем, а затем для защиты от воздействия окружающей среды покрывают лаком или влагонепроницаемой краской. Для защиты деталей от перегрева, особенно при небольших расстояниях от их корпусов до мест пайки (менее 10 мм), выполняют пайку с теплоотводом (рис. 149, а), в качестве которого используют медные наконечники 3, надеваемые на губки 1 пинцета для удерживания провода 2 либо вывода 4 или на зажим «крокодил». При пайке надо следить за тем, чтобы паяльник не задевал детали и провода. Если эти детали размещены очень близко от места пайки, что может вызвать их недопустимый перегрев, пользуются теплозащитными экранами из теплостойкого материала. Нельзя допускать, чтобы на детали и контактные выводы попадали капли припоя и флюса, а в случае попадания их нужно немедленно удалить. Остатки монтажных материалов удаляют из аппарата или прибора продувкой или пылесосом.
В настоящее время в аппаратах и приборах широко применяют сборочные элементы из алюминия и его сплавов (корпуса, экраны и др.), при необходимости пайки которых возникают трудности, связанные с образованием на поверхности этих металлов очень прочной оксидной пленки с высокой температурой плавления. Традиционные методы пайки с применением специальных флюсов и припоев при сравнительно высоких температурах нагрева мест соединений в большинстве случаев при ремонте аппаратов РЗА использоваться не могут. Поэтому для пайки алюминия целесообразно пользоваться ультразвуковым электропаяльником. Колебания ультразвуковой частоты 20—25 кГц передаются расплавленному припою и пленке оксида, которая разрушается, что позволяет выпол-202
Рис. 151. Схема точечной элект-
росварки
Рис. 152. Схема конденсаторной электросварки
нять лужение и пайку без применения флюса. Таким образом можно только предварительно облудить соединяемые участки, а затем выполнить пайку обычным паяльником. Ультразвуковой электропаяльник (рис. 150) имеет обмотку 5, которая питается от генератора тока звуковой частоты. С такой же частотой колеблется сердечник 4 из магнитиострикционного материала, воздействующий на вибратор 3 и через него на наконечник 1, нагреваемый спиралью 2.
Пайка мягкими оловянисто-свинцовыми припоями обладает рядом недостатков, основными из которых являются большой расход дефицитных и дорогостоящих припоев, небольшая механическая прочность и недостаточная надежность электрического контакта, низкая нагревостойкость паяных соединений. Этих недостатков можно избежать, если заменить пайку сваркой.
Сваркой называют процесс получения неразъемных соединений местным оплавлением, при котором образуются прочные межатомные связи, обеспечивающие высокую механическую прочность соединения. Существует много способов сварки: дуговая, контактная точечная и шовная, плазменная, электронно-лучевая, ультразвуковая, лазерная. При ремонте аппаратов РЗА чаще используют контактную точечную сварку, которую выполняют сварочным аппаратом (рис. 151), состоящим из понижающего трансформатора Т с переключателем S ответвлений первичной обмотки I, контактора КМ, реле тока КА, выключателя SB с ножным приводом (педалью) и сварочных клещей с угольными электродами 1 и 2. Свариваемые детали зажимают между угольными электродами клещей и включают выключатель SB, нажимая на педаль. При этом срабатывает контактор КМ, включается трансформатор Т и через свариваемые детали проходит достаточный для разогрева и сплавления места (точки) соединения ток. При токе срабатывания реле КА контактор КМ отключает трансформатор Т. Ток срабатывания реле отрегулирован так, чтобы трансформатор отключался после окончания сварки.
Разновидностью точечной контактной сварки является конденсаторная. Установка для конденсаторной сварки (рис. 152)
203
состоит из батареи конденсаторов С1 — С5 с переключателем S1 их количества и переключателем S2, переводящим ее с заряда на разряд, сварочного трансформатора Т и электродов 1 и 4. При сварке зажимают детали 2 и 3 между электродами, предварительно включив батарею конденсаторов на заряд и переводя переключатель S2 в соответствующее положение (как показано на рисунке). Затем батарею конденсаторов подключают к первичной обмотке трансформатора Т, переводя переключатель S2 в другое положение. При разряде конденсаторов в месте прохождения через детали тока происходит их сварка. Режим сварки зависит от количества включенных конденсаторов: чем больше конденсаторов включено параллельно, тем больше сварочный ток.
Преимуществом конденсаторной сварки, происходящей за счет запасенной в конденсаторах энергии, является высокая скорость нагрева места соединения, благодаря чему предотвращается распространение нагрева за пределы свариваемого участка и обеспечивается постоянство технологического процесса.
Клеевые сое ди нения получают с помощью специальных веществ —клеев (см. § 36), которые благодаря адгезии (прилипанию) обеспечивают прочное скрепление соединяемых деталей. Технологический процесс получения клеевого соединения включает выбор клея, подготовку соединяемых поверхностей, формирование клеевого слоя и контроль качества соединения.
При выборе клея учитывают прежде всего природу соединяемых материалов, а также условия работы клеевого соединения. Как правило, рекомендуется использовать клей на той же (или близкой по составу) основе, что и склеиваемые материалы. Вместе с тем можно использовать универсальные клеи, пригодные для различных материалов (например, эпоксидные, полиуретановые, полиакриловые).
Для склеивания отвержденных реактопластов (фенопластов, пластмасс на основе эпоксидных, полиэфирных, кремнийорга-нических и некоторых других смол) рекомендуются термореактивные клеи. Термопласты в зависимости от способности; склеиваться подразделяют на три группы: легко склеиваемые,) условно легко склеиваемые и трудно склеиваемые. К первой группе относятся термопласты, которые склеиваются без специальной подготовки поверхностей (полиакрилаты, непластифици-рованный или с низким содержанием пластификатора поливинилхлорид, полистирол). Ко второй — термопласты, требующие несложной подготовки поверхностей (пластифицированный поливинилхлорид, пенопласт). К третьей — термопласты, требующие сложной подготовки поверхностей или применения спе-204
циальных клеев, пригодных лишь для пластмасс определенного типа (полиэтилен, полипропилен, фторопласты). Для склеивания резиновых изделий применяют резиновые клеи.
Если нет готового для использования с соответствующими характеристиками клея, его необходимо приготовить согласно рецепту, устанавливающему количество составных частей и условия их смешивания. Основные части — это клеящее вещество и отвердитель. Кроме того, в зависимости от предъявляемых к клеевому соединению требований в состав клея вводят пластификатор и наполнитель. Пластификатор снижает вязкость и повышает жизнеспособность клея, облегчает введение наполнителя и нанесение клея на поверхности, а также придает клеевому слою большую эластичность.
Введение наполнителей оказывает существенное влияние на характеристики клея. Изменяя количество наполнителя, можно регулировать вязкость клея, его пропитывающие свойства, создавать определенную толщину клеевого слоя, уменьшать внутренние механические напряжения, выравнивать физические свойства клея и склеиваемых материалов. В зависимости от того, вступает или не вступает наполнитель во взаимодействие с другими компонентами клея, он может быть активным и нейтральным. Наполнитель может придавать клею специальные свойства. Такие наполнители, как порошки металлов и графита, повышают тепло- и электропроводность клея, слюда — электрическое сопротивление и диэлектрические свойства, антипирены — негорючесть, нитрид бора — теплопроводность и стойкость к действию низких температур. Кроме того, наполнители уменьшают усадку клеевого шва и позволяют экономить клеящие материалы.
Прочность склеиваемых изделий во многом зависит от типа (конструкции) клеевого соединения. Соединение внахлестку (рис. 153, а) — простое и хорошо работает на сжатие и сдвиг. Соединение с односторонней накладкой (рис. 153,6) применяют, когда одна сторона конструкции должна быть ровной; для увеличения прочности используют две накладки (рис. 153, в). Высокопрочное соединение с двумя накладками со скошенными краями и врезным соединением деталей показано на рис. 153, г. Соединение встык (рис. 153,6) применяют только при больших площадях. Для увеличения прочности поверхности скашивают (рис. 153, е). Врезное и шпунтовое соединения показаны на рис. 153, ж. Угловые соединения рекомендуется выполнять с накладками (рис. 153, и).
Надежность соединения втулка —отверстие зависит от качества подгонки поверхностей, шероховатость которых должна соответствовать 2 —3-му классам по ГОСТ 2789 — 73, а зазор
205

cr)

5)
KSSSmjK! S8S88SS8SSSiS?
в)
d)
Рис. 153. Виды клеевых соединений:
а — внахлестку, б — с односторонней накладкой, в — с двумя накладками, г — с двумя накладками и врезным соединением деталей, д — встык, е — встык со скошенными поверхностями, ж — врезное, з — шпунтовое, и — угловое
между втулкой и отверстием — быть в пределах 0,05—0,15 мм. Наиболее прочными являются соединения цилиндрических элементов по конусу, так как в этом случае можно создать необходимое для отверждения клея давление.
При подготовке соединяемых поверхностей их обрабатывают, чтобы улучшить адгезию с клеевой композицией. При ремонте устройств РЗА преимущественно используют механическую обработку — шлифование, зачистку наждачной бумагой, а затем очистку для удаления частиц абразива и обезжиривание органическими растворителями: углеводородами (бензином), хлорированными углеводородами (трихлорэтиленом), кетонами (ацетоном), спиртами, которые удаляются при сушке. Чистоту подготовленных поверхностей проверяют визуально или нанесением капельки воды. Если капля растекается, это говорит о том, что поверхность смачивается и хорошо подготовлена к склеиванию.
Наносят клей на подготовленные поверхности как вручную, так и с помощью специальных приспособлений. Большое значение для успешного склеивания имеет равномерность толщины клеевого слоя. Если клей жидкой консистенции, его можно наносить кисточкой, валиком или распылителем. Для создания слоя нужной толщины клей наносят несколько раз, подсушивая каждый слой. Вязкий пастообразный клей, который наносят шпателем, вдавливается в поры и заполняет неровности склеиваемых поверхностей.
Клеи-расплавы наносят на предварительно нагретые выше их температуры плавления склеиваемые поверхности. Для нанесения термопластичных клеев-расплавов применяют пистолет, представляющий собой трубку с соплом, на которой крепятся электронагреватель и рукоятка. Такой пистолет прост в устройстве и обращении, а также удобен для любых клеев, поскольку температуру электронагревателя можно регулиро-206
вать, изменяя лабораторным автотрансформатором (например, ЛАТР-2) подводимое напряжение.
При склеивании пленочным клеем вырубают или вырезают ножницами кусок необходимой формы, удаляют с него предохраняющую пленку и укладывают клеящую пленку между подготовленными к склеиванию поверхностями.
Для формирования клеевого слоя необходимы определенные выдержка времени, температура и давление. Испарение растворителя из жидких клеевых композиций и всасывание его в подложку может протекать как при комнатной, так и при повышенной температуре. Время сушки клеевого слоя обычно от 15 до 60 мин, после чего детали соединяют друг с другом и сжимают с определенным усилием. Если клей наносят в несколько слоев, проводят сушку со ступенчатым подъемом температуры. Так, первый слой клея БФ наносят на обе склеиваемые поверхности и выдерживают на воздухе при комнатной температуре 15—20 мин, а затем в термостате при 55—60°C—15 мин. Извлеченные из термостата детали охлаждают до комнатной температуры, наносят второй слой клея и выдерживают при тех же условиях.
После этого совмещают и плотно сжимают склеиваемые поверхности струбциной или прессом, обеспечивая давление до 1 МПа, и помещают в термостат, где выдерживают при 140—160 °C в течение 2 ч.
Термопластичные клеи обычно наносят в один слой на склеиваемые поверхности, которые прижимают друг к другу, и выдерживают до отверждения.
Клеевой шов из клея-расплава формируют, нанося расплавленный клей на холодные склеиваемые поверхности, которые сразу прижимают друг к другу, или на подогретые, чтобы он лучше растекался и проникал в поры под давлением. Можно также нанести расплавленный клей на поверхности, охладить их до комнатной температуры, сжать под давлением и нагреть до температуры, превышающей температуру плавления клея на 10—20 °C, а затем охладить.
При использовании всех термореактивных клеев, за исключением клеев холодного отверждения, склеиваемые детали нагревают. Для отверждения клея при повышенных температурах обычно используют термостаты. При склеивании необходимо строго выдерживать температурный режим и давление, установленные для каждого типа клея. Следует иметь в виду, что в большинстве случаев с уменьшением толщины клеевого слоя повышается прочность соединения. Это объясняется тем, что в тонком слое клея появляются меньшие внутренние напряжения. Так, для клеев, при отверждении
207
которых возникают большие внутренние напряжения (например, на основе МФС), рекомендуется тонкий клеевой шов (около 0,1 мм). Прочность соединения на эпоксидных клеях почти не зависит от толщины слоя, которая обычно равна 0,2 мм.
В готовом изделии трудно определить качество клеевого соединения, поэтому для его обеспечения необходимо строго соблюдать технологические инструкции на всех стадиях процесса склеивания. Некачественное склеивание может быть вызвано следующими причинами.
Если вязкость клея, скорость его отверждения, толщина нанесенного слоя и время открытой выдержки недостаточны, а давление завышено, равномерная пленка клея не образуется.
При недостаточном перемешивании и большой концентрации порошкообразных наполнителей в низковязком клее, высокой влажности склеиваемых поверхностей и применении нерастворимых отвердителей образуется пористый слой.
При недостаточной предварительной сушке клея, высокой влажности склеиваемых поверхностей, низкой температуре отверждения и малом количестве отвердителя видны волокна мягкого или частично отвержденного клея.
При отверждении клея до контакта с другой поверхностью или отсутствии адгезии к поверхности из-за ее плохой подготовки клей находится только на одной из склеиваемых поверхностей. При недостаточном или поздно приложенном давлении, неравномерном нанесении клея или больших неровностях поверхностей на них имеются лишь островки клея.
Плохо склеенные детали необходимо заменить. При непро-клеях термопластичными клеями склеиваемые поверхности снова нагревают до температуры выше температуры плавления полимерной основы клея и обеспечивают давление, при котором происходит заполнение непроклеенных участков. Если при этом пустоты не заполнятся, надо склеиваемые детали нагреть, разъединить, добавить клеевую композицию и снова склеить.
Термореактивные клеи нагревают до температуры их размягчения, после чего механически разрушают клеевой шов. Если склеенные детали нагревать нельзя, их погружают в растворитель, чтобы клей набух, разнимают, очищают, а затем вновь склеивают.
Контрольные вопросы
	1. Как подразделяют сборочные работы по Организационному
принципу? 
, 2. Какие сборочные работы выполняют при ремонте устройств
РЗА?	' .......
208
3.	Как предупреждают самоотвинчивание резьбовых соединений?
4.	Как выполняют соединения загибанием, краев деталей и с помощью лапок?
5.	Какие требования предъявляют к соединениям, выполняемым пайкой?
6.	Каковы особенности пайки выводов электрорадиокомпонентов?
7.	Что представляют собой клеевые соединения и как выбирают клеи для их выполнения?
8.	Какие факторы определяют прочность клеевых соединений?
Глава четырнадцатая
МОНТАЖ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ АППАРАТОВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ
§ 48.	Особенности процесса монтажа
Процесс монтажа состоит из заготовки монтажных проводов, их прокладки и выполнения электрических соединений внутри аппаратов РЗА.
При заготовке монтажных проводов их нарезают на отрезки заданных размеров (мерная резка), изготовляют жгуты из одиночных проводов и оконцовывают их. При прокладке провода укладывают, выполняя необходимые изгибы, закрепляют и разводят их концы к местам присоединений. Выполнение электрических соединений состоит в подгонке по месту концов проводов и выводов навесных деталей и непосредственном их соединении. Основными особенностями монтажа электрической части аппаратов РЗА являются: минимальный объем, занимаемый монтажными элементами и деталями, и надежность электрических соединений, выполняемых пайкой, сваркой или по специальной технологии — накруткой, а также широкое применение электрорадиокомпонентов.
В настоящее время применяются следующие способы монтажа электрической части аппаратов РЗА: укладка единичных проводов и жгутов на шаблонах, накрутка и печатный монтаж. Для выполнения монтажа необходима соответствующая технологическая документация. В условиях массового и крупносерийного производства такой документацией являются операционные технологические карты, в которых приводятся эскизы, описание монтажных работ и порядок их выполнения. В условиях единичного и мелкосерийного производства, характерного для ремонта аппаратуры РЗА, монтажные работы ведутся по принципиальным и монтажным схемам. При большом количестве соединений пользуются таблицами соеди-
8 В. Н. Камнев
209
нений проводов. При этом монтаж электрической части аппаратов РЗА целесообразно организовать так, чтобы на основном рабочем месте выполнялись прокладка проводов и электрические соединения, а наиболее просто поддающаяся механизации и автоматизации заготовка проводов — на другом участке, с которого они, а также жгуты поступали бы на основное рабочее место.
§ 49.	Заготовка проводов
Способы заготовки монтажных проводов и степень их механизации зависят от объема работ, конструкции проводов и характера выполняемых операций. Заготовка монтажных проводов включает в себя операции мерной резки и оконцевания, заключающегося в удалении изоляции с их концов, зачистке токопроводящих жил, их лужения и оформления колечком, пестиком или наконечником, заделке изоляции и маркировке.
При выполнении мерной резки вручную отрезки проводов отмеривают по отметкам, обычно нанесенным на крышку стола, и отрезают ножницами или кусачками, которые лучше закрепить на базовой отметке, что упрощает и ускоряет выполнение операции. Процесс мерной резки несложно автоматизировать, для чего разработаны и применяются различные механизмы. Например, механизм, показанный на рис. 154, имеет ведущий диск 14, приводимый во вращение электроприводом, и связанные с ним кулачки 9 и 10, а также коромысло 12 в виде рычага первого рода, подпружиненное с одного конца пружиной 13 и взаимодействующее другим концом с подвижным отрезным ножом 7. Неподвижная часть 6 ножа снабжена трубкой 5, через которую подается заготавливаемый провод 2. Ролики 1 служат для рихтовки провода, а трубка 5 предотвращает его изгиб. В положении, показанном на рис. 154, валик 3 прижимает к ведущему диску 14 провод 2 и происходит его подача в сторону ножа 7, который опущен. Когда кулачок 9 подходит к ролику 11, он отжимает левую часть . коромысла 12 вниз, при этом правая сторона коромысла поднимается. Валик 3 через систему рычагов 4 и 8 отходит от провода и его продольная подача прекращается, а подвижный нож 7 в это время поднимается и перерезает провод. Длину отрезаемого куска провода устанавливают, перемещая при настройке механизма кулачок 10 относительно кулачка 9.
Снимают изоляцию с концов провода механически — щипцами (рис. 155, а) или обжигом — съемником (рис. 155,6). 210
Рис. 154. Механизм для мерной резки проводов
Рис. 155. Инструмент для снятия изоляции: а — щипцы, б — съемник
Съемник имеет смонтированные на двух изолирующих основаниях 6 четыре токопроводящие шпильки 5 с V-образными и проволочными нагревательными элементами 4 на одних концах. К другим концам шпилек подключен шнур 8, подводящий питание от вторичной обмотки понижающего трансформатора 1. Для включения первичной обмотки в электрическую сеть служит шнур 3 со штепсельной вилкой 2. Для снятия изоляции вводят конец провода в зазор между нагревательными элементами 4 и сводят рукоятки 7. Нагревательные элементы охватывают провод и оплавляют пластмассовую изоляцию (или обжигают волокнистую). Перемещая съемник по проводу, снимают с него изоляцию, после чего зачищают токопроводящую жилу пинцетами, которые были показаны на рис. 102,6, или инструментом, показанным на рис. 155, а.
При массовой заготовке проводов снятие изоляции совмещают с мерной резкой, обеспечивая таким образом комплексную автоматизацию заготовки проводов. Устройство для мерной резки, снятия изоляции и лужения зачищенных концов монтажных проводов с пластмассовой изоляцией (рис. 156, а) состоит из: катушки 1 с запасом монтажного провода; укладчика 2; двухцепной передачи, цепи которой могут устанавливаться на разных расстояниях друг от друга
8*
211
Рис. 156. Устройство для комплексной автоматизации заготовки проводов: а — вид сбоку, 6 — вид сверху
б)	в)
Рис. 157. Наконечники для оконцевания проводов: а —в - пайкой, г-з - опрессоваиием
в зависимости от требуемой длины заготавливаемых прово: дов; участка обжига с нагревателями 3; участка зачистки жил со щетками 4; участка лужения, включающего ванночки с флюсом 6, расплавленным припоем 7 и раствором 8 для защитного покрытия; ножей 9.
При перемещении цепей 5 и 11 (рис. 156,6) провод 10 сматывается с катушки 1 и качающимся укладчиком 2 раскладывается зигзагообразно между цепями, охватывая закрепленные на них штырьки 12. В зоне обжига изоляция оплавляется на длине, равной двум длинам зачищенных концов проводов, затем происходит зачистка щетками 4 токопроводящей жилы на участке со снятой изоляцией. При дальнейшем перемещении зачищенные участки последовательно проходят над ванночками 6, 7 и 8 (рис. 156, а), где покрываются флюсом войлочным валиком, погруженным в ванночку 6, волной припоя в ванночке 7 (волна припоя создается центробежным насосом, действующим от индивидуального электропривода) и защитным слоем войлочным валиком, погруженным в ванночку 8. На последней стадии происходит перерезание провода ножами 9.
Если провода предназначены для присоединения пайкой к контактным деталям аппаратов и приборов, процесс их заготовки на этом заканчивается, а если для присоединения 212
к винтовым контактным зажимам, их оконцовывают наконечниками пайкой или опрессованиём. Провода с однопроволочными жилами оконцовывают наконечниками (рис, 157, а —в) только пайкой, а с многопроволочными — пайкой или опрессованием (рис. 157, г — з).
Чтобы придать концам проводов опрятный вид и предупредить расплетание волокнистой оплетки, их заделывают нитками, отрезками поливинилхлоридных трубок, пластмассовыми оконцевателями (см. рис. 92, а —в). Кроме того, необходимо выполнить маркировку — нанести краской вручную или на специальном станке на отрезки поливинилхлоридных трубок, надеваемых на провода, соответствующие надписи. Использование поливинилхлоридных трубок позволяет одновременно заделать концы проводов и выполнить их маркировку, поэтому этот способ заделки предпочтителен. Применение монтажных проводов разной расцветки исключает необходимость такого нанесения марки, поскольку назначение проводов можно установить по цвету их изоляции.
§ 50.	Монтаж проводов с применением шаблонов
Укладку одиночных проводов и формирование их в жгуты и потоки непосредственно в аппаратах или приборах при их изготовлении или ремонте выполняют только при небольшом количестве проводов и электрических соединений. В аппаратах и устройствах со сложной схемой коммутации, содержащих множество проводов и соединений, монтаж выполняют в две стадии. Предварительно провода укладывают и скрепляют в жгуты на шаблоне, после чего переносят в соответствующий аппарат или устройство и выполняют необходимые соединения.
Простейший шаблон представляет собой планшет, на котором размещены металлические шпильки, имитирующие выводы деталей и зажимов, установленных в аппарате, и определяющие трассы укладки проводов (см. рис. 81). Более сложный объемный шаблон (рис. 158), предназначенный для монтажа проводов приборного отсека ячейки КРУ, состоит из боковой стенки / со скобами 2 для наборных зажимов, основания 4 и стоек 3 и 7 для приборной панели. На основании 4 размещены кронштейны 5 для крепления реек с наборными зажимами и неподвижные контакты 6 штепсельных разъемов вторичных цепей. После выполнения монтажа (рис. 158,6) приборную панель 8 с уложенными проводами, рейки с наборными зажимами и неподвижные контакты с подключенными проводами снимают с шаблона и переносят в приборный отсек ячейки КРУ.
213
Рис. 158. Шаблон для монтажа проводов в приборном отсеке ячейки КРУ: а — общий вид, б — с уложенными проводами
Рис. 159. Контактные детали для внутреннего монтажа аппаратов РЗА: а — опорный контакт, б — контактная планка, в — расшивочная панель
При монтаже внутренних соединений аппаратов и приборов РЗА электрорадиокомпоненты закрепляют пайкой их выводов на опорных контактах (рис. 159, а), контактных планках (рис. 159, б) и расшивочных панелях (рис. 159, е) с закрепленными в соответствующих изолирующих частях 1 контактными лепестками 2. Кроме того, электрорадиокомпоненты часто
214
крепят на выводах других деталей (см. рис. 148, в), что обеспечивает наибольшую плотность монтажа, выполнение электрических соединений более короткими проводниками и сокращает их количество. При использовании плоских проводов (например, ЛПП или ЛППЛ) монтаж упрощается, поскольку отпадает необходимость в формировании жгутов и потоков из одиночных проводов.
§ 51.	Монтаж проводов накруткой
Качество монтажа сложных устройств и аппаратов с большим количеством электрических соединений, выполняемых пайкой, в значительной степени зависит от квалификации исполнителя. Кроме того, паяным соединениям присущи такие недостатки, как невысокая устойчивость к воздействию климатических и механических перегрузок, необходимость использования флюсов, припоев и горячего инструмента.
В шестидесятых годах начал применяться и получил широкое распространение новый метод монтажа, получивший название накрутки. При этом методе однопроволочный проводник соединяют со штыревым выводом, имеющим два или более острых края, накруткой определенного числа витков с натягом (рис. 160, а). Острые края 3 вывода 4 образуют точки высокого давления, приводящего к появлению вмятин 2 как на проводе 1, так и на выводе 4. В результате образуется газонепроницаемое соединение двух металлов, обеспечивающее стабильный контакт. Интенсивность отказов аппаратуры с соединениями, выполненными накруткой, значительно ниже, чем аппаратуры с паяными соединениями, в особенности при механических воздействиях и изменении климатических условий.
Разновидностью накрутки является выполнение соединений бандажированием (рис. 160,6). Электрическое соединение между проводом 6 (выводом конденсатора 5) и выводом 4 с острыми краями получают, наматывая вокруг них бандажную проволоку 7. Многопроволочные провода обычно не накручивают, а присоединяют к выводу бандажированием, предварительно облудив.
Соединения накруткой обеспечивают надежный контакт только при выполнении следующих условий: плотности накрутки, газонепроницаемости в точках контакта и, если поверхность в месте контакта не менее поперечного сечения провода. Механические напряжения, определяемые натяжением провода при накрутке, должны составлять 35 % от номинальных. При этом концентрация напряжений на острых
215
4
Рис. 160. Соединение накруткой:
а — обычное, б — бандажированиём, « — модифицированное
краях вывода достаточна для диффузии металла провода в металл вывода, что определяет прочность соединения, обеспечивает разрушение оксидной пленки и вдавливание провода в острый край вывода, а следовательно, приводит к образованию газонепроницаемой контактной поверхности.
При соединении накруткой наматывают от 4 до 6 витков луженой медной проволоки на вывод из фосфористой бронзы (обычно посеребренный). Так как первый и последний витки накруткй не участвуют в контактном соединении, число эффективных точек соединения провода с выводом определяется как сумма всех их точек соприкосновения за вычетом четырех. Витки должны плотно прилегать друг к другу, а конец последнего быть как можно более плотно прижатым
216
Рнс. 162. Укладка (а), пример пользования ею (б) и раскрутка (в)
к выводу и не выступать за уровень соединения больше, чем на четверть диаметра провода.
Для повышения надежности соединения накруткой, наложив витки неизолированным концом провода, создающим контакт, выполняют еще один-два витка его изолированной частью 8 (рис. 160, в). Такое соединение называют модифицированным. Изоляция уменьшает концентрацию механических напряжений в точках касания провода и вывода, в связи с чем его поломка менее вероятна.
Получать качественные соединения накруткой можно только с помощью специального инструмента в виде пистолета с блоком питания и набором концевых частей, приспособлений для снятия изоляции, укладки провода, а также раскрутки-съемника для демонтажа соединений.
Пистолет (рис. 161) имеет электродвигатель 9 с понижающим редуктором 8, выходной вал 6 которого соединен с одним концом шпинделя 1 шпилькой 5, вставленной во втулку 2, прикрепленную накидной гайкой 4 к фланцу 7 корпуса редуктора. В месте соединения шпинделя 7 с валом 6 имеется продольная прорезь 13, в которую входит шпилька 5, благодаря чему одновременно с вращением обеспечивается продольное перемещение шпинделя на длину прорези. На другом конце шпинделя имеются каналы 14 под вывод и 15 для закладки навиваемого провода. Пружина 3 создает давление на шпиндель, обеспечивая необходимую плотность накрутки. В рукоятку 10 встроен выключатель 11 с кнопкой 12.
Блок питания, предназначенный для преобразования напряжения сети и питания пониженным напряжением электродвигателя пистолета, состоит из понижающего трансформатора, выпрямителя (если электродвигатель постоянного тока) и реле времени, обеспечивающего отключение электродвигателя через заданный промежуток времени после накрутки необходимого числа витков на вывод.
Укладка (рис. 162, а) представляет собой металлический стержень 1 с выемкой 2 на конце под провод и имеет риску 3 для отмеривания длины участка провода, необходимого для накрутки. После того как при монтаже (рис. 162,6)
217
провод 5 накручен на один вывод 4, он укладкой прокладывается к другому выводу 6, откусывается на уровне риски 3, зачищается и накручивается на него.
Раскрутка (рис. 162, в) представляет собой полый цилиндр 7 с винтовой нарезкой на внешней поверхности. Торец цилиндра заправлен так, что при надевании раскрутки на вывод и вращении в сторону, обратную накрутке, происходит поднятие провода на винтовую поверхность и раскрутка как бы ввинчивается между штырем и проводом. После 3 — 4 оборотов раскрутку снимают с вывода и освобождают от провода. При правильно выполненном соединении провод полностью, без повреждения снимается с вывода.
§ 52.	Печатный монтаж
Печатный монтаж представляет собой тонкие слои металла (печатные проводники), нанесенные на плоские изоляционные основания (платы) в соответствии с монтажными схемами вместо монтажных проводов. Основным металлом для нанесения печатных проводников является медь с содержанием примесей не более 0,05%. Техника печатного монтажа позволяет наносить не только соединительные проводники, но и такие элементы, как резисторы, индуктивности, емкости и полупроводниковые приборы, но это сопряжено с большими трудностями. Поэтому в настоящее время преимущественное распространение получили печатные платы с нанесенными на них печатными проводниками, на которых в определенных точках пайкой выводов закрепляют навесные элементы.
Печатный монтаж выполняют химическим травлением, электрохимическим осаждением и комбинируя эти способы. Рассмотрим способ химического травления. В качестве оснований печатных плат используют фольгированный изоляционный материал (гетинакс фольгированный ГФ-1-11 и ГФ-2-11 толщиной 1,5 — 3 мм, стеклотекстолит фольгированный СФ-1 толщиной 0,8 — 3 мм и др.). Процесс изготовления печатных плат состоит в нанесении изображения проводников, защите их химически стойкими красками и последующем травлении, при котором не защищенные кислотоупорной краской пробельные участки разрушаются кислотами или щелочами и удаляются. Изображение проводников на фольгированный материал часто наносят фотоспособом. При этом на плату наносят слой светочувствительной эмульсии, состоящей из 40 мае. ч. сухого альбумина, 10 мае. ч. двухромовокислого аммония и 5 —6 мае. ч. 25 %-ного аммиака, разравнивают его и высушивают 2 — 3 мин при 40 °C. Затем на плату помещают 218
Рис. 163. Закрепление (а — г) и пайка (Э, е) навесных элементов на печатных платах
Рис. 164. Замена на печатных платах навесных элементов навивкой (а), бандажированием (б) выводов и печатного проводни-
ка монтажным проводом (в)
а)	5)	в)
негатив, закладывают их в копировальную рамку и экспонируют примерно в течение 8 — 12 мин. После этого на всю поверхность платы со стороны эмульсии накатывают резиновым валиком типографскую краску, проявляют изображение в холодной воде, протирают плату ватным тампоном, просушивают сжатым воздухом и припудривают слой краски тонко измельченным сургучным порошком, удаляя его избыток обдувкой сжатым воздухом, а оставшийся сургуч оплавляют, облучая источником тепла 2 — 3 мин при 85 °C. Мелкие царапины, точки и другие дефекты изображения ретушируют асфальтовым лаком. В дальнейшем незащищенные участки фольги вытравливают в растворе хлорного железа, после чего плату тщательно промывают в проточной воде в течение нескольких минут. Слой защитной краски смывают бензином, а оксидную пленку удаляют, зачищая проводники шлифовальным порошком. Затем плату промывают в горячей проточной воде в течение 30 — 40 с, сушат 35 — 40 мин при 90—100°C и сверлят отверстия под выводы навесных элементов и провода к другим элементам, устанавливаемым в аппарате или приборе. Обычно в отверстия вставляют трубчатые заклепки (пистоны), закрепляемые опрессовкой и пайкой краев со стороны печатных проводников.
Закрепление различных навесных элементов на печатных платах показано на рис. 163, а—г, а пайка — на рис. 163, д, е. Пайка выводов 2 в пистонах 1 должна выполняться так, чтобы
219
припой 3 заполнял их без пузырей, раковин и пустот. Загнутые выводы 6 должны быть пропаяны по всей длине, причем припой должен заливать и печатный проводник 5 вокруг пистона, но не должен попадать на изоляционное основание 4 платы. Если навесные элементы устанавливают, загибая выводы, пайку выполняют со стороны печатных проводников, а если без загибания (рис. 163, <Э) — со стороны расположения этих элементов. Особенно важно не перегревать места пайки, чтобы не произошло вздутия и отслаивания печатных проводников.
При ремонте аппаратов и приборов с печатным монтажом приходится заменять неисправные навесные элементы исправными и поврежденные печатные проводники монтажным проводом. Заменять навесные элементы можно, выпаивая их выводы. В ряде случаев целесообразно отрезать выводы у основания корпуса и, отогнув под углом 90 °, навивкой или бандажированием с последующей пропайкой присоединить выводы нового навесного элемента (рис. 164, а, б). При замене печатных проводников монтажным проводом (рис. 164, в) снимают с его концов изоляцию, зачищают их, облуживают, подгоняют по месту и припаивают. Пайку навесных элементов необходимо выполнять с теплоотводом.
Контрольные вопросы
1.	Каковы особенности монтажа электрической части аппаратов РЗА?
2.	Как оконцовывают и заделывают концы, монтажных проводов?
3.	Как устроен шаблон для монтажа приборного отсека ячейки КРУ?
4.	Как выполняют монтаж соединений накруткой?
5.	Какова технология изготовления печатных плат химическим травлением?
6.	Как закрепляют навесные элементы на печатных платах и выполняют пайку их выводов?
7.	Какие работы выполняют при ремонте аппаратов РЗА с печатными платами ?
8.	Как заменяют печатные проводники монтажным проводом?
Глава пятнадцатая
ВЫХОДНОЙ КОНТРОЛЬ И ИСПЫТАНИЯ АППАРАТОВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ
При выходном контроле аппаратов РЗА их осматривают, чтобы установить объем и качество выполненных при их ремонте работ. Как следует производить внешний и внутренний осмотры и на что обращать внимание, описано в § 38.
220
Осмотр при выходном контроле не сопровождается разборкой и частичным демонтажом аппаратов, что принято при их поступлении в ремонт. Качество и параметры вновь установленных деталей, блоков и др. не проверяют, так как они подтверждаются паспортами заводов-изготовителей и оформляемой при входном контроле документацией.
Установив, что работы по ремонту аппаратов выполнены в полном объеме и качественно, необходимо проверить их основные параметры и характеристики.
Параметрами являются активные, индуктивные и емкостные сопротивления цепей и их элементов, величины срабатывания и возврата, коэффициент возврата реле, коэффициенты трансформации измерительных трансформаторов.
Характеристика выражает функциональную зависимость по меньшей мере между двумя величинами. Для реле тока с зависимой выдержкой времени такой характеристикой является токовременная, устанавливающая зависимость времени срабатывания реле от проходящего по нему тока. Для измерительных трансформаторов, магнитных усилителей и многих полупроводниковых приборов одной из основных является вольт-амперная характеристика, устанавливающая зависимость между приложенным напряжением и проходящим током. Если работа аппарата или прибора (магнитного усилителя, транзистора) характеризуется тремя изменяемыми величинами, необходимо снять семейство характеристик, каждая из которых выражает зависимость между двумя переменными величинами при одном заданном значении третьей величины.
§ S3.	Испытания вторичных реле прямого действия
Поскольку вторичные реле прямого действия непосредственно взаимодействуют с отключающим механизмом привода, его регулировка входит в объем работ, связанных с испытаниями реле. При этом необходимо соблюдать рекомендуемые заводом-изготовителем параметры, характеризующие отдельные звенья механизма привода при различных его состояниях. Характер и объем работ по регулировке отключающего механизма привода определяется его конструкцией. Так как регулировка отключающего механизма большинства выпускаемых и находящихся в эксплуатации приводов одинакова, рассмотрим ее на примере привода ППМ-10.
В отключающем механизме привода ППМ-10 (рис. 165) зуб серповидного рычага 1 опирается на ролик 2, находящийся на стойке 5, которая отжимается пружиной 3 от задней стенки 4 корпуса привода и через ось 7 связана с рычагом 19.
221
Рычаг, в свою очередь, осью 18 связан с отключающей планкой 9, установленной на оси 8, и с рычагом 17, который осью 15 соединен с неподвижной опорой 16.
Механизм привода надо отрегулировать так, чтобы зуб серповидного рычага при включении сначала поднимался на 3—4 мм, а затем опускался на ролик 2, причем задняя стенка зуба должна отстоять от продолжения оси стойки 5 на 1—2 мм. При включенном приводе ось 18 должна быть ниже осей 15 и 7 на 1 мм, а система ломающихся рычагов удерживать привод во включенном положении. При повороте отключающей планки вокруг оси 8 по часовой стрелке, например под воздействием бойка 11 реле, ось 18 поднимается, рычаги 17 и 19 складываются. При этом стойка 5 поворачивается по часовой стрелке вокруг оси 20, ролик 2 выкатывается из-под зуба серповидного рычага, который падает и отключает привод. Под действием пружин 6 и 3 стойка 5 и рычаги 17 и 19 приходят в исходное положение.
Отключающий механизм можно регулировать благодаря перемещению опоры и последующему закреплению ее на полке 13 винтами 14, а также изменением положения отключающей планки 9 с помощью винта 10. В первом случае одновременно изменяется положение ролика 2 относительно зуба серповидного рычага и оси 18 ломающихся рычагов 17 и 19, а во втором — только положение оси 18.
После такой регулировки многократно включают и отключают выключатель, проверяя надежность работы отключающего механизма и сохранение им установленного положения. Затем приступают к регулировке исполнительных частей реле РТВ и РТМ, а также отключающих электромагнитов.
Сначала добиваются соприкосновения бойков с хвостовиками 12 отключающей планки 9 в момент, когда воздействующее на нее усилие максимально. Для этого регулировку выполняют так, чтобы боек реле РТВ касался хвостовика 12 после расцепления часового механизма, а боек реле РТМ или отключающего электромагнита — в конце хода сердечника. Необходим запас хода сердечника порядка 2 мм после того, как в пр’оцессе работы отключающего механизма оси, 7, 75 и 18 рычагов 17 и 19 окажутся на одной прямой.
Кроме того, при регулировке исполнительных частей этих реле нельзя нарушать проведенную ранее регулировку отключающего механизма привода, например изменять положение отключающей планки 9. Не рекомендуется также смещать сами реле, поскольку это сказывается на их характеристиках, в частности уменьшается чувствительность.
222
Рис. 165. Отключающий механизм привода ППМ-10
в)
Рис. 166. Измерение статического усилия: а — разновесами, б, в — динамометрами
Регулировку можно выполнить, навинтив на бойки гайки или подогнув хвостовики 12 отключающей планки. Отрегулировав отключающий механизм, проверяют статическое усилие, необходимое для поворота планки, которое для привода ППМ-10 равно 7 Н.
Статическое усилие можно измерить по одной из схем, показанных на рис. 166, а—в. При схеме, показанной на рис. 166, а, используют приспособление, основание б которого фиксируется на верхней полке 4 привода пружиной 5. Через блочки 3 и 7 перекинут гибкий тросик 2, один конец которого с петлей 1 надевают на хвостовик отключающей планки, а к другому подвешивают разновесы 8, подбирая их так, чтобы произошло отключение привода. Для измерения статического усилия используют также динамометры (рис. 166, б, в). Если измеренные статические усилия значительно расходятся с заводскими данными, необходимо проверить исправность деталей отключающего механизма, их чистоту (особенно шарнирных соединений), отсутствие перекосов, заеданий и задеваний за стенки привода. После этого повторно регулируют отключающий механизм.
При проверке реле сначала их тщательно осматривают, обращая внимание иа надежность крепления в корпусе привода, отсутствие перекосов, затем проверяют от руки перемещения подвижных частей. Отключающую планку, стойки и оси реле смазывать нельзя.
223
g
Рис. 167. Схема измерения тока срабатывания реле
Рис. 168. Схемы измерения времени работы реле с использованием силового (а) или вспомогательного (б) контактов выключателя и специальных контактов (в)
Для определения тока срабатывания реле собирают схему, показанную на рис. 167, которая обеспечивает неизменность тока в его обмотке при подъеме сердечника. Чтобы можно было снять характеристику реле РТВ до ее независимой части при трех-, четырехкратном токе срабатывания, переменный резистор при напряжении 220 В должен иметь сопротивление 50 Ом и быть рассчитан на ток 20 — 40 А. Время измеряют электросекундомером ПВ-53Л по схеме, показанной на рис. 168, используя для его остановки силовые контакты выключателя (рис. 168, а) или вспомогательные контакты (рис. 168, б), кинематически связанные с выключателем. Однако значительно точнее измеряют время работы реле с помощью специальных контактов (рис. 168, в) для останова электросекундомера, которые включают в схему вместо контактов выключателя. Специальные контакты размещаются на верхней полке 1 привода и фиксируются пружиной 2, закрепленной на основании 5. Контактные пластины 7 и б соединены с зажимами 3 и 4. При использовании специальных контактов проверку выполняют при отключенном выключателе. Собрав схему, сначала от руки заводят серповидный рычаг привода, который своей верхней частью 8 через изолирующую пластину 9 замыкает контактные пластины 7 и 6. При срабатывании реле серповидный рычаг падает, контакты 7 и 6 размыкаются и электросекундомер останавливается.
224
Рис. 169. Схема проверки защиты с реле прямого действия первичным током
Рис. 170. Схема проверки тока возврата реле прямого действия
Обычно реле включают через измерительные трансформаторы тока. Зная ток срабатывания реле, измеренный при испытании по схемам (см. рис. 167), и коэффициент трансформации трансформаторов тока, можно определить ток срабатывания защиты: /С1= При этом не учитывают погрешность трансформаторов тока. Поэтому защиту с реле прямого действия лучше проверять по схеме, показанной на рис. 169, первичным током, используя для питания нагрузочный трансформатор Т2.
Для проверки тока возврата реле собирают схему, показанную на рис. 170. При включенном рубильнике S2 и отключенном S1 реостате R2 устанавливают ожидаемый ток возврата реле, измеряемый амперметром РЛ2. Включают рубильник S1 и переменным резистором RR1 устанавливают ток в 4—5 раз больше тока срабатывания реле. Затем рубильник S2 отключают, электросекундомер РТ ставят на нуль (переменный резистор S1 остается включенным) и снова включают рубильник S2. Через время, несколько меньшее (на 0,5—1 с) выдержки времени, установленной на реле, отключают рубильник S1. Подбирают опытным путем с помощью переменного резистора RR2 максимальный ток, при котором реле после отключения рубильника S1 надежно возвращается в исходное положение. Этот ток принимают за ток возврата реле.
Для проверки вторичных реле прямого действия в лаборатории (до установки в приводе выключателя) пользуются приспособлением (рис. 171), позволяющим при проверке электрических характеристик реле учитывать механические характеристики отключающего механизма привода. Это приспособление имеет планку 2, закрепленную на оси 3, рычаг 5, контакты 6 для подключения электросекундомера, пружину 7, действующую на замыкание контактов 6, пружину 11 планки 2, натяжной винт 8, гайку 9 регулировки натяжения пружины 11, шкалу 10 и кнопку возврата 4. При проверке реле 1 устанавливается на площадке приспособления, при этом натяжение пружины 11 должно соответствовать моменту, необходимому для расцепления защелки привода от проверяемого реле. При подаче на катушку реле
225
Рис. 171. Приспособление для проверки реле прямого действия
питания сердечник втягивается и ударяет по лапке планки. Если усилие достаточно, планка поворачивается, преодолевая усилие пружины 11, и освобождает рычаг 5, который под действием пружины 7 замыкает контакты 6. Для настройки реле (при заданном токе уставки) по шкале приспособления определяют момент, при котором реле четко срабатывает. Сравнивая полученное значение с паспортными данными
привода, можно судить о правильности регулировки реле. В частности, статическое усилие, необходимое для поворота отключающей планки в релейном гнезде, составляет для приводов ПП-61, ПГ-10, ПГМ-10
и ППМ-10 соответственно 5, 12, 6 и 8 Н.
§ 54.	Испытания реле косвенного действия
Реле косвенного действия являются первичные и вторичные измерительные реле, а также логические реле (времени, промежуточные и указательные). Рассмотрим электрические испытания вторичных измерительных реле косвенного действия РТ40 и РТ80, направления мощности РБМ, дифференциальных токовых РНТ и некоторых логических. Проверка и регулировка механической части, а также контактов этих реле были рассмотрены ранее. Все эти реле должны испытываться повышенным напряжением 1000 В переменного тока промышленной частоты в течение 1 мин с измерением до и после испытаний сопротивления изоляции мегаомметром на 1000 В.
При испытании реле тока РТ40 собирают схему, показанную на рис. 172, а. Плавно увеличивая, а затем снижая ток, измеряют соответственно ток срабатывания /ср и возврата I, и подсчитывают коэффициент возврата кв, который должен быть в пределах 0,85—0,90 для реле максимального тока. Затем проверяют, нет ли вибрации контактов реле при токе от 1,05 /ф до наибольшего возможного значения при коротких замыканиях.
226
Рис. 172. Схемы испытаний реле тока:
fj
а - РТ40, б - РТ80
Рис. 173. Схема испытания (а), векторная диаграмма (б) и характеристика чувстви-
S) 1р
тельности (в) реле направления мощности РБМ
При испытании реле тока РТ80 собирают схему, показанную на рис. 172, б. Сначала измеряют ток, при котором начинает вращаться даек (ток начала работы). Этот ток не должен превышать 25% тока уставки реле. Затем на всех уставках измеряют токи срабатывания и возврата индукционного элемента реле. Ток срабатывания измеряют при плавном увеличении тока в реле в момент сцепления зубчатого сектора с червяком, а ток возврата — при плавном снижении тока в момент расцепления зубчатого сектора с червяком. Коэффициент возврата должен быть в пределах 0,82—0,87 и зависит от глубины сцепления сектора с червяком и расстояния между скобой 27 и магнитопроводом 20 (см. рис. 32). Коэффициент возврата будет тем больше, чем меньше глубина зацепления сектора 1 с червяком 3 и больше зазор между скобой и магнитопроводом. После этого на одной из уставок по току снимают токовременную характеристику. Обычно принимают заданную уставку для работы реле в условиях эксплуатации, а если она неизвестна — минимальную уставку по току. Измерения выполняют при шести — восьми значениях тока (при одном, несколько
227
большем тока срабатывания, одном-дйух в независимой части характеристики и остальных в ее зависимой части). При снятии токовременной характеристики на обмотку реле следует подавать линейное напряжение через нагрузочное устройство, состоящее из резисторов (см. рис. 108), чтобы не допустить искажения синусоидальной формы кривой тока. После каждого срабатывания реле, прежде чем подать питание на его обмотку, для определения следующей точки характеристики необходимо поднять указатель срабатывания.
Ток срабатывания электромагнитного элемента реле, который устанавливается в пределах 2—8-кратного тока срабатывания индукционного элемента, следует проверять как можно быстрее, чтобы предупредить перегрев обмотки. При этом уставка по шкале времени должна быть максимальной.
При испытании реле направления мощности РБМ собирают схему, показанную иа рис. 173, а. Измеряют ток в обмотке напряжения при номинальном напряжении 100 В, падение напряжения на токовой обмотке при номинальном токе 5 А (для реле РБМ171/1 и РБМ277/1) или 1А (для реле РБМ171/2 и РБМ277/2) и определяют потребление мощности этими обмотками. Полученные результаты не должны отличаться более чем иа 10% от каталожных данных.
Затем проверяют отсутствие самохода реле при подведении к нему только напряжения или при прохождении только тока. Самоход появляется вследствие несимметрии магнитной системы и может действовать на замыкание или размыкание контактов. Кроме того, его действие может изменяться в зависимости от изменения напряжения (тока). Действуя на замыкание контактов, самоход может вызвать ложное срабатывание реле, а на размыкание — отказ. Поэтому самоход должен быть устранен или сведено к минимуму его действие на размыкание контактов.
Самоход, вызываемый прохождением тока, проверяют, изменяя его от номинального до максимального, возможного при коротких замыканиях. Обмотку напряжения при этом замыкают накоротко. Самоход, вызываемый подведением напряжения, проверяют, когда оно при разомкнутой токовой обмотке равно 110% номинального. В обоих случаях проверку выполняют при полностью ослабленной противодействующей пружине. Сначала устраняют самоход от тока, для чего накидным немагнитным ключом (например, из латуни) ослабляют гайку, крепящую сердечник магнитопровода, и поворачивают его при прохождении тока по токовой обмотке, наблюдая за подвижной системой. Когда на подвижную систему перестает действовать вращающий момент самохода, сердечник закрепляют, 228
еще раз убеждаются в отсутствии самохода и затирании барабанчика, а также наличии нормального люфта. Если самоход таким способом устранить не удается, следует незначительно сдвинуть в одну или другую сторону полюса, не имеющие катушек, для чего соответственно сначала ослабляют, а затем закрепляют крепящие болты, сохраняя равномерность зазора между полюсами и барабанчиком. При этом нужно следить за токовыми обмотками, не допуская их перегрева. Для устранения самохода пользуются также способом изменения потоков рассеяния отдельных катушек, для чего их несколько перемещают вдоль магнитопровода.
Проверив отсутствие самохода, устанавливают зоны действия реле, для чего, подводя номинальные ток и напряжение и поддерживая их неизменными, изменяют фазорегулятором угол сдвига между ними от 0 до 360° и от 360° до 0, записывают углы, при которых замыкаются и размыкаются контакты, и строят векторную диаграмму (рис. 173, б), по которой определяют угол максимальной чувствительности <рмч. Для этого наносят исходный вектор напряжения Up и линии замыкания и размыкания контактов, что нетрудно сделать, зная фазовые углы между напряжением и током, при которых происходит замыкание и размыкание контактов реле. Проводят биссектрисы углов между этими линиями, являющимися линиями нулевых моментов, и перпендикулярную им линию максимальных моментов. Угол между линией максимальных моментов и вектором напряжения Up является углом максимальной чувствительности <p„„. Расхождение полученных данных с каталожными не должно превышать 5%. Одновременно устанавливают правильность маркировки однополярных выводов реле.
Чувствительность реле проверяют при рабочей затяжке противодействующей пружины, номинальном токе и фазовом угле между током и напряжением, равном углу максимальной чувствительности, плавно поднимая напряжение. Умножая напряжение на силу тока, подсчитывают мощность срабатывания реле. Определяя напряжение срабатывания реле при разных толках, можно построить характеристику чувствительности реле мощности (рис. 173, в). Чувствительность реле РБМ270 должна быть проверена в обе стороны, т. е. на замыкание левого и правого контактов.
При испытании дифференциальных реле РНТ на первичные обмотки подают междуфазное напряжение через резистор R, сопротивление которого на порядок (в 10 раз) больше полного сопротивления реле. В зависимости от числа витков первичной обмотки (5, 10, 20, 40, 60, 120, 180) сопротивление резистора должно быть соответственно 1,5; 3; 5; 10;
229
Рис. 174. Схема испытания дифференциального реле РНТ
Рис. 175. Схема проверки исполнительного реле дифференциального реле РНТ
15; 30 и 50 Ом. Собрав схему, показанную на рис. 174, снимают вольт-амперные характеристики при замкнутой и разомкнутой короткозамкнутой обмотке. По полученным характеристикам судят об исправности магнитопровода, отсутствии обрывов и витковых замыканий в первичной и вторичной обмотках насыщающегося трансформатора тока, а также правильности выполнения короткозамкнутой обмотки.
Вольт-амперные характеристики снимают до насыщения магнитопровода, наступающего при токе в первичной обмотке реле РНТ, равном 4,5 — 5-кратному току срабатывания. Обычно по оси абсцисс откладывают не ток, а намагничивающую силу F (произведение тока в первичной обмотке на число включенных витков). Это позволяет судить об исправности магнитопровода при любых уставках на реле. Вольтметр должен иметь входное сопротивление не менее 500 — 1000 Ом на 1 В.
При снятии вольт-амперных характеристик якорь исполнительного реле заклинивают в отключенном положении. Включают максимальное число витков рабочих обмоток, плавно увеличивают в них ток от 0 до 5 Др и измеряют напряжение при 0,5—1—2 —3 и 5 /ср. Характеристики снимают при подаче питания в каждую рабочую обмотку как при разомкнутой, так и замкнутой короткозамкнутой обмотке.
Короткозамкнутую обмотку проверяют, измеряя напряжение на ее секциях при разомкнутом на зажиме 9 контуре. В одну из первичных обмоток с полностью включенными витками подают ток, равный 2 — 2,5 Др, и измеряют напряжение каждой секции. В исправном реле напряжение на обеих секциях одинаково и увеличивается по мере уменьшения сопротивления /Д 3.
Для проверки исполнительного реле дифференциального реле РНТ собирают схему, показанную на рис. 175, снимают перемычку между зажимами 11 — 12, а питание подводят к зажимам 10—11. Измеряют ток и напряжение срабатываний и ток возврата реле, используя миллиамперметр на 300 — 500 мА и вольтметр на 1 — 5 В. Ток срабатывания реле РНТ не изменя-230
ется и определяется рабочей уставкой на исполнительном реле. Ток срабатывания реле РТ40 на рабочей уставке должен быть 0,17 А с отклонением в сторону уменьшения на 0,01 А, напряжение срабатывания — 3,6 В с отклонением в сторону уменьшения на 0,1 В, а коэффициент возврата порядка 0,8.
Для получения этих параметров исполнительное реле регуг лируют: от,водят указатель до предела вправо; устанавливают ток в обмотке 0,17 А, левым упором, ограничивающим начальное положение якоря, устанавливают его в такое положение, чтобы напряжение на обмотке стало 3,6 В, н фиксируют это положение. Ослабляют с помощью разрезной гайки натяжение пружины так, чтобы реле срабатывало при токе 0,16 — 0,17 А. При этом положении пружины устанавливают указатель с помощью гайки против риски на шкале реле. Повторно проверяют ток и напряжение срабатывания реле. Коэффициент возврата регулируют с помощью правого упорного винта.
Для проверки тока срабатывания реле РНТ подключают все витки первичной обмотки, при этом контур короткозамкнутой обмотки должен быть разомкнут на зажиме 9. При питании первичных обмоток измеряют ток срабатывания н определяют намагничивающую силу (ампер-витки) для каждой первичной обмотки отдельно. Намагничивающая сила срабатывания реле РНТ564 — РНТ567 (с исполнительным реле РТ40) должна быть равна 100 А. Точную регулировку намагничивающей силы срабатывания выполняют резистором Rm прн условии, что параметры исполнительного реле находятся в указанных пределах.
Проверку реле на заданной уставке выполняют, включив штепселями расчетное число витков первичных обмоток, после чего измеряют токи срабатывания поочередно для всех плечей дифференциальной защиты и определяют намагничивающие силы для каждого плеча. Отклонения параметров срабатывания не должны превышать 5% расчетных. Токи срабатывания н возврата измеряют 2 — 3 раза, определяя среднее арифметическое значение.
Проверяя контакты исполнительного реле, обращают внимание на отсутствие вибрации и искрения при прохождении тока через первичные обмотки от 1,05 до 4 — 5 1ср как при плавном его изменении, так и при пропускании толчком разных токов. Предварительно контакты регулируют прн снятом оперативном токе; при окончательной проверке онн должны работать на нагрузку, равную действительной нагрузке при работе реле в схеме защиты. При проверке контактов питание на реле надо подавать кратковременно, чтобы не перегревать обмотки большими токами.
231
Рис. 176. Схемы проверки напряжения (а) и тока (6) срабатывания и возврата логических реле
Рис. 177. Схемы цепей промежуточного реле без шунтирующего резистора (а) и с шунтирующим резистором (б)
После испытания реле РНТ следует размагнитить магнито-провод, поднимая ток от 0 до 4—5 1^ и снижая до 0.
При испытании логических реле, которые бывают с параллельной обмоткой на различные номинальные напряжения, с последовательной на различные номинальные токи, а также с параллельными и последовательными измеряют напряжения и токи срабатывания и возврата.
Для измерения напряжения срабатывания и возврата логических реле собирают схему, показанную на рис. 176, а. Плавно поднимая напряжение, снимают показания вольтметра и амперметра, чтобы по этим данным рассчитать сопротивление обмотки реле. Затем поднимают напряжение до момента срабатывания реле и измеряют его. Чтобы реле надежно работало при снижении напряжения оперативного тока, его напряжение срабатывания должно быть не больше 80% номинального. Нельзя также допускать, чтобы напряжение срабатывания было слишком мало (меньше 50 — 60 % номинального), поскольку при этом возможно ложное срабатывание реле по обходным цепям при нарушениях в цепях оперативного тока. Напряжение срабатывания и возврата реле, включенных через резистор, измерят ют как с включенным резистором, так и без него.
Для измерения тока срабатывания и возврата логических реле собирают схему, показанную на рис. 176,6. Плавно увеличивая ток, снимают показания амперметра и вольтметра, чтобы по этим данным рассчитать сопротивление обмотки реле. Затем увеличивают ток до момента срабатывания реле и измеряют его.
В реле с несколькими обмотками — параллель ными или последовательными — определяют однополярные выводы. Для этого измеряют ток или напряжение срабатывания реле от каж-232
дой обмотки в отдельности по схемам, показанным на рис. 176, а, б, а затем к одной из обмоток подводят питание при напряжении (для параллельной обмотки) или токе (для последовательной), близкие соответственно к напряжению и току срабатывания. При этом режиме определяют напряжение или ток срабатывания от другой обмотки. Если напряжение или ток срабатывания будет меньше определенного для второй обмотки, однополярные выводы обеих обмоток соединены с одноименными полюсами источника питания.
Выбор указательных и промежуточных реле с параллельными обмотками затруднений не вызывает, так как они обычно должны быть рассчитаны на номинальное напряжение оперативного тока. При выборе указательных и промежуточных реле с последовательными обмотками в каждом конкретном случае выполняют расчет для проходящего тока при действии устройства, в котором реле установлены. Рассмотрим это на конкретных примерах.
Пример 1. Выбрать указательное реле для включения последовательно промежуточному реле KL2 типа РП211 (рис. 177, а). Номинальное напряжение сети оперативного тока 220 В.
Катушка реле РП211 имеет сопротивление R} = 9800 Ом. При снижении напряжения оперативного тока до 0,817,юм ток, проходящий по катушке реле, /р = 0,&UHOM/Rl — 0,8 • 220/9800 = 0,018 А. Ток срабатывания указательного реле КН при коэффициенте надежности, равном 1,2, составит 7ср = 7р/1,2 = 0,018/1,2 = 0,015 А. Выбираем указательное реле РУ21/0,015, ток срабатывания которого равен 0,015 А, а сопротивление R2 = 1000 Ом. При этом напряжение на промежуточном реле 1/п.р = 0,8 1/hom.M.Ri + Яг) = 0,8• 220- 9800/(9800 + 1000) = 158 В. Такое напряжение достаточно, если напряжение срабатывания промежуточного реле не превышает 0,7 С7НОМ сети оперативного тока и равно 0,7-220= 154 В. Если же напряжение срабатывания промежуточного реле больше, например составляет 0,8 17ном сети оперативного тока и равно 0,8-220= 176 В, напряжение на нем будет недостаточно для срабатывания и придется использовать другое указательное реле РУ21/0,025 (ток срабатывания 4р = 0,025 А, сопротивление = 350 Ом), а параллельно обмотке промежуточного реле включить резистор R (рис. 177, б) с таким сопротивлением, чтобы обеспечить прохождение по обмотке указательного реле КН тока, в 1,2 раза больше его тока срабатывания, т. е. равного 1,2-0,025 = 0,03 А. Сопротивление резистора R подсчитать нетрудно.
При напряжении срабатывания 176 В и сопротивлении обмотки 9800 Ом ток срабатывания промежуточного реле 7ср = 176/9800 = = 0,018 А. Ток, который должен проходить через указательное реле КН, равен 0,03 А. Следовательно, через резистор R должен проходить ток, равный 0,03 — 0,018 = 0,012 А при напряжении на нем 176 В, а его сопротивление равно 176/0,012 = 14600 Ом.
Пример 2. Для выходных цепей релейной защиты с пуском устройств АПВ от промежуточного реле с последовательной обмоткой
233
Рис. 178. Схема выходных цепей релейной защиты
(рис. 178) требуется выбрать промежуточное KL и сигнальное КН реле, а также резистор R. Номинальное напряжение оперативного тока НО В, кабель с медными жилами сечением 2,5 мм2 имеет длину 150 м, сопротивление отключающего электромагнита YAT равно 13,4 Ом.
Сопротивление двух жнл кабеля, по которым подводится питание к отключающему электромагниту, равно 0,0175-2-150/2,5 = 2,1 Ом (0,0175 Ом - мм2/м — удельное сопротивление меди). Пренебрегая сопротивлением сигнального и промежуточного реле и считая, что напряжение оперативного тока снизилось до 0,817ном, определим проходящий через отключающий электромагнит YAT привода ток, который будет равен 0,8 • 110/(13,4 + 2,1) = 5,64 А. В соответствии с этим током выберем промежуточное реле ЭП1/4 с длительно допустимым током 4 А, током срабатывания 2 А и сопротивлением обмотки 0,12 Ом. Для обеспечения действия указательного реле КН последовательно контакту промежуточного реле KL включен добавочный резистор R, сопротивление которого в 1,3—1,5 раза больше сопротивления обмотки указательного реле, а ток, проходящий через указательное реле в момент отключения, равен половине тока, проходящего через отключающий электромагнит привода.
Ток срабатывания указательного реле с учетом коэффициента надежности, равным 1,2, составит 5,64/(2 • 1,2) = 2,35 А. В соответствии с этим током выберем указательное реле РУ21/2, ток срабатывания которого равен 2 А, сопротивление обмотки 0,05 Ом. Сопротивление добавочного резистора примем равным 1,3- 0,05 = 0,065 Ом. Ток срабатывания отключающего электромагнита, исходя из того, что он должен действовать при снижении напряжения оперативного тока до 65% номинального, составит 0,65-100/13,4= 5,34 А. Сопротивление выходной цепи защиты в момент отключения с учетом сопротивлений обмоток промежуточного KL и указательного КН реле, а также добавочного резистора R будет равно 13,4 + 2,1 + 0,12 + (0,05 х х 0,065)/(0,05 + 0,065) = 15,65 Ом.
Таким образом, ток отключения будет равен 0,8 • 110/15,65 = 5,6 А.
Коэффициент надежности действия отключающего электромагнита составит 5,6/5,34 = 1,05; промежуточного реле — 5,6/4 = 1,4, а указательного - 5,6 • 0,028/(0,05 • 1) = 3,14.
§ 55.	Испытания измерительных трансформаторов
При испытании измерительных трансформаторов измеряют коэффициент трансформации, проверяют правильность маркировки выводов обмоток (начал и концов), снимают характеристики намагничивания — вольт-амперные характеристики (трансформаторов тока) и измеряют ток холостого хода (трансформаторов напряжения).
234
Рис. 179. Схемы проверки правильности маркировки выводов (а), коэффициента трансформации (б), снятия вольт-амперной характеристики (в) и вольт-амперные характеристики (г) трансформатора тока
г)
Правильность маркировки выводов обмоток измерительных трансформаторов проверяют, подавая импульс постоянного тока на первичную обмотку и определяя магнитоэлектрическим гальванометром полярность индуктированного напряжения на выводах вторичной обмотки. Так, для трансформатора тока собирают схему, показанную на рис. 179, а, и соединяют плюсовой зажим источника тока с зажимом JIi первичной обмотки трансформатора тока, а плюсовой зажим гальванометра — с зажимом вторичной обмотки. Если при включении выключателя S стрелка гальванометра отклонится вправо (к плюсовому зажиму) маркировка выводов правильная.
Коэффициент трансформации трансформатора тока ГЛ/ измеряют по схеме, показанной на рис. 179, б, подводя питание к его первичной обмотке через регулирующий автотрансформатор Т1 и нагрузочный трансформатор Т2 и подключив к вторичной амперметр PAJ. Первичный ток измеряют амперметром РА2, включенным через лабораторный трансформатор тока ТА2. Коэффициент трансформации проверяемого трансформатора тока ТА1 будет равен отношению тока первичной его обмотки к току вторичной обмотки.
Характеристику намагничивания трансформатора т о к а. 774 снимают, собрав схему, показанную на рис.
235
Рис. 180. Измерение тока холостого хода (а) и коэффициента трансформации (б) трансформатора напряжения
179, в, и подводя питание к вторичной обмотке через регулирующий автотрансформатор Т1. Плавно увеличивая напряжение, 5 — 7 раз измеряют ток и напряжение: два-три раза в начале характеристики, два раза в средней ее части и один-два раза в конце, когда начинается насыщение магнитопровода трансформатора тока. Исправность трансформатора тока устанавливают, сравнивая снятую характеристику с типовой для данного типа трансформаторов
тока (кривая 1 на рис. 179, г). При повреждении магнито-
провода или наличии короткозамкнутых витков характеристика трансформатора тока будет резко отличаться от типовой и проходить ниже ее (кривые 2 и 3 на рис. 179, г).
Ток холостого хода трансформатора напряжения измеряют по схеме, показанной на рис. 180, а, подводя к вторичной обмотке напряжение, равное номинальному и измеряя проходящий по ней ток. Результаты измерений сравнивают с заводскими данными или с результатами предыдущих испытаний. При плохом состоянии магнито про вода или наличии короткозамкнутых витков ток холостого хода значительно больше.
Коэффициент трансформации трансформатора напряжения при номинальном напряжении первичной обмотки до 10 кВ можно измерить с достаточной точностью, собрав схему, показанную на рис. 180, б, подводя напряжение от сети 220 В переменного тока к первичной обмотке и измеряя напряжение на первичной и вторичной.
§ 56. Испытания магнитных усилителей
Магнитные усилители не имеют подвижных частей и разрывных контактов, отличаются большой надежностью в работе, а также простотой эксплуатации. На магнитопроводе магнитного усилителя размещены обмотки: рабочая (переменного тока), включаемая в управляемую цепь; управления (постоянного тока), включаемая в управляющую цепь; обратной связи (в усилителях с внешней обратной связью) и смещения. Кроме того, магнитный усилитель имеет выпрямительные элементы. При испытании магнитного усилителя проверяют правильность 236
маркировки выводов, отсутствие повреждений в магнитопроводе и обмотках, состояние выпрямительных элементов, а также снимают характеристики и настраивают магнитный усилитель для работы в линейном или релейном режиме.
Правильность маркировки выводов обмоток проверяют так же, как при испытании измерительных трансформаторов. Качество магнитопровода и отсутствие короткозамкнутых витков можно определить по вольтамперным характеристикам. Однако это возможно, если имеется типовая характеристика, с которой можно сравнить снятую. Поэтому обычно проверку на отсутствие короткозамкнутых витков в обмотках II постоянного тока и в обмотках 1 переменного выполняют по схемам, показанным на рис. 181, а, б. В первом случае при наличии короткозамкнутых витков в обмотках II постоянного тока показание вольтметра PV2 будет значительно меньше показания вольтметра PV1. При этом на обмотки переменного тока должно поступать напряжение, не превышающее номинальное для усилителя с параллельным питанием обмоток переменного тока, или половину номинального для усилителя с последовательным их питанием. Во втором случае обмотки I переменного тока включаются встречнопараллельно. Характерным признаком наличия короткозамкнутых витков и неидентичности сердечников магнитопроводов является значительное напряжение небаланса (более 10%), измеряемое вольтметром PV2. При этом к обмоткам I подводится номинальное напряжение.
Выпрямительные элементы обычно проверяют, измеряя омметром их прямое и обратное сопротивления. Обратное сопротивление исправного выпрямительного элемента значительно превышает прямое.
Характеристику магнитного усилителя снимают, собрав схему, показанную на рис. 181, в. Сначала снимают предварительную характеристику, используя только одну обмотку управления III и обмотку обратной связи II. Другие обмотки постоянного тока, в том числе обмотку смещения IV, не используют. В цепь обмотки I переменного тока должна быть включена нагрузка либо эквивалентный ей резистор R. При снятии характеристики измеряют ток холостого хода при отсутствии тока в управляющей обмотке и ток насыщения при максимальном токе в обмотке управления, определяют границы линейного участка и уточняют нормальное напряжение питания. Сняв предварительную характеристику, регулируют ее наклон, изменяя ток в обмотке обратной связи. Окончательно настраивают магнитный усилитель, подбирая рабочую точку А на его характеристике (рис. 181, г) и регулируя ток в обмотке смещения IV.
237
Рис. 181. Схемы проверки отсутствия короткозамкнутых витков в обмотках (а, б), снятия характеристики управления (в) и характеристика управления (г) магнитного усилителя
При настройке магнитного усилителя для работы в релейном режиме сначала, как описано выше, снимают предварительную характеристику управления при коэффициенте обратной связи несколько меньшем единицы. Коэффициент обратной связи Кос ПРИ токе 4с в обмотке обратной связи, имеющей число витков и^, и токе I в обмотке переменного тока с числом витков w подсчитывают по формуле Кж = = IocWoJIw. Затем переводят усилитель в релейный режим, изменяя коэффициент обратной связи так, чтобы он был больше единицы. При этом нужен некоторый запас, чтобы обеспечить работу усилителя в релейном режиме при возможных колебаниях напряжения питания.
Контрольные вопросы
1.	Как измеряют статическое усилие, необходимое для поворота отключающей планки пружинного привода выключателя?
2.	Как снимают токовременную характеристику реле РТ80?
3.	По какой схеме проверяют зоны действия реле направления мощности?
4.	Как проверяют промежуточные реле с параллельной обмоткой и несколькими токовыми обмотками?
5.	Выберите указательное реле для включения в цепь промежуточного реле на номинальное напряжение 220 В с сопротивлением обмотки 10000 Ом.
6.	Как проверяют правильность маркировки выводов обмоток трансформаторов тока?
7.	Для чего снимают характеристику намагничивания трансформаторов тока и какой вид она имеет у исправного трансформатора и при наличии короткозамкнутых витков?
8.	Как снимают характеристики управления магнитного усилителя для его работы в линейном и релейном режимах?
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ................................................................................ 3
Глава первая. Общие сведения об электроустановках ....	5
§ 1.	Основные понятия и определения........................................................ 5
§ 2.	Напряжения электроустановок........................................................... 8
§ 3.	Изображение электроустановок на чертежах............................................. 10
Глава вторая. Электрические сети........................................................... 23
§	4.	Общие сведения.................................................................. 23
§	5.	Схемы электрических сетей... 24
§	6.	Распределительные устройства............. 27
Глава третья. Электрическое оборудование распределительных устройств............................................. 29
§ 7.	Назначение и место электрооборудования в распределительных устройствах.................................... 29
§	8.	Коммутационные аппараты напряжением	до	1000 В .	.	.	31
§	9.	Коммутационные аппараты напряжением	свыше	1000	В	37
§	10.	Измерительные трансформаторы.............. 44
Глава четвертая. Устройства релейной защиты и автоматики 50
§11.	Общие сведения . .................................................................... 50
§ 12.	Максимальная токовая защита......................... 51
§ 13.	Направленная токовая защита......................... 60
§14.	Дифференциальная защита............................. 64
§ Г5.	Газовая защита трансформатора........................................................ 67
§16.	Устройства автоматического повторного включения и ввода резерва................................................. 70
Глава пятая. Дистанционное управление коммутационными аппаратами............................................ 74
§ 17.	Общие сведения....................................................................... 74
§ 18.	Устройства дистанционного управления................................................. 75
§ 19.	Аппараты для дистанционного управления............................................... 79
Глава шестая. Система оперативного тока.................................................... 88
§ 20.	Общие сведения....................................................................... 88
§ 21.	Источники постоянного оперативного тока.............................................. 88
§ 22.	Распределение постоянного оперативного тока.......................................... 91
§ 23.	Источники переменного оперативного тока.............................................. 93
§ 24.	Источники выпрямленного оперативного тока............................................ 93
Глава седьмая. Основы электромонтажных работ............................................... 96
§ 25.	Общие сведения о монтаже электроустановок............................................ 96
§ 26.	Монтаж щитов......................................................................   100
§ 27.	Прокладка проводов.................................................................. 107
§ 28.	Оконцевание и подключение проводов.................................................. 113
§ 29.	Безопасность труда и противопожарные мероприятия 115
239
Глава восьмая. Техническое обслуживание устройств релейной защиты и автоматики.......................................  ng
§ 30.	Виды технического обслуживания........................118
§ 31.	Периодичность и объем работ технического обслуживания 120
§ 32.	Контроль изоляции и целостности вторичных цепей . . .	129
§ 33.	Защита вторичных цепей трансформаторов напряжения и постоянного оперативного тока  ..........................135
Глава девятая. Организация ремонта устройств релейной защиты и автоматики.................................... 138
§ 34.	Краткая характеристика ремонтных работ и требования к оборудованию помещений для нх выполнения ....	138
§ 35.	Приборы и устройства для. проверки и испытания реле защиты и автоматики.....................................   143
§ 36.	Материалы для ремонта аппаратуры релейной защиты и автоматики.............................................. 150
Глава десятая. Основы технологии ремонта устройств релейной защиты и автоматики.................................. 160
§ 37.	Особенности технологического	процесса................ 160
§ 38.	Проверка реле........................................ 161
§ 39.	Основные этапы технологического	процесса............. 165
Глава одиннадцатая. Ремонт механической части аппаратов релейной защиты и автоматики........................
§ 40.	Ремонт	осей и опор ,................................ 167
§ 41.	Ремонт	пружин и их замена........................... 170
§ 42.	Ремонт	деталей внешнего оформления.................. 172
Глава двенадцатая. Ремонт электрической части устройств релейной защиты и автоматики...........................  .	174
.§ 43. Намоточные работы................................... 174
§ 44.	Ремонт контактов....................................  182
Глава тринадцатая. Сборочные работы . .'................... 194
§ 45.	Общие сведения....................................... 194
§ 46.	Разъемные соединения ................................ 195
§ 47.	Неразъемные соединения............................... 199
Глава четырнадцатая. Монтаж электрической части аппаратов релейной защиты и автоматики..........................209
§ 48.	Особенности процесса монтажа..........................209
§ 49.	Заготовка проводов . .................................210
§ 50.	Монтаж проводов	с	применением шаблонов..............213
§51.	Монтаж проводов	накруткой...........................215
§ 52.	Печатный монтаж.......................................218
Глава пятнадцатая. Выходной контроль и испытания аппаратов релейной защиты	и	автоматики................. 220
§ 53.	Испытания вторичных реле прямого действия ....	221
§ 54.	Испытания реле косвенного действия..................  226
§ 55.	Испытания измерительных трансформаторов...............234
§ 56.	Испытания магнитных усилителей........................236