Автор: Трунковский Л.Е.
Теги: электроэнергетика электротехника электрооборудование электроснабжение учебник
Год: 1979
Текст
ПРОФТЕХОБРАЗОВАН И Е
ЭНЕРГЕТИКА
Л. Е. Трунковский
Обслуживание
электро-
оборудования
промышленных
предприятий
Издание 2-е
Одобрено Ученым советом Государственного
комитета СССР по профессионально-техниче-
скому образованию в качестве учебника для
средних профессионально-технических учи-
лищ
Москва «Высшая школа» 1979
ББК 31.2
Т78
Трунковский Л. Е.
Т78 Обслуживание электрооборудования промышленных пред-
приятий: Учебник для сред, проф.-техн. училищ. — 2-е изд. —
М.: Высш, школа, 1979. — 272 с., ил.— (Профтехобразование.
Энергетика).
В пер.: 60 к.
Книга содержит описание устройств как внешнего электроснабжения промышлен-
ных предприятий (линии электропередачи, кабельные сети, трансформаторные подстан-
ции), так и их внутреннего электрооборудования (силовые и осветительные сети).
В ней приведены краткие сведения о применении электротехнологии в современ-
ном промышленном производстве, освещены вопросы техники безопасности, охраны
труда и противопожарные мероприятия.
Книга предназначена в качестве учебника для подготовки рабочих в средних
профтехучилищах.
30311 — 090
Т-------------59-79
052(01^—79
3102000000
6П2.1
ББК 31.2
Лазарь Емельянович Трунковский
ОБСЛУЖИВАНИЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Редактор М. В. Золоева. Художественный редактор Т. В. Панина. Художник
В. В. Гарбузов. Технический редактор Н. А. Битюкова. Корректоры
Р. И. Самофатова, М. М. Малиновская
ИБ № 1841
Изд. № ЭГ-342. Сдано в набор 27.06.78. Подп. в печать 12.12.78. Т-16371. Формат
бОХЭО’Аб. Бум. тип. № 1. Гарнитура литературная. Печать высокая. Объем 17 усл.
печ. л. 19,26 уч.-изд. л. Тираж 90 000 экз. Заказ № 1963. Цена 60 коп.
Издательство «кВысшая школа», Москва, К-51, Неглинная 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, Гатчинская, 26.
© Издательство «Высшая школа», 1977
© Издательство «Высшая школа», 1979
ПРЕДИСЛОВИЕ
XXV съезд КПСС утвердил основные направления развития на-
родного хозяйства СССР на 1976—1980 гг.
В новой Конституции СССР указано, что, опираясь на творческую
активность трудящихся, социалистическое соревнование, достижения
научно-технического прогресса, государство обеспечивает рост произ-
водительности труда, повышение эффективности производства и ка-
чества работы, динамичное и пропорциональное развитие народного
хозяйства.
Основой развития всех отраслей народного хозяйства является
увеличение энерговооруженности труда. Уже сейчас наша страна за-
нимает первое место в Европе по производству электроэнергии, а
к 1980 г. выработка электроэнергии в СССР будет доведена до 1340—
1380 млрд. кВт • ч.
Все более мощным и сложным становится электрохозяйство пред-
приятий как вновь сооружаемых, так и действующих, реконструиру-
емых на базе новейшей техники. В связи с этим быстро растут требо-
вания к совершенствованию обслуживания электроустановок и к
квалификации эксплуатационного персонала.
Основной задачей персонала, обслуживающего электроустановки,
является обеспечение высокой надежности и бесперебойности произ-
водственных процессов, длительной сохранности электрооборудования
и экономичного расходования электроэнергии.
Для сохранности и надежности действующего электрооборудова-
ния важное значение имеет правильная организация профилактичес-
ких осмотров и ремонтов, обеспечение безопасных условий труда.
Чтобы успешно решить эти задачи, необходимы специальные знания,
производственные навыки и общий высокий уровень культуры работ-
ников, занятых в сфере обслуживания электрохозяйства современного
промышленного производства.
ЦК КПСС и Совет Министров СССР в Постановлении от 30 августа
1977 г. отмечают, что система профтехобразования стала основной
школой подготовки квалифицированных рабочих кадров для народного
хозяйства.
Электромонтеру по обслуживанию электрооборудования, подго-
товляемому в среднем профтехучилище, необходимо знать устройство
машин, аппаратов и электрических сетей, а также освоить основы
электромонтажного и ремонтного дела.
Все эти вопросы освещены в настоящем учебнике. Содержание
материала учебника предполагает знание учащимися основ электро-
техники и промышленной электроники в объеме специального курса,
предусмотренного учебным планом для средних профтехучилищ.
Глава I
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ И ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ
$ 1. ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ И ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
Электростанции в зависимости от вида энергии, преобразуемой
в электрическую, бывают тепловые, атомные, гидроэлектрические,
ветряные, геотермические и др.
Тепловые электростанции разделяют на паротурбинные,
газотурбинные и дизельные.
В тепловых паротурбинных электростанциях топливо (уголь,
торф, нефть, сланцы, газ) сжигают в топках котлов, вырабатывающих
пар, который поступает в турбоагрегаты, приводя их во вращение.
В тепловых газотурбинных электростанциях рабочим теплом
в турбине является газ — природный или вырабатываемый газогене-
раторами.
В тепловых дизельных электростанциях первичными двигателями
являются двигатели внутреннего сгорания, в которые непосредственно
поступает жидкое топливо.
Большинство современных тепловых электростанций — теплофи-
кационные (теплоэлектроцентрали — ТЭЦ); наряду с электрической
энергией они вырабатывают тепловую энергию в виде пара и горячей
воды.
Атомные электростанции используют энергию, выделяющуюся
в ядерных реакторах при расщеплении атомов тяжелых радиоактив-
ных элементов. Ядерные реакторы выделяют тепло, преобразуемое
с помощью парогенераторов в пар, который поступает в турбоагрега-
ты, вырабатывающие электрическую энергию.
Гидроэлектрические станции преобразуют энергию
напора воды вращающей гидротурбины в электрическую энергию.
Ветряные электростанции имеют ограниченную мощность,
используя энергию ветра в ветровых двигателях, вращающих генера-
торы.
Геотермические электростанции в качестве топлива ис-
пользуют тепло, которое выделяется в толще земной коры и выходит
на поверхность земли в виде горячей воды или пара. Геотермические
электростанции на подземном паре работают в СССР (Камчатка),
Италии и некоторых других странах.
В экспериментальном порядке в СССР и во Франции построены и
работают электростанции, использующие энергию морских приливов
и отливов.
В связи с ростом мощности электростанций действующие в настоя-
щее время линии электропередачи (ЛЭП) на напряжение 110, 220 и
4
500 кВ становятся уже недостаточными для передачи электроэнергии
на более дальние расстояния.
В канун 50-летия Великой Октябрьской социалистической рево-
люции была введена в опытно-промышленную эксплуатацию линия
электропередачи 750 кВ Конаковская ГРЭС — Москва; ведется соо-
ружение ЛЭП 750 кВ Донбасс—Львов.
Проектируется сооружение ЛЭП постоянного тока на напряжение
1500 кВ. Она будет в состоянии передать мощность около 6 млн кВт
на расстояние до 4000 км. В настоящее время уже ведутся работы по
сооружению опытной ЛЭП 1500 кВ от тепловых станций Экибастуза
в центральные районы, а также исследовательские и проектные ра-
боты по сооружению ЛЭП на напряжение 1200 кВ переменного тока.
$ 2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
Крупные районные электростанции, связанные линиями электро-
передачи через повысительные и понизительные подстанции, вместе
с тепловыми сетями образуют районную энергетическую
систему. Крупнейшими энергосистемами СССР являются Мос-
энерго, Ленэнерго, Уралэнерго, Донбассэнерго и др. Электрическая
часть энергосистемы, в которую входят электрическая часть электро-
станции, преобразовательные подстанции, линии электропередачи,
образует электросистему.
На рис. 1 показана примерная схема электроснабжения промыш-
ленного района с наиболее характерными вариантами понизительных
подстанций. Генераторы районных электростанций (РЭС) работают
преимущественно на напряжении 6—10 кВ. Повысительная трансфор-
маторная подстанция, находящаяся при районной электростанции,
повышает напряжение до НО—220, 500 кВ; от нее идут линии электро-
передачи к районным понизительным подстанциям (РПП).
На РПП осуществляется первый этап понижения напряжения до
6—10—35 кВ, а также пропуск транзитом ЛЭП ПО—220 кВ для
связи с другими районными понизительными подстанциями. В ряде
случаев на РПП устанавливают трехобмоточные трансформаторы
110/35/6—10 кВ или 220/35/6—10 кВ. При напряжении 6—10 кВ
электроэнергия передается на ближние расстояния (10—12 км), а при
напряжении 35 кВ — на более дальние (до 50 км).
Для обеспечения надежности электроснабжения районные пони-
зительные подстанции (РПП), главные понизительные подстанции
(ГПП) и центральные распределительные пункты (ЦРП) обычно имеют
секционированную систему главных шин и питание по ЛЭП от двух
и более независимых источников питания (РЭС). Цеховые подстанции
предприятий, если они питают электроэнергией потребителей 1-й и
2-й категории надежности, также имеют секционированную систему
главных шин и питание от двух независимых источников электроэнер-
гии.
5
Рис. 1. Примерная схема электроснабжения района:
РЭС — районная электрическая станция, РПП — районная понизительная подстанция,
ГПП — главная понизительная подстанция предприятия, ЦРП — центральный распре-
делительный пункт предприятия, РУ — распределительное устройство, ТП — понизитель-
ные подстанции предприятия, Тр — трансформаторы, ЛЭП — линии электропередачи
§ 3. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ
В системе электроснабжения передача электрической энергии от
районной электростанции к электроприемникам потребителей сопро-
вождается различными преобразованиями. Наиболее распространен-
ным видом преобразовательных установок являются трансформаторы,
преобразующие переменный ток одного напряжения в переменный
ток другого напряжения (низшего или высшего).
В ряде случаев агрегаты современного промышленного производ-
ства, а также электрифицированный транспорт работают на постоян-
ном токе либо на переменном трехфазном, но с частотой ниже 50 Гц *
или выше. В этих случаях возникает необходимость в устройстве
преобразовательных подстанций для преобразования трехфазного
тока в постоянный и трехфазного тока частотой 50 Гц в трехфазный
или однофазный повышенной или пониженной частоты,
Преобразовательные подстанции в большинстве случаев совмещают
с трансформаторными и размещают по возможности ближе к электро-
приемникам для сокращения сетей постоянного тока и преобразован-
ной частоты.
Существует несколько видов преобразователей переменного тока
в постоянный:
одномашинные, одноякорные преобразователи, представляющие
собой синхронную машину с кольцами на одной стороне ротора и кол-
лектором на другой. В настоящее время одноякорные преобразователи
применяют редко, главным образом при большой мощности пре-
образователя;
двухмашинные двигатели-генераторы, состоящие из электродвига-
теля (асинхронного или синхронного) и на одном валу с ним генератора
постоянного тока. В настоящее время такие преобразователи также
применяются редко, главным образом при напряжении постоянного
тока ниже 100 В;
ртутные выпрямители с воздушным или водяным охлаждением,
имеющие широкое применение в установках электролиза и на электри-
фицированном транспорте. Современные мощные ртутные выпрямите-
ли получают питание от специальных трансформаторов;
полупроводниковые выпрямители на основе кремниевых или гер-
маниевых вентилей, быстро вытесняющие другие типы выпрямителей,
вследствие преимуществ: высокий к. п. д. (98—99%), малые габариты
и масса, отсутствие вращающихся частей и вредных паров ртути,
надежность и быстрота включения.
Для преобразования переменного тока с частотой 50 Гц в перемен-
ный повышенной или пониженной частоты применяют преобразо-
ватели частоты — машинные (вращающиеся) или статические.
Иногда возникает необходимость в инвертировании тока, т. е. в
преобразовании постоянного тока в переменный (однофазный или
трехфазный). Инверторы, как и выпрямители, могут быть вращающи-
* В США, странах Латинской Америки и ряде других стран принята частота
тока 60 Гц,
7
мися (двухмашинные агрегаты) и статическими на основе полупровод-
никовых управляемых вентилей-тиристоров.
Необходимость в инверторах большой мощности возникает, на-
пример, при сооружении дальних линий электропередачи постоянного
тока напряжением 750—1500 кВ для преобразования в конце линии
постоянного тока в переменный — трехфазный.
§ 4. ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ
ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
Производство и распределение электрической энергии, а также
монтаж и эксплуатация электрических установок регламентируются
действующими в СССР едиными и обязательными для всех ведомств
правилами:
Правила устройства электроустановок (ПУЭ) распространяются
на все виды электроустановок напряжением до 500 кВ включительно.
В ПУЭ излагаются основные и принципиальные требования к проек-
тированию и сооружению электроустановок, регламентируются объем
и нормы приемо-сдаточных испытаний электрооборудования и электри-
ческих сетей;
Правила технической эксплуатации электроустановок потребите-
лей (ПТЭП), содержащие основные требования к обеспечению надеж-
ности действующих электроустановок, их сохранности и указания
по организации их технического обслуживания;
Правила техники безопасности при эксплуатации электроустано-
вок потребителей (ПТБЭ), которые содержат требования и указания,
обеспечивающие безопасность людей при эксплуатации электроуста-
новок;
Строительные нормы и правила, где приводятся нормы и технологи-
ческие правила монтажа электроустановок, а также основные требова-
ния, предъявляемые к организации производства монтажных работ.
В Правилах устройства электроустановок все электроустановки
подразделяют по условиям электробезопасности на две группы: уста-
новки до 1000 В и выше 1000 В. Кроме того, ПУЭ разделяют электро-
установки на открытые или наружные (находящиеся на открытом
воздухе или под навесами) и закрытые или внутренние.
Классификация помещений. Электропомещениями электроустано-
вок называют помещения, доступные только для обслуживающего
персонала, в которых установлено находящееся в эксплуатации
электрообор удование.
По характеру среды помещения, где находятся электроустановки,
разделяются правилами на:
сухие — в которых относительная влажность воздуха не пре-
вышает 60%. Относительная влажность определяет содержание вла-
ги в воздухе по отношению к полному его насыщению влагой; относи-
тельная влажность воздуха 60% означает, что в нем содержится толь-
ко 60% того количества влаги, которое при данной температуре
соответствует полному насыщению воздуха водяными парами. Для
данной температуры воздух может быть насыщен только определен-
8
ным количеством влаги: чем выше температура, тем большим коли-
чеством влаги он может быть насыщен, и наоборот, если воздух в по-
мещении находится в состоянии насыщения, а температура в помещении
снижается, то избыточная влага превращается в воду (конденси-
руется);
влажные — в которых относительная влажность не более 75 %
и конденсация влаги происходит изредка и в небольшом количестве;
сырые — в которых относительная влажность длительное время
превышает 75%;
особо сырые — в которых относительная влажность около
100% и постоянно влажные потолки и стены помещения;
пыльные — в которых по условиям производства пыль откла-
дывается на проводах, проникает внутрь машин и аппаратов. Разли-
чают пыль проводящую и непроводящую ток;
жаркие — в которых температура длительно превышает 30°С.
В отдельную категорию ПУЭ выделяют помещения с химиче-
ски активной средой, в которых по условиям производства
длительно содержатся пары, разрушающе действующие на изоляцию
и токоведущие части электрооборудования.
В зависимости от степени возможного поражения электрическим
током ПУЭ разделяют помещения на три категории:
помещения с повышенной опасностью. Они характе-
ризуются одним из следующих признаков: сыростью, токопроводящей
пылью, высокой температурой, токопроводящими полами, возмож-
ностью одновременного прикосновения человека к корпусам электро-
оборудования и к имеющим соединение с землей металлическим кон-
струкциям зданий и механизмам;
особо опасные помещения. Они характеризуются одним
из следующих признаков: особой сыростью, химически активной
средой, наличием двух или более признаков повышенной опасности;
помещения без повышенной опасности, в которых
отсутствуют признаки повышенной или особой опасности.
Категории электроприемников по степени надежности электроснаб-
жения. В соответствии с Правилами устройства электроустановок
электроприемники по степени надежности электроснабжения разде-
ляют на три категории:
к первой категории относят электроприемники, нару-
шение электроснабжения которых влечет за собой опасность для
жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, поврежде-
ние оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного
технологического процесса. Электроприемнпки первой категории
должны обеспечиваться электропитанием от двух независимых источ-
ников электроэнергии, причем перерыв в электроснабжении допуска-
ется только на время автоматического ввода резервного источника;
ко второй категории относят электроприемники, на-
рушение электроснабжения которых приводит к простоям рабочих
и механизмов, массовому браку продукции, нарушению нормальной
деятельности значительного количества городских жителей. Для
электроприемников второй категории допускаются перерывы в электро-
9
о
Таблица 1. Стандартные величины номинальных напряжений, В (ГОСТ 721—74)
Генераторы Трансформаторы Сети и приемники
постоянного тока трехфазного тока трехфазного тока (междуфазное напряжение) однофазного тока постоян- ного тока трехфазного тока однофаз- ного тока
первичной обмотки вторичной обмотки первичной обмотки вторичной обмотки
115 (230/133) — (230/133) (127) (133) 36 12
230 400/230 — 400/230 220 230 12 42 24
460 690/400 — 690/400 380 — 24 (220/133) 36
— (3 150) (3 000 и 3 150) (3 150 и 3 300) — 36 380/220 42
6 300 6 000 и 6 300 6 300 и 6 600 — — 48 660/380 (127)
— 10 500 10 000 и 105 000 10 500 и 11 000 — — 60 (3 000) 220
— 21000 20 000 и 21000 22 000 — — ПО 6 000 380
— — 35 000 и 36 750 38 500 — — 220 10 000 —
— — 110 000 и 115 000 115 000 и 121 000 — — 440 20 000 —
— — (158 000) (158 000) — — — 35 000 —
— — 220 000 и 230 000 230 000 и 242 000 — — — 110 000 —
— — 330 000 330 000 — — — (150 000) —
220 000
— — 500 000 — — — — 330 000 —
— — 750 000 — — — — 500 000 —
— — — — — — — 750 000 —
Примечания: 1. Напряжения, указанные в скобках, для вновь проектируемых сетей не рекомендуются.
2. Для угольной промышленности, кроме указанных в таблице, установлены напряжения трехфазного
тока 1200 В и 1140 В (приемники).
питании на время, необходимое для включения резервного питания,
вручную дежурным персоналом или выездной оперативной бригадой;
к третьей категории относят все остальные электро-
приемники, перерыв в электропитании которых допускается до 1 сут.
Некоторые производства химии, черной металлургии и других
отраслей требуют особо высокого уровня надежности электропитания.
Для таких потребителей введена особая группа пер-
вой категории надежности, при которой в слу-
чае отказа в электропитании от одного источника должны постоянно
сохраняться в действии два источника электропитания, т. е. требуется
третий независимый источник электропитания, которым может быть
как внешняя сеть энергосистемы, так и собственная электростанция
такой мощности, чтобы обеспечить безаварийный останов производства
либо его продолжение.
$ 5. НОМИНАЛЬНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРОВ,
ТРАНСФОРМАТОРОВ, ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ
И ИХ ДОПУСТИМЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ
В СССР установлены стандартные величины номинальных напря-
жений для выработки, передачи и потребления электроэнергии при
частоте 50 Гц, приведенные в табл. 1. Номинальные напряжения гене-
раторов и вторичных обмоток трансформаторов на 5—10% выше
номинальных напряжений электроприемников, имея в виду потери
напряжения в электрических сетях.
Правилами устройства электроустановок установлены допустимые
отклонения напряжений от стандартного уровня. Допустимое откло-
нение напряжения на зажимах электродвигателей составляет не более
±5%. Снижение напряжения у наиболее удаленных ламп рабочего
освещения, а также у прожекторов наружного освещения не должно
превышать 2,5% от номинального, в жилых домах, а также в системах
аварийного освещения — 5% от номинального. В аварийном режиме
снижение напряжения на лампах освещения не должно превышать
12% от номинального.
Во всех случаях наибольшее напряжение на лампах не должно
превышать 5% от номинального, так как более высокие напряжения
резко сокращают срок их службы.
Контрольные вопросы
1. Что представляют собой энергосистема и электросистема?
2. Для чего служат электрические преобразовательные установки?
3. Расскажите о классификации электропомещений.
4. Перечислите категории электроприемников по степени надежности электро-
снабжения и основные требования для каждой из них.
5. Каковы допустимые отклонения напряжений от стандартных значений для
электродвигателей и ламп электроосвещения?
Глава II
УСТРОЙСТВО ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ
ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
§ 6. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Воздушные линии электропередачи (ВЛ) состоят из опор, опорных
конструкций, изоляторов, проводов и линейной арматуры для креп-
ления проводов к изоляторам. Кроме того, в состав ВЛ входят элементы
защиты от атмосферных перенапряжений в виде грозозащитных тро-
сов, разрядников, заземлений. Заземляющие устройства служат
также для предохранения людей от поражения электрическим током.
Правила устройства электроустановок разделяют воздушные ли-
нии по объему и характеру технических требований, предъявляемых
к их сооружению и эксплуатации, на две основные категории: ВЛ до
1000 В и выше 1000 В.
Горизонтальное расстояние между центрами двух опор называется
пролетом ВЛ. Вертикальное расстояние от низшей точки провода
в пролете до поверхности земли, воды или пересекаемого сооружения
называется габаритом ВЛ, а вертикальное расстояние между низшей
точкой провода в пролете и горизонтальной прямой, соединяющей
точки подвеса провода на опорах, стрелой провеса провода.
По своему назначению и месту установки опоры ВЛ делят на:
промежуточные, устанавливаемые на прямых участках
трассы ВЛ и не воспринимающие усилий от тяжения проводов, на-
правленных вдоль ВЛ. Они служат для поддержания проводов на
прямых участках линий. Эти опоры имеют обычно облегченную кон-
струкцию и количество их составляет 60—8О?6 общего количества
опор ВЛ;
анкерные, применяемые на прямых участках ВЛ при пере-
сечении дорог, рек, каналов и других инженерных сооружений. Эти
опоры воспринимают усилия тяжения проводов вдоль ВЛ. Натяжение
воздушных линий производится между двумя анкерными опорами
на участке ВЛ, состоящем из нескольких пролетов с промежуточными
опорами;
угловые, устанавливаемые на углах поворота трассы ВЛ.
Угловые опоры подразделяются на промежуточные и анкерно-угловые.
Промежуточные угловые опоры применяют при небольших углах
поворота ВЛ, а анкерно-угловые ставят в горной местности и при
углах поворота ВЛ более 20° в особых районах по гололеду;
концевые, устанавливаемые в начале и конце ВЛ и восприни-
мающие усилия от одностороннего тяжения проводов. Концевые
опоры являются разновидностью анкерных;
12
специальные — ответвительные, перекрестные, повышен-
ные, пониженные и др. Эти опоры применяют как одноцепные, так
и двухцепные. Все типы опор могут быть свободно стоящими и с оттяж-
ками.
Для устройства ВЛ применяют опоры деревянные, железобетон-
ные и металлические. Деревянные опоры значительно дешевле желе-
зобетонных и металлических, но имеют меньший срок службы; их
применяют на ВЛ напряжением до 220 кВ. Для продления срока
службы деревянные опоры пропитывают антисептиком в заводских
условиях. Опоры ВЛ изготовляют из сосны, лиственницы и ели. Ель
легче поддается загниванию, поэтому ее разрешается применять толь-
ко для стоек при напряжении до 35 кВ.
При разработке проекта ВЛ учитываются климатические условия
района; основными параметрами для выбора конструкции ВЛ явля-
ются скорость ветра и толщина возможного гололеда на проводах.
Правила устройства электроустановок разделяют всю территорию
нашей страны на районы по возможности образования толщины го-
лоледа: до 5, 10, 15, 20 мм и более в особом районе гололедности;
скорость ветра для расчета прочности установки опор и крепления
проводов учитывают также в зависимости от района сооружения ВЛ
по таблице, приведенной в ПУЭ.
Важное значение в устройстве ВЛ имеют грозозащита и заземление.
Возникающие в линии при атмосферных грозовых разрядах пере-
напряжения могут вызвать повреждения изоляторов, проводов, а так-
же угрожать безопасности людей.
Для защиты воздушных линий от прямых грозовых разрядов над
проводами ВЛ подвешивают грозозащитный стальной трос, а для
защиты от грозовых перенапряжений устанавливают разрядники;
в соответствии с ПУЭ не требуется применение грозозащитного троса
для воздушных линий напряжением до 20 кВ, а также напряжением
35—220 кВ на деревянных опорах. Для ВЛ до 1000 В Правила устрой-
ства электроустановок требуют:
в сетях с заземленной нейтралью крючья и штыри на проводах,
а также стальную арматуру железобетонных опор соединять металли-
чески с нулевым заземленным проводом; при этом сопротивление
растеканию тока заземляющих устройств должно быть не более 50 Ом.
В сетях с изолированной нейтралью крючья и штыри должны быть
заземлены;
на ВЛ до 1000 В, не защищенных высокими зданиями, дымовыми
трубами и т. п., выполнять повторные заземления опор через каждые
100—200 м (в зависимости от грозовой активности данного района)
при сопротивлении заземляющего устройства не более 30 Ом;
выполнять заземляющие устройства с присоединением к ним
крючьев, штырей и арматуры железобетонных опор на опорах с от-
ветвлениями к вводам в помещения с большим сосредоточением людей
(школы, детские сады, больницы) или в помещения, имеющие большую
хозяйственную ценность (склады, животноводческие помещения),
а также на конечных опорах ВЛ, имеющих ответвления к вводам в
здания.
13
§ 7. ВОЗДУШНЫЕ ЛИНИИ ДО 1000 В
Трассы ВЛ до 1000 В нередко сближаются с различными инже-
нерными сооружениями (здания, железные дороги, мосты, линии
связи) или пересекают их. Правилами устройства электроустановок
установлены минимальные вертикальные и горизонтальные расстоя-
ния проводов ВЛ до 1000 В, которые необходимо соблюдать при
сближениях и пересечениях их с инженерными сооружениями.
Вертикальные и горизонтальные расстояния от проводов ВЛ до
деревьев должны быть не менее 1 м.
При совместной подвеске на опорах ВЛ проводов сети напряже-
нием 380/220 В с проводами радиотрансляционной сети последние
располагают ниже проводов ВЛ так, чтобы расстояние от нижнего
провода ВЛ до верхнего провода радиотрансляционной линии было
не менее 1,5 м; на вводах в здания это расстояние может быть 0,6 м.
Для ВЛ до 1000 В применяют опоры двух видов: деревянные,
преимущественно с железобетонными приставками (пасынками), и
железобетонные.
Для изготовления деревянных опор используют бревна (сосны,
ели, лиственницы, пихты), пропитанные антисептиком. Непропитан-
ные бревна могут быть использованы для изготовления опор из леса
лиственных пород зимней рубки. Диаметр бревен в верхнем отрубе
должен составлять не менее 15 см для одностоечных опор и не менее
14 см для А-образных опор. На ответвлениях, идущих к вводам в соо-
ружения, диаметр бревна в верхнем отрубе допускается не менее
а — промежуточная с креплением проводов на крюках, б — промежуточная с креп-
лением проводов на траверсе и штырях, в — угловая с подкосом, с креплением прово-
дов на крюках, г — угловая с подкосом, с креплением проводов на траверсе и шты-
рях; 1 — пасынок, 2 — стойка, 3 — крюк, 4 — штырь, 5 — траверса, 6 — подкос
траверсы, 7 — ригель, 8 — подкос опоры
14
12 см. Унифицированные деревянные опоры для ВЛ до 1000 В с желе-
зобетонными пасынками показаны на рис. 2.
Перед началом монтажа опор производят производственный пике-
таж, т. е. разбивку мест установки опор по чертежам проекта на
трассе ВЛ так, чтобы промежуточные опоры находились в створе
линии (не выходили за прямую линию промежуточных опор).
В местах установки опор забивают временные деревянные знаки
(пикеты). Затем производят расчистку трассы от деревьев, пней с тем,
чтобы выдержать нормативные расстояния от проводов до деревьев,
установленные ПУЭ. Вырубка полной просеки по лесным массивам
и зеленым насаждениям, где проходит ВЛ до 1000 В, не обязательна.
Под одностоечные промежуточные опоры котлованы роют, как
правило, с помощью автоямобуров; в местах прохождения подземных
коммуникаций (кабели, трубопроводы) вручную. Глубина котлова-
нов, зависящая от характера грунтов, конструкции устанавливаемых
опор, сечения и числа проводов, обычно приводится в проекте и со-
ставляет от 1,3 до 2,5 м. Опоры устанавливают с помощью автокранов
или специально оборудованных автомашин — автостолбоставов.
а — ТФ, б - ШЛН, в — ТСБ, г — ШС, д — ШСС, е — ШЖБ (ШФ), ж - ШД
На воздушных линиях до 1000 В применяют, главным образом,
голые алюминиевые многопроволочные провода марки А сечением до
120 мм2, а также стальные марок ПСО (однопроволочные диаметром
4—5 мм) и ПС или ПМС (многопроволочные сечением 25—70 мм2).
При повышенных требованиях к прочности проводов используют
сталеалюминиевые многопроволочные провода АС сечением 16—120 мм2.
Вводы в здания выполняют изолированными проводами. Правила
устройства электроустановок допускают для ВЛ до 1000 В любое
расположение проводов независимо от района климатических усло-
вий при соблюдении определенных расстояний между проводами: по
вертикали 0,4—0,6 м, по горизонтали 0,2—0,4 м в зависимости от
15
длины пролета и района гололедности. Нулевой провод располагают
всегда ниже фазных проводов.
Высота подвеса проводов над поверхностью земли должна быть
в населенной местности не менее 6 м, в ненаселенной — 5 м, в трудно-
доступной местности не менее 4 м. При пересечении улиц ответвления-
ми от ВЛ до 1000 В к вводам в здания высота подвеса проводов может
быть снижена до 3,5 м.
Изоляторы, которыми подвешивают провода, по способу крепления
к опоре делят на штыревые и подвесные. Штыревые изоляторы кре-
пят на крюках и штырях; подвесные собирают в гирлянды и крепят
к опоре с помощью линейной арматуры. Для ВЛ до 1000 В применяют
штыревые фарфоровые изоляторы ТФ, ШЛИ и стеклянные ТСБ
(рис. 3). Линейной арматурой для ВЛ до 1000 В являются крюки и
штыри (рис. 4) стандартных размеров: крюки диаметром 16, 18 и 20 мм
(КН-16, КН-18, КН-20), а
штыри 22, 25 и 28 мм.
Изоляторы крепят на крю-
ках и штырях с помощью пак-
ли, пропитанной суриком, раз-
веденным в олифе; паклю на-
вивают на штыревую часть
крюка или штыря и затем
плотно навертывают изолятор.
Рис. 5. Соединения проводов на ВЛ до
1000 В:
а — скрутка, 6 — соединительные зажимы с
обжатием клещами, в — плашечные зажимы
Рис. 4. Линейная арматура для
ВЛ до 1000 В:
а — крюк, б — штыри
Для крепления изоляторов на крюке или штыре используют специа-
льные пластмассовые колпачки-втулки, надеваемые на штыревой конец
крюка или штыря. Крюки ввинчивают в деревянные опоры, а штыри
крепят на траверсах опор до их подъема и установки в котлованы.
После установки опор с изоляторами провода раскатывают вдоль
трассы ВЛ. Раскатка проводов при небольшой протяженности ВЛ
производится вручную с барабанов, установленных на домкратах;
при большом объеме работ раскатку выполняют со специальных
раскаточных тележек, на которых установлены барабаны с проводами.
После раскатки проводов монтируют их места соединений. Соедине-
ние проводов для ВЛ до 1000 В показано на рис. 5.
16
Скрутку (рис. 5, а) используют для однопроволочных проводов
с последующей пропайкой. Для соединения многопроволочных про-
водов применяют обжатие в овальных соединителях специальными
клещами или плашечными зажимами (рис. 5, б и в).
Наиболее производительным и надежным способом соединения
многопроволочных проводов является термитная сварка, получившая
Рис. 6. Клещи для сварки ВЛ термитными
патронами:
1 — рама, 2 — пружина, 3 — зажимное уст-
ройство, 4 — защитный кожух, 5 — термит-
ный патрон, 6 — свариваемый провод, 7 —
ограничительный крючок
в последние годы широкое рас-
пространение. Термитнуюсварку
осуществляют с помощью тер-
митных патронов и специальных
сварочных клещей (рис. 6).
Рис. 7. Вязка провода к штыревому
изолятору на опоре
Подготовленные к сварке концы проводов 6 вводят в термитный
патрон 5 и закрепляют в зажимном устройстве 3. Термитный патрон
зажигают специальной термитной спичкой; горячая термитная масса,
имеющая температуру около 2000° С, расплавляет концы проводов
вместе с вкладышем в патроне. Пружины 2 сварочных клещей по
мере плавления сближают и сваривают концы проводов. После осты-
вания с места соединения удаляют шлак, остатки патрона и произво-
дят зачистку. Следующим этапом монтажа ВЛ является натяжка про-
17
водов в анкерном пролете (между двумя анкерными опорами). Предва-
рительно провода закрепляют на одной из анкерных опор, а натяжку
проводов выполняют с помощью лебедок или автомашин. После на-
тяжки провода до требуемой стрелы провеса (величина стрелы провеса
приводится в проекте или в справочниках) закрепляют провода на
второй анкерной опоре, а затем на промежуточных опорах их крепят
к изоляторам с помощью проволоки из того же материала, что и провод.
При подвеске проводов к изоляторам необходимо соблюдать меры
безопасности, правильно устанавливая когти и предварительно за-
крепляя монтажный пояс (рис. 7).
§ 8. ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА
ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ВЫШЕ 1000 В
Для ВЛ выше 1000 В, проходящих по лесным массивам, обязательна вырубка
просеки, минимальная ширина которой определяется расстоянием от проводов до
кроны ближайших деревьев; для воздушных линий до 20 кВ это расстояние должно
быть равно расстоянию между крайними проводами ВЛ плюс 3 м в каждую сторону
для леса высотой 4 м, а для более высокого леса — плюс удвоенная высота основного
лесного массива.
Для сооружения ВЛ выше 1000 В применяют как железобетонные, так и дере-
вянные (антисептированные) опоры на железобетонных пасынках, конструкции
которых имеют унифицированную серию. Металлические опоры применяют главным
образом в качестве анкерных и угловых.
Рис. 8. Подвесные изоляторы:
а — нормальный ПФ-6А, бив- для загрязненных районов ПР-3,5 и НС-2;
/ — изолирующая тарелка, 2 — шапка, 3 — стержень
Опоры ВЛ выше 1000 В устанавливают на фундаментах, заглубляемых в котло-
ваны; применяют монолитные, сборные и свайные железобетонные фундаменты.
На ВЛ до НО кВ, как правило, используют одностоечные железобетонные опоры,
которые устанавливают без фундаментов с помощью автокранов в котлованы, про-
буренные автоямобурами.
Для ВЛ 6—10 кВ применяют штыревые изоляторы на траверсах (см. рис. 3), а
в местах переходов — подвесные изоляторы (рис. 8). Изоляторы для ВЛ 35 кВ и
выше собирают в гирлянды из подвесных изоляторов с помощью специальной линей-
ной арматуры. Для защиты проводов от возможных вибраций на них устанавливают
гасители вибрации (демпферы), которые показаны на рис. 9. Вибрация
провода поглощается колебаниями чугунных грузов 1.
Соединение проводов ВЛ выше 1000 В в пролетах выполняют с помощью специаль-
ных соединительных зажимов и клещей способом обжатия, скручивания или опрес-
сования. Для повышения надежности электрического контакта в местах соединений
концы проводов часто свариваются термитной сваркой, как показано на рис. 10.
Правила устройства электроустановок разрешают не более одного соединения про-
вода в пролете и запрещают соединение проводов в переходных пролетах (через
дороги, реки н пр.).
18
В петлях (шлейфах) анкерных опор, где провода не подвергаются значительным
механическим нагрузкам, ограничиваются обычно одним соединением, выполненным
термитной сваркой, при необходимости в шлейфе разъемного соединения его выпол-
няют с помощью болтовых зажимов.
При напряжении воздушной линии ПО кВ и выше, выполненной на металличе-
ских и железобетонных опорах, обязательна подвеска грозозащитного троса на всем
протяжении ВЛ. Подходы ВЛ к подстанциям напряжением 35 кВ и выше защищают
тросом независимо от материала опор.
В ряде случаев для защиты ВЛ от прямого удара молнии обычно на участках
между концевыми опорами и порталами
подстанций устанавливают молние-
отводы в виде высоких заземленных
мачт со шпилем, принимающих на себя
удары молний.
Расстояние по вертикали от проводов
ВЛ до поверхности земли должно быть
в ненаселенной местности не менее 6 м для
ВЛ до ПО кВ, а для ВЛ 150, 220, 330 и
500 кВ соответственно не менее 6,5; 7;
7,5; 8 м. Расстояние от крайних проводов
ВЛ до ближайших выступающих частей
сооружений должно быть не менее 10—30 хм
для ВЛ от 20 до 500 кВ. В населенной
Рис. 9. Гаситель вибрации ГВН:
1 — чугунные грузы, 2 — провод ВЛ,
3 — зажим, 4 — стальной трос
местности ПУЭ установлены более высокие
расстояния от проводов ВЛ до поверхности земли (для ВЛ 110 кВ не менее 7 м,
для ВЛ 200 кВ и выше — 8 м).
Не допускается прохождение ВЛ выше 1000 В над сооружениями и зданиями
за исключением несгораемых сооружений, а ВЛ 500 кВ — над любыми зданиями и
сооружениями.
Правила устройства электроустановок регламентируют условия пересечений и
сближений ВЛ выше 1000 В между собой с ВЛ до 1000 Вис линиями связи. На ВЛ
Рис. 10. Соединение концов проводов ВЛ в пролете:
а — скручиванием овального соединителя и параллельной сваркой, б —
двумя овальными опрессованными соединителями и сваркой; 1 — прсвод,
2 — овальный соединихель, 3 —место термитной сварки проводов, 4 —
дополнительный кусок провода
выше 1000 В запрещено применение стальных проводов (кроме грозозащитных
тросов).
В Правилах приводятся нормы устройства ВЛ до 500 кВ. В связи с развитием
ВЛ более высоких напряжений (750, 1200 1500 кВ) нормы для их устройства уста-
навливаются особыми техническими условиями,
19
$ 9. ИСПЫТАНИЯ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
ПРИ ПРИЕМЕ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ В ЭКСПЛУАТАЦИЮ
После получения заказчиком письменного извещения об оконча-
нии строительно-монтажных работ на ВЛ назначается рабочая комис-
сия из представителей заказчика и строительной организации. Рабо-
чая комиссия производит верховой и низовой осмотры ВЛ, проверку
технической документации и необходимые испытания, обусловленные
«Правилами приемки в эксплуатацию законченных строительством
предприятий, зданий и сооружений» (СНиП Ш-А 10—70 и СНиП
Ш-33-76 п.10.73).
Запрещена приемка ВЛ в эксплуатацию с недоделками, препятст-
вующими ее нормальной эксплуатации, а также с отступлениями от
проекта, не согласованными с проектной организацией.
После устранения недоделок, отмеченных в акте рабочей комиссии,
последняя вторично производит технический осмотр ВЛ, затем под-
писывается акт рабочей комиссии о готовности ВЛ к включению.
В процессе строительства и монтажа ВЛ представителями заказчика
и строительно-монтажной организации оформляются акты на скрытые
работы по устройству фундаментов и заземлений. Эти акты входят
в перечень обязательной технической документации, предъявляемой
при сдаче ВЛ в эксплуатацию.
Кроме актов на скрытые работы строительно-монтажная органи-
зация обязана предъявить при сдаче ВЛ следующую техническую
документацию:
ведомость объектов, предъявляемых к сдаче, и их краткую харак-
теристику;
ведомость отклонений от проекта с указанием причин, вызвавших
эти отклонения, и документы на их согласование;
комплект исполнительных рабочих чертежей с внесенными изме-
нениями и отклонениями от проекта. Для ВЛ до 10 кВ включительно
представляют исполнительные чертежи трассы ВЛ, а для ВЛ 20 кВ
и выше еще и чертежи профиля трассы;
журналы работ: по сборке и установке опор, по монтажу соедине-
ний проводов, монтажу проводов и тросов;
инвентарные описи анкерных пролетов, проверки габаритов и
стрел провеса ВЛ;
протоколы испытаний сопротивлений, заземляющих устройств,
соединений проводов и осмотров разрядников.
При приемке ВЛ до 1000 В и ВЛ 6—10—35 кВ местного значения
(питающих только одно данное предприятие) акт рабочей комиссии
согласовывается с фабрично-заводской электроинспекцией и утверж-
дается директором предприятия, а для приемки ВЛ районного
значения соответствующие министерства и ведомства назначают госу-
дарственную приемочную комиссию, в которую помимо представите-
лей заказчика и строительно-монтажной организации входят предста-
вители районных электросетей, проектных организаций, фабрично-
заводской электроинспекции, санитарно-эпидемиологической стан-
ции, пожарной инспекции, инспекции по охране водных ресурсов и
20
других заинтересованных организаций. После утверждения актов
рабочей комиссии выдается разрешение на включение ВЛ под напря-
жение, которое производит эксплуатационный персонал после полу-
чения письменного извещения строительно-монтажной организации
о том, что работы окончены, персонал удален, заземление снято и
ВЛ подготовлена к включению под напряжение. После нормальной
работы ВЛ под напряжением в течение 24 ч производится окончатель-
ное подписание акта о приемке ВЛ в эксплуатацию.
Контрольные вопросы
1. Какие сорта древесины применяют для изготовления деревянных опор ВЛ
до 1000 В?
2. Какие изоляторы применяют для ВЛ до 1000 В?
3. Какова минимальная норма высоты подвеса проводов для ВЛ до 1000 В над
поверхностью земли в населенных и ненаселенных местностях?
4. Каковы правила работы на опорах ВЛ до 1000 В?
5. Что такое производственный пикетаж воздушной линии и как его выполняют?
5, Каков порядок приемки в эксплуатацию ВЛ после монтажа?
Глава Ш
УСТРОЙСТВО КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ
НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 35 кВ
§ 10. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Кабелем называют один или несколько изолированных друг от
друга проводников, заключенных в герметическую защитную оболоч-
ку. В зависимости от условий прокладки кабеля его оболочка может
иметь различные защитные покровы.
По своему назначению кабели разделяют на силовые, предназна-
ченные для передачи электрической энергии, и контрольные — для
создания электрических цепей систем управления, сигнализации и
измерений.
Токопроводящие жилы кабелей изготовляют из ме-
ди или алюминия. Из-за дефицитности меди преимущественно приме-
няют кабели с алюминиевыми жилами. Однако в тех случаях, когда
к надежности электроснабжения и электрического контакта предъяв-
ляют особо повышенные требования (взрывоопасные помещения,
крупные электростанции и подстанции и др.), ПУЭ требуют примене--
ния кабелей с медными жилами. Токопроводящие жилы могут быть
круглого и секторного сечения.
Изоляцию токопроводящих жил кабелей выполняют из резины,
пластмассы (поливинилхлорид, полиэтилен), специальной бумаги,
пропитанной вязким составом.
Оболочки кабелей, назначение которых предотвратить попа-
дание влаги на изоляцию жил, вытекание пропиточного состава бу-
мажной изоляции и защитить жилы от механических повреждений,
выполняют из свинца, алюминия, резины или пластмассы (поливинил-
хлорида).
Для предохранения свинцовой, алюминиевой и пластмассовой
оболочек от коррозии и механических повреждений применяют за-
щитные покровы оболочек. Конструкция защитных покровов зависит
от среды, в условиях которой кабель должен работать.
Защитные покровы состоят из следующих основных частей: 1—
защитный слой, предохраняющий оболочку от коррозии; обычно он
представляет собой битумный состав, нанесенный на оболочку и за-
крепленный лентами пропитанной сульфатной бумаги, поверх кото-
рой наносится повторно слой битумного состава; 2—подушка, пред-
охраняющая оболочку кабеля от повреждения при наложении металли-
ческой брони, состоит из слоя пропитанной кабельной пряжи или
22
пропитанной сульфатной бумаги, покрытого слоем битумного состава;
3 — броневой покров, защищающий оболочку от механических пов-
реждений и состоящий из стальных лент или оцинкованной стальной
проволоки (круглой или плоской); 4 — верхний покров, защищаю-
щий стальную броню от коррозии и состоящий из чередующихся слоев
битумного состава и пропитанной кабельной пряжи. Поверх верхнего
покрова наносится меловое покрытие.
Контрольные кабели имеют то же устройство, что и силовые, но
более облегченную изоляцию, поскольку они работают в цепях управ-
ления, сигнализации и измерений
при напряжении не выше 220 В.
Для вертикальных и крутонак-
лонных трасс, где возможно стека-
ние состава, которым пропитана бу-
мажная изоляция, и, как следствие,
ослабление изоляции в верхней ча-
сти кабеля и выпучивание оболочки
от избыточного давления масла на
нижнем уровне кабеля, выпускают
кабели с обедненно-пропитанной
изоляцией или с бумажной изоля-
цией, пропитанной нестекающей
массой (церезин).
Кабели с резиновой или пласт-
массовой изоляцией жил без ограни-
чений пригодны для вертикальных
и наклонных трасс.
Для напряжений 20—35 кВ вы-
пускают кабели с отдельноосвин-
цованными жилами, которые все
вместе заключены в общую свинцо-
вую оболочку. Наконец, выпускают
кабели на напряжение 110—220 кВ
газонаполненные и маслонаполнен-
ные. Ведутся экспериментальные
работы по созданию кабелей с пла-
стмассовой изоляцией на напряже-
ние. 11. Бронированные кабели с про-
питанной бумажной изоляцией:
а — силовой СБ, б — контрольный КСБ;
1 — наружный защитный покров из джута
и битума с меловым покрытием, 2 — бро-
ня из стальной ленты, 3 — подушка из
кабельной пряжи, 4 — бумажная лента,
покрытая битумом, 5 —• свинцовая оболо-
чка, 6 — поясная изоляция (пропитанная
маслом бумага), 7 — заполнитель из про-
питанной пряжи, 8 — бумажная изоляция
жил, 9 — токопроводящие жилы
ние 110—220 кВ.
Маркировка кабелей. Марки-
ровка кабелей состоит из буквенных
обозначений элементов конструкции кабеля, расположенных в той
последовательности, которая соответствует чередованию, начиная от
жил кабеля.
Токопроводящую жилу из алюминия обозначают буквой А; если
в начале маркировки буква А отсутствует, то это означает, что жила
медная. Оболочки маркируют буквами: С — свинцовая, А — алюми-
ниевая, В — поливинилхлоридная, Т — утолщенная свинцовая, а
изоляцию жил: Р — резиновая, В — поливинилхлоридная, П — по-
лиэтиленовая.
23
Таблица 2. Марки кабелей, используемые в сетях до 1000 В,
и область их применения
Марка кабеля Конструкция Область применения
СБ
ЦСБ
АСБ
ААБ
ЦААБ
ВРБ
ВРГ
НРГ
ВВБ
АБВБ
ВВГ
АВВГ
ААШВ
Медные жилы, нормально про-
питанная бумажная изоляция,
свинцовая оболочка, бронирован
металлическими лентами с джуто-
вым покровом
То же, что и СБ, но с пропит-
кой бумажной изоляции жил не-
стекающей церезиновой массой
То же, что и СБ, но с алюми-
ниевыми жилами
Алюминиевые жилы, нормально
пропитанная бумажная изоляция,
алюминиевая оболочка, брониро-
ван металлическими лентами с
джутовым покровом
То же, что и ААБ, но с про-
питкой изоляции жил нестекающей
церезиновой массой
То же, что и ААБ, но с защитой
алюминиевой оболочки двумя лен-
тами из поливинилхлорида
Медные жилы, резиновая изоля-
ция жил, бронирован стальными
лентами с защитным джутовым
покровом
То же, что и ВРБ, но без брони
и джутового покрова
Медные жилы, резиновая изоля-
ция жил, оболочка из найритовой
(негорючей) резины
Медные жилы, поливинилхло-
ридная изоляция жил, поливинил-
хлоридная оболочка, бронирован
стальными лептами с защитным
джутовым покровом
То же, что и ВВБ, но с алюми-
ниевыми жилами
Медные жилы, поливинилхлорид-
ная изоляция жил, поливинил-
хлоридная оболочка, небронирован
и без джутового покрова
То же, что ВВГ, но с алюми-
ниевыми жилами
Алюминиевые жилы, бумажная
нормально пропитанная изоляция
жил, алюминиевая оболочка, по-
верх которой наложен поливинил-
хлоридный шланг (не бронирован)
Для прокладки в земле при от-
сутствии значительных растяги-
вающих усилий
Для прокладки в земле по кру-
тонаклонным трассам
Для прокладки в земле при от-
сутствии значительных растягиваю-
щих усилий
То же
Для прокладки в земле по кру-
тонаклонным трассам
Для прокладки в земле при на-
личии средней и высокой корро-
зионной активности грунтов к алю-
минию
Для прокладки в земле при от-
сутствии значительных растяги-
вающих усилий
Для прокладки внутри соору-
жений
То же
Для прок падки в земле при на-
личии коррозионной активности
грунтов к свинцу и алюминию и
для крутонаклонных трасс
То же
Для прокладки внутри сооруже-
ний
То же
Для прокладки в земле и внутри
помещений с химически активной
средой
24
Продолжение табл. 2
Марка кабеля Конструкция Область применения
КСБ Контрольный, с медными жи- лами, с нормально пропитанной бумажной изоляцией жил, в свин- цовой оболочке, бронирован сталь- ными лентами с защитным джуто- вым покровом Для прокладки в земле при от- сутствии значительных растяги- вающих усилий
КВРБ, КВРГ Контрольные, конструкция соот- ветствует ВРБ, ВРГ То же, что ВРБ, ВРГ
ВБВ Медные жилы, поливинилхло- ридная изоляция жил, поливинил-, хлоридная оболочка, бронирован стальными лентами, поверх брони и а л оже н поливинилхлоридный шланг Для открытой прокладки в по- мещениях с химически активной средой и во взрывоопасных поме- щениях всех классов
АВБВ То же, что ВБВ, но с алюми- ниевыми жилами Для открытой прокладки в по- мещениях с химически активной средой и взрывоопасных помеще- ниях классов В-П, B-IIa, В-16, В-1г
Если жилы кабеля имеют бумажную изоляцию с нормальной
пропиткой, обозначение не указывается; обедненно-пропитанную
изоляцию жил обозначают буквой В в конце маркировки, а пропитан-
ную нестекающей массой на основе церезина — буквой Ц перед нача-
лом маркировки. Маркировка контрольных кабелей начинается с
первой буквы К-
Защитные покровы имеют следующие буквенные обозначения:
Б — бронь из стальных лент с защитным покровом из джута и битума;
БГ — бронь из стальных лент без джутового покрова; П — бронь из
плоских стальных проволок с джутовым покровом; К — бронь из
круглых стальных проволок с джутовым покровом.
На рис. 11 показаны силовой и контрольный кабели с бумажной
изоляцией жил в свинцовой оболочке, бронированных стальными
лентами (СБ). В табл. 2 приведены наиболее распространенные марки
кабелей, применяемые в сетях напряжением до 1000 В, с характеристи-
кой их конструкции и областью применения,
$ 11. ПРОКЛАДКА КАБЕЛЕЙ В ТРАНШЕЯХ
Прокладку кабелей на напряжение до 35 кВ выполняют в земле
в траншеях глубиной 0,8 м. На дно насыпают слой чистой земли
(без мусора, камней и шлака) толщиной 0,1 м. В местах пересечения
кабелей и ввода их в сооружения допускается уменьшение глубины
заложения кабеля до 0,5 м, при этом обязательна защита кабеля
кирпичом, бетонными плитами или стальными трубами
После укладки кабеля в траншею делают засыпку слоем чистой
земли толщиной 0,1 м. Поверх этого слоя укладывают для защиты
25
от механических повреждений красный кирпич или бетонные плитки
только в тех случаях, когда это указано в проекте. Правила устройст-
ва электроустановок требуют защиты кабелей до 1000 В от механичес-
ких повреждений в траншеях только в местах интенсивного движения
транспорта и возможных раскопок коммуникаций. Не допускается
применение для защиты кабеля в земле силикатного кирпича, где он
быстро разрушается. Для кабелей на напряжение до 35 кВ защита
кабеля в траншее кирпичом или бетонными плитками обязательна по
всей длине трассы, а для кабеля на напряжение 20 кВ и ниже при
глубине заложения 1—1,2 м необязательна.
Ширина траншеи зависит от числа и размеров укладываемых в нее
кабелей, при этом необходимо соблюдать между ними расстояния,
указанные в ПУЭ. Между силовыми кабелями напряжением до 10 кВ
расстояние в траншее должно быть не менее 100 мм, а между контроль-
ными кабелями не нормируются. Если в общей траншее прокладывают
силовые и контрольные кабели, расстояние между крайними конт-
рольным и силовым кабелями должно быть не менее 100 мм.
Правила устройства электроустановок также нормируют расстоя-
ния кабельных линий до фундаментов зданий (не менее 0,6 м), ство-
лов деревьев (не менее 2 м), кустарников (не менее 1 м), постоянно
холодных трубопроводов (0,5 м), нефтегазопроводов (1 м) и тепло-
трубопроводов (2 м).
От полотна неэлектрифицированной железной дороги кабель дол-
жен находиться на расстоянии не менее 3 м, а от электрифицирован-
ной железной дороги не менее 10 м. Пересечение кабелями электри-
фицированных железных дорог выполняется в изолирующих асбесто-
цементных трубах, а для неэлекгрифицированных дорог допускается
в стальных трубах. В одной траншее рекомендуется прокладка не.
более 6 силовых кабелей.
До раскатки кабеля проводят наружный осмотр каждого барабана,
сверяя указанные на нем данные с заводскими паспортами, которые
высылаются кабельными заводами вместе со счетом на отгруженный
кабель.
Для раскатки кабеля с барабанов в траншею применяют кабельные
транспортеры ТК-5 и КУ-5 на базе грузовых автомобилей ЗИЛ-150.
Кроме того, можно использовать обычную бортовую автомашину,
в кузове которой устанавливают барабан с кабелем на домкратах или
стойках. Кабель укладывают по дну траншеи «змейкой» (запас по дли-
не 1,5—2%), чтобы при колебаниях температуры компенсировалось
изменение длины кабеля.
В районах с сейсмичностью 6 баллов и выше, а также в районах,
где вечная мерзлота и пучинистость грунтов, запас на «змейку» уве-
личивают до 3—4%.
Если невозможно использовать автомеханизмы для раскатки ка-
беля лебедкой, то применяют специальные кабельные ролики. Ро-
лики устанавливают по дну прямолинейных участков траншеи через
3—5 м и на всех поворотах (угловые ролики).
После укладки кабеля его присыпают слоем просеянной земли
толщиной 100 мм. Затем производят проверку изоляции кабеля ме-
26
гомметром на 1000 В, при этом сопротивление изоляции должно быть
не ниже 0,5 МОм (между каждой парой токоведущих жил и всех
токоведущих жил, соединенных вместе по отношению к металлической
оболочке). После проверки изоляции кабеля траншею окончательно
засыпают землей, не содержащей мусора, камней и шлака.
Перепады уровней и радиусы изгиба кабелей до 1000 В. Перепад
уровней кабеля до 1000 В с бумажной пропитанной изоляцией не
должен превышать 25 м; при большем перепаде происходит значи-
тельное стекание пропиточного состава, что ослабляет изоляцию на
верхних участках кабеля и усиливает гидростатическое давление на
оболочку кабеля и концевые заделки на низко расположенных участ-
ках кабеля.
Кабели с обедненно-пропитанной изоляцией допускают перепад
уровней до 100 м, с нестекающей пропиткой бумажной изоляции, а
также с резиновой или пластмассовой изоляцией — без ограничения.
Перепад уровней может быть ограничен врезкой стопорных муфт.
При изгибании кабелей во избежание образования трещин в изо-
ляции жил и оболочках необходимо соблюдать предельно допустимые
кратности радиусов изгиба, определяемые отношением радиуса внут-
ренней кривой изгиба к наружному диаметру. Это отношение не долж-
но превышать:
Для одножильных кабелей с бумажной изоляцией в свинцовой
оболочке...................................................25
Для многожильных кабелей с бумажной изоляцией в свинцовой
или алюминиевой оболочке и кабелей с резиновой и пластмас-
совой изоляцией при температуре прокладки ниже 10° С ... 15
Для кабелей с резиновой или пластмассовой изоляцией жил при
температуре выше 1(Г С.....................................10
Прокладка кабелей при отрицательных температурах является
нежелательной, поскольку бумажная и пластмассовая изоляции жил
отвердевают, и требуется соблюдение большой осторожности, чтобы
не вызвать повреждений изоляции. При необходимости прокладки
кабелей в условиях отрицательных температур ниже 0° С их следует
перед размоткой с барабанов и прокладкой прогревать.
Кабели можно прогреть в теплом помещении или обогреваемой
палатке. Продолжительность подогрева зависит от температуры в по-
мещении и составляет: при 5—10°С — 70 ч, 10—25°С — 30 ч, 25—
40°С — 18 ч.
Прогрев кабелей электрическим током требует меньше времени,
но необходимо следить за тем, чтобы температура наружных витков
кабеля на барабане не превышала 20° С, так как температура внутрен-
них витков растет быстрее наружных и кабель может быть поврежден.
Прокладка кабелей с резиновой изоляцией жил допускается без
подогрева при температуре до —15°С.
Кабели с бумажной изоляцией, пропитанные нестекающей массой
(ЦСБ, ЦАСБ, ЦААБ), следует прокладывать при температуре не
Ниже 5° С. Если температура ниже 5° С, кабели требуют предвари-
тельного прогрева, так как нестекающая масса становится стекловид-
ной и может вызвать трещины в изоляции.
27
Территория современных крупных промышленных предприятий
часто бывает загружена подземными коммуникациями, трубопрово-
дами различного назначения. Поэтому в последние годы широкое
распространение получила прокладка кабелей, проходящих на тер-
ритории между цехами, по эстакадам, специально сооруженным дли
кабелей, либо по эстакадам, несущим технологические трубопроводы.
Для прокладки по эстакадам применяют бронированные кабели без
защитного джутового покрова.
§ 12. ПРОКЛАДКА КАБЕЛЕЙ ВНУТРИ СООРУЖЕНИЙ
Внутри сооружений применяют как бронированные кабели без
защитного джутового покрова, так и небронированные в свинцовой
или пластмассовой оболочке. В зависимости от условий среды и ха-
рактера производства кабели внутри сооружений прокладывают по
Рис. 12. Сборные кабельные кон-
струкции и их детали:
а — стойка, б — полка, в — крепление
полки на стойке; 1 — язычок, 2 — по-
ворот язычка ключом
Рис. 13. Кабельные стойки-профили
(а) и подвески (6)
стенам и перекрытиям на опорных кабельных конструкциях, в сталь-
ных трубах, заложенных в полы и фундаментные массивы, — в коро-
бах и на лотках.
Для открытой прокладки кабелей по стенам, перекрытиям и в ка-
налах применяют сборные кабельные конструкции (рис. 12), состоящие
из стоек (рис. 12, а) со штампованными фигурными отверстиями и полок
(рис. 12, б) с хвостовиками, закрепляемых в отверстиях стоек. На
рис. 12, в показано крепление полки к стойке с помощью специального
ключа. Хвостовик полки вставляют в отверстие стойки, после чего
его поворачивают ключом на 90°. Полка прочно крепится к стойке,
приварка полок к стойкам не требуется, и кабельные конструкции
могут быть использованы для цепи заземления.
28
Для многорядной прокладки кабелей по одному кабелю в ряд при-
меняют стойки-профили и закладные подвески (рис. 13).
Прокладка кабелей по конструкциям с установкой огнестойких
асбестоцементных перегородок показана на рис. 14, а, а в лотках,
устанавливаемых на кабельных конструкциях, — на рис. 14, б.
Раскатку кабелей по конструкциям, лоткам, в каналах и туннелях
выполняют тяжением лебедки по кабельным роликам. Предварительно
Рис. 14. Прокладка кабелей по конструкциям:
а — на полках, б — в лотках; 1 — стойка, 2 — скоба, 3 — полка, 4 — ка-
бель, 5 — соединитель перегородок, 6 — плита, 7 — подвеска, 8 — крепление
подвески к полке и стойке
разматывают по роликам трос, который закрепляют за кабель не-
посредственно за жилы или с помощью проволочного чулка (брезенто-
вого пояса).
В местах, где внутри цехов имеется большое количество различных
Коммуникаций, кабели прокладывают в стальных трубах или в блоч-
ной канализации (асбестоцементные трубы диаметром 100 мм, собран-
ные в блоки). Блочная канализация состоит из прямых участков (бло-
ки труб) и колодцев из сборного железобетона или красного кирпича
глубиной не менее 1,8 м. Расстояние между колодцами зависит от
29
массы кабелей и устанавливается проектом. Для прокладки в блочной
канализации применяют кабели с оголенной, но утолщенной свинцо-
вой оболочкой СГТ, АСГТ, КСГТ; на участках протяженностью до
50 м допустима прокладка нормальных бронированных кабелей со
свинцовой или алюминиевой оболочкой без защитного джутового по-
крова с промывкой брони бензином и покраской ее асфальтовым ла-
ком.
§ 13. СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ И КОНЦЕВЫЕ МУФТЫ
Таблица 3. Выбор
соединительных чугунных муфт
Типоразмер муфт Сечение жилы кабе- лей, мм2
трех- жильных четырех- жильных
СЧ-00; СЧм-40 До 35 До 16
СЧ-50; СЧм-50 50—90 25-70
СЧ-60; СЧм-60 120—150 95—150
СЧ-7С; СЧм-70 185—240 185
кабелей в
Для соединения кабелей применяют соединительные муфты: чугун-
ные, эпоксидные и свинцовые.
Для кабелей напряжением до 1000 В с бумажной пропитанной изо-
ляцией используют чугунные муф-
ты и эпоксидные.
Чугунные соединительные
муфты выпускают двух типов: нор-
мальные СЧ и малогабаритныеСЧм.
Основные данные для выбора чу-
гунных муфт приведены в табл. 3.
Соединительная муфта СЧ пока-
зана на рис. 15. Муфта состоит
из двух половин, соединяемых
болтами 5, в нижней полумуфте 7
предусмотрен паз для прокладки из
маслостойкой резины или пеньково-
го каната, проваренного в битумной
чугунную муфту уплотняется подмоткой из
массе. Ввод
смоляной ленты 2. Раскрепление жил кабеля в муфте СЧ осуществляет-
ся с помощью фарфоровых распорок 3. В муфтах СЧм фарфоровые
распорки не применяют, ограничиваясь подмоткой жил изолирующей
лентой.
Соединение токоведущих жил кабеля в соединительных муфтах
СЧ и СЧм выполняют опрессовкой, пайкой или термитной сваркой.
Монтаж соединительной чугунной муфты выполняют в два этапа.
На первом этапе осуществляют разделку концов соединительных
кабелей путем последовательного ступенчатого удаления защитного
покрова, брони, оболочки, поясной изоляции и изоляции жил, как
показано на рис. 16. Перед разделкой (на расстоянии Л) на джутовый
покров 1 кабеля накладывают бандаж из двух-трех витков стальной
оцинкованной проволоки. Джутовый покров разматывают с конца
кабеля до бандажа и не срезают с тем, чтобы использовать его после
монтажа муфты для защиты брони от коррозии.
Затем накладывают второй проволочный бандаж на расстоянии
Б от первого (размеры Л, Б, 0,П,И,Г разделки определяются типом
муфты, напряжением кабеля, сечением его жил и приводятся в «Тех-
нической документации на муфты для кабелей с бумажной и пласт-
массовой изоляцией до 35 кВ»). Далее броню кабеля 2 надрезают по
кромке второго бандажа, разматывают и удаляют вместе с бумажной
30
подушкой под броней и битумным составом; оболочку 3 тщательно
очищают тряпкой, смоченной в бензине или подогретом трансформа-
торном масле. Затем последовательно удаляют оболочку 3 кабеля
(свинцовая или алюминиевая), поясную изоляцию 4 и изоляцию
жил 5.
4
1 — верхняя полумуфта, 2 — подмотка из смоляной ленты, 3 — фарфоровая распор-
ка, 4 — крышка, 5 — стягивающий болт, 6 — провод заземления, 7 — нижняя
полумуфта, 8 — соединительная гильза
На втором этапе выполняют соединение токоведущих жил и монтаж
соединительной муфты. После соединения токоведущих жил кабелей
и установки распорных пластин в броне и оболочке на обоих концах
соединяемых кабелей припаивают заземляющие проводники с наконеч-
никами для присоединения к болтам нижней полумуфты. Далее после
протирки внутренней поверхности нижней полумуфты тряпкой, смо-
ченной в бензине, соединение кабелей укладывают в нижнюю полу-
муфту, подсоединяют к ней заземляющие проводники, накладывают
верхнюю полумуфту, также предварительно протертую, и обе полу-
муфты закрепляют болтами. После этого муфту заливают разогретой
кабельной битумной массой МБ-70 (при прокладке в земле) и МБ-90
(при прокладке внутри сооружений). Чугунную муфту покрывают
горячим битумом для защиты от коррозии.
Чугунные соединительные муфты выпускают как прямые, так и
Для ответвлений типа От (Т-образная), Оу (У-образная) и Ок (кресто-
образная).
Эпоксидные соединительные муфты СЭп поставляются заво-
дами в комплектах со всеми необходимыми материалами на одну муф-
ту. В комплект СЭп до 1000 В входят: для кабелей до 1000 В — съемная
форма из пластмассы или листовой стали, расфасованный в герметич-
ной банке эпоксидный компаунд, наполнитель (просушенный кварце-
31
вый песок); пузырек с отвердителем и вспомогательные материалы;
для кабелей выше 1000 В — отлитые на заводе две полумуфты из
эпоксидного компаунда, компаунд, наполнитель, отвердитель и вспо-
могательные материалы. Конструкция соединительных эпоксидных
муфт для бумажной и пластмассовой изоляции жил кабелей показа-
на на рис. 17.
После разделки концов кабеля, выполнения соединения токоведу-
щих жил и припайки заземляющих проводников к броне и оболочке
Рис. 16. Разделка конца трехжильного
кабеля с поясной изоляцией:
1 — наружный покров, 2 — броня, 3 —
свинцовая или алюминиевая оболочка,
4 — поясная изоляция, 5 — изоляция жил,
6 — жила кабеля, 7 и 8 — проволочные
бандажи
дят при температуре не ниже 5°1
рах — в обогреваемой палатке
(электрические или газовые), в которые помещают залитые компаун-
дом муфты на период отвердевания (от 12 до 20 ч).
с обоих концов соединяемого ка-
беля все соединение укладывается в
съемную форму (для кабелей до
1000 В) или в литые корпуса муфты
(для кабелей выше 1000 В). Затем,
тщательно перемешивая компаунд
с наполнителем, приготовляют за-
ливочную компаундную смесь, в
которую перед заливкой в съемную
форму или литой корпус муфты до-
бавляют отвердитель и производят
заливку.
До введения в смесь отверди-
теля ее подогревают до-20—25° С.
Монтаж эпоксидных муфт произво-
а при отрицательных температу-
либо в обогревательных камерах
Рис. 17. Соединительная муфта СЭп:
1 — проволочный бандаж, 2 — корпус муфты, 3 — бандаж из суровых ниток,
4 — распорка, 5 — подмотка жилы, 6 — провод заземления, 1 — соединение
жил, 8 — герметизирующая подмотка
В табл. 4 приведены данные для выбора соединительных эпоксид-
ных муфт до 1 кВ. Более подробно технология монтажа соединитель-
ных муфт описана в технической документации на соединительные
муфты.
Соединительные муфты для кабелей 6—10 кВ с бумажной изоля-
цией в свинцовой и алюминиевой оболочках выполняют из эпоксидного
компаунда либо из свинца.
В качестве свинцовых муфт используют короткие свинцовые
трубы, изготовляемые методом центробежного литья. Для восстанов-
32
ления изоляции жил в местах их пайки кабельные заводы выпускают
специальные рулоны и ролики из кабельной бумаги, помещенные в гер-
метически закрытые банки, заполненные маслоканифольной массой.
Заливку свинцовых муфт производят битумной кабельной массой
МБ-70 (для соединительных муфт, проложенных в земле) и МБ-90
(внутри сооружений). Соединительные муфты в земле укладывают
в защитные чугунные кожухи, а внутри сооружений защищают метал-
лическими кожухами из стали толщиной 5 мм во избежание возмож-
ного (при коротком замыкании в кабеле) взрыва муфты.
Таблица 4. Выбор соединительных эпоксидных муфт
Типоразмер муфты Сечение жилы каСеля, мм2, е бумажной изоляцией Типоразмер муфты Сечение жилы кабеля, мм2, с пластмассовой изоляцией
трехжиль' ного четырех- жильного трехжиль- ного четырех- жильного
СЭс-1 До 10 ПСЭс-1 До 16 До 10
СЭс-2 16-50 До 35 ПСЭс-2 25-70 16—50
СЭс-3 70-120 50-95 ПСЭс-3 95-120 70-95
СЭс-4 120-340 120-185 ПСЭс-4 150 120-150
Соединительные муфты на кабелях напряжением 20—35 кВ, имею-
щие отдельно освинцованные жилы, устанавливают на каждой жиле
в отдельности с последующим заключением трех муфт в общий защит-
ный чугунный или стальной кожух с заполнением его специальной
заливочной массой. Каждая одножильная муфта состоит из двух
латунных полумуфт, соединяемых между собой и оболочкой кабеля
с помощью пайки.
Восстановление бумажной изоляции в местах соединения жил пай-
кой с помощью латунных гильз производится бумажными роликами
и рулонами, поставляемыми кабельными заводами в герметичных бан-
ках, заполненных маслоканифольной массой. Заливку каждой одно-
фазной муфты выполняют маслоканифольной массой МБ-45.
Кроме чугунных и эпоксидных соединительных муфт контрольные
кабели с резиновой изоляцией жил в оболочке из негорючей резины
(КНРГ, КНРБ и др.) или в поливинилхлоридной оболочке (КВРБ,
КВРГ и др.) могут быть соединены поливинилхлоридной муфтой или
резиновым чулком.
Поливинилхлоридная муфта для контрольного кабеля показана
на рис. 18. Пайка жил кабеля изолируется тремя слоями липкой
поливинилхлоридной ленты. Затем на место соединения надвигают
предварительно надетую на один из кабелей поливинилхлоридную
трубку, диаметр которой на 4—5 мм больше диаметра оболочки ка-
беля Л Муфта сваривается с оболочкой кабеля специальными клещами
с наконечником, подогреваемым до 180—200° С; наконечник вводят
в зазор между оболочкой и стенкой надетой трубки, вращая его по всей
окружности в течение 10—20 с. Затем наконечник вынимают и сва-
риваемое место 3 плотно обжимают металлическим хомутом — про-
2 Трунковский Л. Е.
33
исходит сварка оболочки с трубкой. Перед сваркой свариваемые
поверхности обезжиривают, протирая чистой тряпкой, смоченной
в бензине, ацетоне или дихлорэтане. Концы муфты 4 обматывают
несколькими слоями липкой поливинилхлоридной ленты.
1 — поливинилхлоридная оболочка кабеля, 2 — подмотка лип-
кой поливинилхлоридной лентой, 3 — место сварки муфты с
оболочкой, 4 — поливинилхлоридная муфта, 5 — соединение
жил, 6 — проводник заземления
Трубку с оболочкой можно соединить склеиванием. Для этой цели
приготовляют клей, смешивая 100 частей дихлорэтана и две части
органического стекла, при склеивании соединительная трубка должна
находить на оболочку кабеля.
Метод склеивания, менее надежный чем сварка, допускается лишь
при открытой прокладке контрольных кабелей внутри сооружений
при числе жил кабеля не более 10.
Контрольные кабели с бумажной изоляцией в свинцовой или алю-
миниевой оболочке соединяют эпоксидными или свинцовыми муфтами
по технологической инструкции, приведенной в технической докумен-
тации.
Оконцевание кабелей производят внутри сооружений конце-
выми заделками ив наружных установках концевыми
муфтами.
Для кабелей напряжением до 1000 В, прокладываемых внутри
сооружений, применяется большая номенклатура концевых заделок
в зависимости от конструкции кабелей и условий окружающей среды.
Наиболее совершенной для кабелей с бумажной пропитанной изоля-
цией является концевая заделка КВЭн (рис. 19), выпускаемая соот-
ветственно сечению кабелей десяти типоразмеров в комплексах с рас-
фасованными на одну заделку материалами. Выбор типоразмера заделки
КВЭн для кабелей с бумажной изоляцией приведен в табл. 5.
Надеваемые на жилы с бумажной изоляцией в заделке КВЭн труб-
ки 8 изготовлены из найритовой резины (полихлорпрен), близкой по
своим свойствам к поливинилхлориду и стойкой к воздействиям азот-
ной, серной и соляной кислот и растворам минеральных солей. Од-
нако найритовая резина не обладает стойкостью к бензолу, брому,
анилину и органическим растворителям.
Для особо сырых помещений применяют концевую эпоксидную
заделку КВЭд с двухслойными трубками. Двухслойная эластичная
трубка имеет внутренний слой из поливинилхлорида, а наружный —
из полиэтилена, который и обеспечивает высокую влагостойкость за-
делки.
34
В сухих помещениях для кабелей с бумажной пропитанной изоля-
цией при перепаде уровней не более 5 м может быть применена сухая
заделка КВВ, выполняемая с помощью поливинилхлоридной ленты
и склеивающих лаков на основе поливинилхлорида (рис. 20).
Концевые заделки в резиновых перчатках КВР применяют как
в сухих, так и сырых помещениях при перепаде уровней кабеля с бу-
мажной пропитанной изоляцией не более 10 м. Резиновые перчатки для
А-А
Рис. 19. Эпоксидная кон.
цевая заделка КВЭн:
Рис. 20, Сухая концевая задел-
ка КВВ:
/ — оболочка, 2 — двухслой-
ная подмотка, 3 — провод
заземления, 4 — проволочный
бандаж для провода заземле-
ния, 5 — бандаж из поясной
изоляции, 6 — корпус из
эпоксидного компаунда, 7 —
токоведущая жила в завод-
ской изоляции, 8 — трубка
из найритовой резины, 9 —
бандаж или хомут, 10 — на-
конечник
1 — заземляющий проводник, 2 — про-
волочный бандаж, 3 — свинцовая (или
алюминиевая) оболочка кабеля, 4 —
поясная заводская изоляция, 5 — бандаж
из хлопчатобумажной пряжи, 6 — жила в
заводской изоляции, 7 — поливинилхлорид-
ная (стаканообразная) поясная изоляция,
8 — поливинилхлоридная подмотка по жи-
ле, 9 — оголенный участок жилы, 10 — вы-
равнивающая поливинилхлоридная подмот-
ка, 11 — кабельный наконечник, 12 —
бандаж из крученого шпагата, 13 — место
наложения временного бандажа из ленты,
14 — лак-паста, 15 — выравнивающая ко-
нусная поливинилхлоридная подмотка, 16 —
бандаж из крученого шпагата, 17 — бро-
ня кабеля
2*
35
концевых заделок до 1000 В выпускают в комплекте со всеми матери-
алами, расфасованными на одну заделку для трех- и четырехжильных
кабелей.
Таблица 5. Выбор концевых заделок КВЭн для кабелей
с бумажной изоляцией
Типоразмер заделки Сечение жил кабелей, мм2 Типоразмер заделки Сечение жил кабелей, мм2
трехжнль- ных четырех- жильных трехжи ль- HoIX четырех- жильных
КВЭн-1 2,5 — 10 КВЭн-б 120-159
КВЭн-2 16-35 До 16 КВЭн-7 185 —
КВЭн.З 50-70 — КВЭн-8 240 70—120
К ВЭн-4 — 25-50 КВЭн-9 — 150-185
К ВЭн-5 95 — КВЭн-10 — 150-185
Концевые заделки в свинцовых перчатках КВС имеют надежную
герметичность и высокую стойкость к внутреннему давлению пропи-
По месту монтажа
но не менее 50
Рис. 21. Заделки ПКВ (а) и
ПКВэ (б):
/ — провод заземления, 2 — подмотка
из поливинилхлоридной ленты, 3 —
бандаж из суровых ниток, 4 — кабель-
ный наконечник, 5 — эпоксидный
корпус
точного состава: выдерживают пере-
пад .уровней до 20 м.
Концевые заделки в стальной во-
ронке КВБ, заливаемые битумной мас-
сой, используют в том случае, если
трудно получить заделки других более
современных конструкций при пере-
паде уровней не более 10 м в сухих
и сырых помещениях, за исключением
жарких и с химически активной сре-
дой.
Для кабелей с пластмассовой изо-
ляцией напряжением до 1000 В при-
меняют концевые заделки ПКВ в су-
хих помещениях и ПКВэ — в сырых
(рис. 21).
Концевая заделка ПКВ представ-
ляет собой разделанный конец кабеля
С ПОДМОТКОЙ ЛИПКОЙ ПОЛИВИНИЛХЛО'
ридной лентой 2 каждой жилы ка-
беля, имеющей полиэтиленовую изо-
ляцию; при поливинилхлоридной изо*
л я цп и жил подмотки лентой не тре-
буется о Заделка ПКВэ имеет эпоксид-
ный корпус. Выбор типоразмера за-
делок ПКВэ приведен в табл. 6.
Для контрольных кабелей с бу •
36
мажной пропитанной изоляцией наиболее современной является
заделка в эпоксидном компаунде, при этом на разведенные и очи-
щенные от бумажной изоляции жилы кабеля надевают поливинил-
хлоридные трубки, заходящие в эпоксидный корпус.
Таблица 6. Выбор концевых заделок ПКВэ для кабелей
с пластмассовой изоляцией
Типоразмер заделки Сечение жилы кабеля, мм2 Типоразмер заделки Сечение жилы кабеля, мм2
трехжиль- ного четырех- жильного I рехжиль- ного четырех- жильного
ПКВэ-1 До 35 До 16 ПКВэ-3 120-150 70—95
ПКВэ-2 50—95 25-50 ПКВэ-4 185-240 120—185
Концевые муфты применяют в наружных установках и иногда
внутри помещений.
Для кабелей с бумажной изоляцией напряжение^м до 1000 В исполь-
зуют эпоксидные концевые муфты КНЭ, выпускаемые в комплектах
с материалами, расфасованными на одну муфту. В комплект муфты КНЭ
Рис. 22. Эпоксидная концевая муфта КНЭ:
а — на напряжение до 1 кВ, б — на напряжение 6 и 10 кВ, в — уплотнение верх-
ней части боковых изоляторов, концевых эпоксидных муфт на напряжение 6—10 кВ;
/ — проходной изолятор, 2 — корпус муфты, 3 —- шейка муфты, 4 —- скоба для
крепления, 5 — провод заземления, 6 — кабельный наконечник, 1 двухслойная
подмотка хлопчатобумажной лентой с промазкой компаундом, 8 — подмотка хлопча-
тобумажной лентой с промазкой компаундом, 9 — бандаж, 10 — пластмассовый
колпачок
Входят эпоксидный корпус муфты, изоляторы из эпоксидного компа-
унда и необходимые для монтажа муфты материалы.
Изоляторы устанавливают на корпус муфты в процессе ее монтажа
И приклеивают к корпусу с помощью эпоксидного компаунда. Если
37
концевую муфту устанавливают на высоте (например, на опоре ВЛ),
монтаж и заливку муфты выполняют внизу и после полного отверде-
ния компаунда поднимают муфту к месту установки. Концевая муфта
КНЭ показана на рис. 22. Выбор типоразмера муфты в зависимости
от сечения жил кабеля приведен в табл. 7.
Для четырехжильных кабелей с однопроволочными жилами сече-
нием до 70 мм2 применяют концевую эпоксидную муфту КНЭг грибо-
образной формы (рис. 23). Комплект муфты КНЭг состоит из эпоксид-
ного цоколя, отлитого на заводе, и пласт-
массового колпака, с помощью которого
производят заливку муфты эпоксидным
компаундом на месте монтажа.
Для кабелей с пластмассовой изоля-
цией применяются эпоксидные муфты
ПКНЭ, одна из которых показана на
рис. 24 для напряжения до 1000 В.
Рис. 24. Концевая муфта на-
ружной установки ПКНЭ:
1 — наконечник, 2 — бандаж, 3 —
подмотка, 4 — уплотняющая под-
мотка, 5 — изолятор, 6 — корпус
муфты, 7 — герметизирующая под-
мотка, 8 — провод заземления
Рис. 23. Концевая муфта КНЭг:
1 — цоколь из эпоксидного компаунда, 2 —
инвентарный колпак из пластмассы
Концевые муфты ПКНЭ поставляются также комплектами, в кото-
рые входит эпоксидный конус, отливаемый на заводе, и отдельные
эпоксидные изоляторы, закрепляемые на жилах кабеля подмоткой из
ленты ПХЛ. Выбор типоразмера муфты ПКНЭ приведен в табл. 8.
Кроме эпоксидных концевых муфт для кабелей с бумажной изоля-
цией жил часто используют металлические концевые муфты с фарфо-
ровыми изоляторами. Мачтовые муфты КМ (рис. 25) выпускают для
трех- и четырехжильных кабелей (табл. 9).
Корпус муфты КМ чугунный или из сплавов алюминия. В комплект
муфты КМ входят: крышка 1 с отверстиями для заливки кабельной
массы, латунный конус 5 и свинцовая манжета для припайки к конусу
и свинцовой или алюминиевой оболочке кабеля. Крышка и конус
соединяются с корпусом 6 болтами. Для напряжения 6—10 кВ в на-
38
ружных установках применяют концевую муфту повышенной надеж-
ности КН в чугунном корпусе с фарфоровыми изоляторами.
Для кабелей с изоляцией из нестекающей массы внутри сооруже-
ний допустимо применение всех видов концевых заделок, за исключе-
нием КВБ. В наружных установках для кабелей с нестекающей про-
питкой рекомендуются преимущественно эпоксидные муфты КНЭ.
В наружных установках, где возможно снижение температуры окру
жающей среды до —10°С, заливку муфт КМ и КН производят морозо
стойкой битумной массой МБМ с добавкой трансформаторного масла
В этих случаях при монтаже кон-
цевых муфт КМ и КН на кабелях
с нестекающей пропиткой необхо-
димо предотвратить возможность
стекания масла из муфты на несте-
кающую пропитку, которая при
этом разрушается. С этой целью при
заливке муфты морозостойкой мас-
сой МБМ предусматривают «барь-
ер», препятствующий стеканию мас-
ла из муфты в кабель. Барьер вы-
полняют подмоткой из стеклоленты,
Таблица 7. Выбор эпоксидных
концевых муфт для кабелей
с бумажной изоляцией КНЭ
Типоразмер муфты Сечение жилы кабеля, мм2
КНЭ1-1 16-120
КНЭ1-П 150-240
4КНЭ1-1* 16—95
4КНЭ1-П 120-185
Предварительно просушенной При * Для четырехжильного кабеля.
150—180° С. Подмотку стеклоленты
выполняют в два слоя с 50%-ным перекрытием по всей поверхности
разделки кабеля от металлической оболочки до кабельных наконечни-
ков; каждый слой стеклоленты обмазывают эпоксидным компаундом.
При использовании алюминиевой оболочки трехжильных кабелей
в качестве нулевой жилы применяют обычные соединительные и кон-
Рис, 25. Мачтовая муфта КМ:
0 Для трехжильных кабелей на напряжение 1 кВ, б — для четырехжильных кабелей на
Напряжение 1 кВ, в — для трехжильных кабелей на напряжение 6 и 10 кВ; / — крышка,
2 — изолятор, 3 — контактный стержень, 4 — наконечник. 5 — конус, 6 — корпус
39
цевые муфты, но при этом выполняют специальное присоединение за-
земляющего проводника-перемычки к алюминиевой оболочке кабеля.
Заземляющий проводник-перемычка должен быть из гибкого медного
провода сечением не менее 16 мм2 при сечении алюминиевых жил
кабеля до 35 мм2. При сечении жил кабеля от 50 мм2 и выше сечение
Таблица 8. Выбор эпоксидных концевых
муфт для кабелей с пластмассовой
изоляцией ПКНЭ
Типоразмер
муфты
ПКНЭ1-1
ПКЭНЭ1-П
4ПКНЭ1-1
4ПКНЭ1-П
Число и сечение
жил, мм2
До 3x95
ЗХ 120-3 X 150
До 3 X 95 + 1 X 50
ЗХ 1204-1 Х50 —
— Зх 1504-1 X 70
заземл я ющей перемыч ки
должно составлять около
50% сечения алюминиевой
жилы кабеля.
Перед припайкой зазем-
ляющей перемычки к броне
кабеля обе ленты брони
зачищают напильником и
облуживают припоем
ПОС-ЗО. Алюминиевую обо-
лочку кабеля в месте при-
пайки заземляющей пере-
мычки также зачищают на-
Пильняком и дважды об-
луживают вначале при-
поем А, а затем ПОС-ЗО.
Медный проводник пере-
мычки предварительно об-
луживают припоем
ПОС-ЗО. После подготовки
указанным способом про-
водника-перемычки и мест
припайки на броне и алю-
миниевой оболочке кабеля
Таблица 9. Выбор мачтовых муфт КМ
Типоразмер муфты Число и сечение жил кабеля, мм2
3KM-I До 3 X 50
зкм-и 3 X 70-3 X 120
зкм-ш ЗХ 150-3x240
4KM-I До 3 X 50 + 1 X 25
4KM-II 3x70+1 X 25—120+1 Х35
4KM-III ЗХ 150+1 X 50—185+1 Х50
перемычку накладывают на
броню и оболочку, закрепляют бандажом из стальной оцинкованной
проволоки и осуществляют припайку припоем ПОС-ЗО.
Концевые муфты на кабелях 20—35 кВ выполняются на каждой
фазе отдельно и представляют собой укрепленный на двух металли-
ческих фланцах полый фарфоровый многоюбочный изолятор с колпа-
ком, который после окончания монтажа заливают маслоканифольной
массой МК-45.
§ 14. ИСПЫТАНИЯ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ДО 35 кВ
ПОСЛЕ МОНТАЖА В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
После окончания монтажа кабели испытывают. Сначала с помощью
мегомметра 1000 В испытывают на целость жил, отсутствие коротких
замыканий и правильность соединения одноименных фаз с обоих кон-
цов кабельной линии (фазировка). Результаты испытания мегомметром
заносят в протокол.
Затем проводят испытание повышенным напряжением постоянного
(выпрямленного) тока. Кабели на напряжение до 1000 В испытывают
мегомметром 2500 В, причем это необходимо для кабелей до 1000 В,
40
соединяющих трансформаторы с распределительным щитом; в осталь-
ных случаях допускается испытание кабелей до 1000 В мегомметром
1000 В. Продолжительность испытания кабелей до 1000 В — 1 мин.
Величина сопротивления изоляции кабелей до 1000 В не нормируется,
однако, исходя из норматива сопротивления изоляции для электро-
проводок, она должна быть не менее 0,5 МОм, а для кабелей между
трансформаторами и распределительным щитом — не менее 1 МОм.
Кабели на напряжение выше 1000 В испытывают повышенным напряжением
постоянного тока: после монтажа — шестикратным значением по отношению к номи-
нальному напряжению кабеля в течение 10 мин, в эксплуатации — пятикратным
значением по отношению к номинальному в течение 5 мин. Кабели с нестекающей
пропиткой изоляции испытывают повышенным напряжением постоянного тока на
одну ступень ниже, чем кабели после монтажа, т. е. после монтажа — пятикратным
значением по отношению к номинальному в течение 10 мин, а в эксплуатации —
четырехкратным значением в течение 5 мин.
Кабели на напряжение 35 кВ испытывают напряжением постоянного тока:
после монтажа — 175 кВ в течение 10 мин, в период эксплуатации — 140 кВ в тече-
ние 5 мин.
Для испытания высоковольтных кабелей применяют специальные передвижные
выпрямительные (кенотронные) аппараты АИИ-70. Энергосистемы, монтажные
организации и крупные предприятия располагают для этих испытаний специаль-
ными лабораториями, оборудованными на базе автобусов.
Периодичность испытаний кабельных линий в процессе эксплуатации установ-
лена не реже 1 раза в год. Для кабелей в помещениях, реже подвергающихся меха-
ническим повреждениям и доступных для внешнего осмотра персоналом, периодич-
ность испытаний может быть сокращена до 1 раза в 3—5 лет и устанавливается по
местным условиям главным энергетиком предприятия применительно к срокам
ремонтов оборудования.
Испытания кабельных линий, проложенных в земле, рекомендуется
производить после весеннего таяния снега, когда в грунт поступает
много влаги; если в кабеле имеются дефекты, вследствие чего изоляция
увлажняется, то они быстрее выявятся при испытаниях в летние
месяцы. При этом следует иметь в виду, что в летние месяцы упроща-
ются условия раскопки трасс в случае пробоя кабелей при испытаниях
для производства ремонтных работ.
Внутри сооружений кабели испытывают в любое время года в со-
ответствии с графиками, устанавливаемыми руководителем электро-
хозяйства.
Кабель после испытания сохраняет заряд длительное время, по-
этому во избежание несчастных случаев после испытания каждую
жилу разряжают на землю. В кабелях до 1000 В разряд производится
прикасанием к жиле заземленного проводника, а выше 1000 В — че-
рез ограничительное сопротивление, обычно имеющееся в кенотронной
установке.
Все смонтированные кабели должны иметь маркировку (бирки),
что имеет важное значение в эксплуатации. Установлена стандартная
форма бирок: круглая — для силовых кабелей высокого напряжения,
прямоугольная—для силовых кабелей до 1000 В, треугольная —
Для контрольных кабелей. Для кабелей, проложенных в земле и в со-
оружениях, применяют бирки из пластмассы (выпускаются заводами
Монтажных организаций), подвязываемые к кабелю оцинкованной
Проволокой. Надписи на бирках выполняют несмываемыми красками;
41
на металлических бирках надписи набивают с помощью металлических
букв и цифр. Бирки на кабелях, проложенных в земле, устанавливают
через каждые 100 м трассы, на всех поворотах, у каждой муфты и при
входах в сооружения. Бирки в земле обматывают двумя-тремя слоями
смоляной ленты.
Жилы контрольных кабелей маркируют специальными пластмас-
совыми бирками, надеваемыми на каждую жилу, либо отрезками поли-
винилхлоридной трубки, на которые наносят несмываемыми чернилами
маркировочные надписи.
Кабельные трассы маркируют опознавательными знаками (пикеты),
устанавливаемыми в виде столбиков из бетона. Допускаются опозна-
вательные знаки в виде надписей на стенах постоянных сооружений.
Пикетные столбики (или надписи на стенах) делают через каждые
100—150 м трассы на всех поворотах и у места нахождения соедини-
тельных муфт.
При приемке кабельной линии после монтажа эксплуатационный
персонал должен получить от монтажной организации и хранить
в своих делах техническую документацию, содержащую:
протоколы испытаний кабелей повышенным напряжением;
проектный кабельный журнал с внесением в него тушью всех про-
изведенных изменений и дополнений;
документы согласования на внесение в проект изменений и допол-
нений;
для наружных кабельных линий — исполнительный чертеж ка-
бельной трассы с нанесением на него всех установленных пикетов
и мест установки соединительных муфт в масштабе 1/200 или 1/500,
акты осмотра кабелей на барабанах перед их раскаткой и акты на все
скрытые работы.
Чертежи трасс и кабельный журнал должны быть тщательно про-
верены при приемке эксплуатационным персоналом; отсутствие этих
документов или неточности в них крайне осложняют в последующем
правильную эксплуатацию кабельных линий.
Контрольные вопросы
1. Какие типы кабелей применяют на вертикальных и крутонаклонных трассах?
2. Расскажите об устройстве кабелей АСБ, ААБ, ВРГ, НРГ, КВРБ.
3. Какие допускаются расстояния между силовыми и контрольными кабелями,
проложенными в общей траншее?
4. В каких случаях в кабельных линиях применяют стопорные муфты?
5. Каковы требования, которые должны быть соблюдены для прокладки кабе-
лей при отрицательных температурах?
6. Какими способами можно выполнить оконцевание кабелей внутри помещений
и на открытом воздухе?
7. Чем испытывают кабели до 1000 В после монтажа и каковы нормы для изо-
ляции этих кабелей?
Глава IV
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
И ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ
§ 15. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Распределительные устройства служат для приема электрической
энергии, поступающей по одному, двум или нескольким вводам, и
дальнейшего ее распределения по различным направлениям и потре-
бителям.
Электроэнергия от районных энергосистем поступает на распреде-
лительное устройство (РУ) предприятия по кабельным или воздушным
линиям напряжением 6—10—35—НО—220—500 кВ и выше. РУ состо-
ит из аппаратов включения вводных и отходящих линий (разъедините-
ли, выключатели), сборных шин, аппаратов защиты от перегрузок,
коротких замыканий, исчезновения напряжения и измерительных при-
боров с необходимыми для подключения измерительными трансфор-
маторами тока и напряжения.
Подстанция служит для приема, преобразования и дальнейшего
распределения электроэнергии и состоит из распределительного уст-
ройства высшего напряжения, преобразовательных агрегатов (транс-
форматоры, ртутно-выпрямительные агрегаты, преобразователи час-
тоты и т. д.) и распределительного устройства низшего напряжения.
Подстанции с трансформаторами, преобразующие электрическую энер-
гию только по напряжению, называют трансформаторными в отличие
от подстанций, преобразующих электроэнергию как по напряжению,
так и по другим параметрам тока (выпрямление или изменение часто-
ты), которые называют преобразовательными подстанциями.
В зависимости от размещения оборудования на открытом воздухе
или в помещениях подстанции разделяют на открытые и закрытые.
Электрические цепи, по которым протекают токи нагрузки, называют
первичными в отличие от электрических цепей систем управления
(автоматика и релейная защита), измерения и сигнализации, называе-
мых вторичными.
Все элементы электрических схем имеют единые условные обозна-
чения, установленные ГОСТом. Электрические схемы могут быть
однолинейными и многолинейными; в однолинейной схеме (рис. 26)
Два, три и больше проводников одной электрической цепи изображают
условно одной линией. Схема на рис. 26 дает представление об основ-
ных условных обозначениях: ввод ВЛ-35 кВ через разъединитель Р1
Подключается к сборным шинам РУ-35 кВ. Через масляные выклю-
чатели ВМ1 (35 кВ) и разъединители Р1 подключены к сборным шинам
43
трансформаторы Тр. К сборным шинам также подключен через
разъединитель разрядник Рз. Со стороны 6 кВ трансформаторы Тр
подключены к сборным шинам СШ-6 кВ через масляные выключатели
ВМ2 6 кВ и разъединители Р2. Далее от сборных шин СШ через
Отходящие фидеры 0 кд
Рис. 26. Принципиальная однолинейная схема трансформатор-
ной подстанции 2 X 1800 кВ-А, 35/6 кВ:
Pl, Р2 — разъединители, ВМ1, ВМ2 — масляные выключатели,
Рз — разрядник, Тр — трансформатор, СШ — сборные шины, ТТЦ
ТТ2 — трансформаторы тока, TH — трансформатор напряжения
разъединители Р2 и выключатели В М2 отходят линии (фидера), питаю-
щие другие подстанции 6/0,4—0,23 кВ и потребителей на напряжении
6 кВ. Для цепей управления, релейной защиты и измерений служат
трансформаторы тока ТТ1 и ТТ2 и трансформатор напряжения TH.
На рис. 26 показана схема подстанции с одной несекционированной
системой сборных шин. Схема упрощенной подстанции с одной секцио-
нированной системой шин показана на рис. 27, где вводы В и отходя-
щие фидеры Ф являются кабельными; обе секции шин имеют секцион-
44
ный масляный выключатель В/И, осуществляющий автоматическое
включение резерва АВР при отключении одного из вводов В.
Измерительные трансформаторы напряжения TH подключены к
сборным шинам через высоковольтные предохранители Пр. Силовые
Рис. 27. Принципиальная схема распределительного устройства
6 — 10 кВ, совмещенного с трансформаторной подстанцией, с одной
секционированной системой шин на стороне 6—10 кВ и 0,4 кВ:
В — ввод, ВМ - масляный выключатель, Тр — трансформатор, АВ —
воздушный автомат, Пр — предохранитель, СШ — сборные шины, TH —
трансформатор напряжения, Ф — фидеры
трансформаторы Тр со стороны низкого напряжения 0,4 кВ подклю-
чены через воздушные автоматы
также состоящим из двух секций
с секционным автоматом, осу-
ществляющим АВР в случае от-
ключения одного из трансфор-
маторов Тр.
Для мощных и особо ответ-
ственных подстанций иногда при-
меняют двойную систему сбор-
ных шин. Такая схема показа-
на на рис. 28 для подстанции
220/110 кВ. Два ввода воздуш-
ной линии — 220 кВ через
Рис. 28. Принципиальная схема транс-
форматорной подстанции 220/110 кВ с
двойной системой шин на стороне
ПО кВ:
Pl, Р2 — разъединители, ВМ1, В М2 —
Масляные выключатели, АТр — автотранс-
форматор, СШ — сборные шины, СВ —
секционный выключатель
АВ к сборным шинам СШ (0,4 кВ),
45
разъединители Pl и масляные выключатели (220 кВ) ВМ1 подключены
непосредственно к автотрансформаторам АТр (220/110 кВ). С помощью
выключателя СВ осуществляется переход на питание двух трансфор-
маторов АТр от одной ВЛ — 220 кВ. От сборных шин двойной системы
СШ через разъединители Р2 и масляные выключатели ВМ2 подключе-
ны отходящие линии ПО кВ.
Двойная система шин позволяет без перерыва в электроснабжении
вывести одну из систем сборных шин, а также любой разъединитель
или масляный выключатель в ремонт или для профилактических испы-
таний. В то же время двойная система значительно удорожает уста-
новку и усложняет эксплуатацию, в связи с чем ее применяют только
на мощных подстанциях.
§ 16. ЭЛЕМЕНТЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000 В
Сборные и ответвительные шины представляют
собой голые алюминиевые (или медные) полосы шириной 40—100 мм
и толщиной 4—10 мм. Шины закрепляют на опорных и проходных
фарфоровых изоляторах (рис. 29).
Металлические фланцы опорных изоляторов бывают круглые, оваль-
ные и квадратные. На головке опорных изоляторов устанавливают
Рис. 29. Изоляторы 6—10 кВ:
а — опорный малогабаритный ОМА, б — опорные ОВ, ОД с квадратным фланцем, ОА,
ОБкр с круглым фланцем, ОА, ОБов с овальным фланцем, в — проходной с овальным
фланцем, г — проходной с квадратным фланцем
46
различной формы шинодержатели, с помощью которых закрепляют
шины плашмя или в вертикальном положении, как показано на рис. 30.
При протяженных сборных шинах (15 м и более) вследствие темпера-
турных изменений от нагрева их в рабочем режиме и в результате мощ-
ных электродинамических усилий, возникающих при кратковременных
коротких замыканиях, могут происходить деформации как в продоль-
ном направлении, так и в поперечном. Для сглаживания этих дефор-
маций устанавливают шинные компенсаторы в виде двух пластин,
к которым приварен пакет из большого количества отрезков тонких
листов шинного металла или в виде различной формы изгибов («уток»).
Рис. 30. Крепление шин на опорных изоляторах:
а — непосредственно на головке изолятора, б — на шинодержателе
на плоскость, в — на шинодержателе на ребро; / — пружинная
шайба, 2 — стальная шайба, 3 — шина, 4 — верхняя планка,
5 — нижняя планка, 6 — картонная прокладка, 7 — стальная
шпилька, 8 — латунная шпилька
Разъединители служат для создания видимого разрыва в
электрических цепях; операции включения и отключения разъедини-
телями выполняют под напряжением, но без нагрузки. Допускается
включение и отключение разъединителями холостого хода трансфор-
маторов мощностью до 750—1000 кВ *А при напряжении 6—10 кВ.
Разъединители бывают однополюсные (рис. 31, а) и трехполюсные
(рис. 31, б), для внутренней или наружной установки. Разъединители
(см. рис. 31) имеют металлическое основание (раму) 5, на котором
установлены опорные изоляторы 2 с подвижными контактными но-
жами 1 и контактными губками 4. Движение ножей разъединителя
осуществляется с помощью привода, состоящего из системы рычажных
тяг (обычно из стальных труб) и рычажного или червячного привода.
Масляные, воздушные и автогазов ые выклю-
чатели предназначены для включения и отключения электрических
цепей напряжением выше 1000 В под нагрузкой и для автоматического
отключения при опасных перегрузках и коротких замыканиях.
Наибольшее распространение имеют малообъемные горшковые
выключатели (например, ВМП-10 и ВМГ-133), но на ряде предприятий
находятся в эксплуатации и баковые масляные — три фазы в общем
47
баке с маслом (например, ВМБ-10). Применяют также воздушные и
автогазовые выключатели.
В баковых масляных выключателях ВМБ-10 (рис. 32) контакты 3
и 6, разрывающие электрическую цепь, погружены в бак 5, заполнен-
ный трансформаторным маслом. При разрыве контактами электричес-
кой цепи образуется электрическая дуга высокой температуры; при
этом выделяются газы, способствующие быстрому гашению дуги
в масле.
Рис. 31. Разъединители 6—10 кВ:
а — однополюсный,, б — трехполюсный; / — подвижные ножи, 2 — опорные изоляторы,
3 — основание (рама), 4 — контактные губки, 5 — шарнирные изоляторы, 6 — поворотный
вал
В последние годы вместо выключателя ВМГ-133* применяют
малообъемный выключатель со встроенным приводом Е2АП-10 (рис. 33).
Эти выключатели выпускают двух типоразмеров: для стационарной
установки в камерах распределительных устройств и для малогабарит-
ных комплектных распределительных устройств (КРУ) с ячейками
выкатного типа.
Внутри рамы 7, на которой смонтированы полюса выключателя,
расположены общий приводной вал с изолирующими тягами 8 и отклю-
чающие пружины. Опорные фарфоровые изоляторы 6 поддерживают
каждый полюс выключателя, состоящий из прочного влагостойкого
изоляционного цилиндра, на концам которого заармированы металли-
ческие фланцы. На верхнем фланце укреплен корпус из алюминиевого
сплава, внутри которого находятся подвижный контактный стержень и
роликовое токосъемное устройство. Нижний фланец закрывается
крышкой, под которой расположен неподвижный розеточный кон-
такт 2. Над розеточным контактом расположена дугогасительная ка-
мера 5. Для повышения стойкости контактов к действию электричес-
кой дуги съемный наконечник подвижного контакта и верхние торцы
* С 1972 г. выключатели ВМГ-133 сняты с производства.
48
ламелей розеточного контакта облицованы металлокерамикой. Вы-
ключатели ВМП-10 хорошо зарекомендовали себя в эксплуатации.
На ряде предприятий ими заменяют баковые выключатели.
Для управления выключателями служат ручные или электромаг-
нитные приводы. Широко распространен рычажный привод ПРБА,
общий вид и схема включения которого показаны на рис. 34.
Рукояткой /, соединяемой системой трубчатых тяг с валом выклю-
чателя и механизма, заключенного в корпус 4, можно вручную вклю-
чать и отключать выключатель. Кроме того, в коробке 3 имеется элект-
ромагнитное реле для автоматического отключения выключателя при
Рис. 32. Выключатель ВМБ-10:
1 — проходной изолятор, 2 — крыш-
ка бака, 3 — неподвижный контакт,
4 — подвижная траверса, 5 — ме-
таллический бак, 6 — подвижный
контакт
Рис. 33. Выключатель ВМП-10 со
встроенным приводом:
/ — нижний аппаратный зажим, 2 —
розеточный контакт, 3 — дугогаситель-
ная камера, 4 — верхний аппаратный
зажим, 5 — изоляционные перегородки
между полюсами, 6 — опорные изоля-
торы, 7 — основание (рама). 8 — изо-
лирующая тяга,
перегрузках и коротких замыканиях. Флажок 2 (блинкер) указывает,
в каком положении находится выключатель — включенном или от-
ключенном. Рычажок 5 служит для присоединения тяги блок-кон-
тактов.
На рис. 34, а рукоятка привода показана в верхнем положении,
что соответствует включенному состоянию выключателя. Для отклю-
чения рукоятку надо переместить вниз. В начале хода рукоятка от-
пирает защелку, и выключатель отключается под действием отключа-
ющих пружин. Привод имеет механизм свободного расцепления, бла-
годаря которому после отпирания защелки включающий рычаг еще
в начале хода рукоятки теряет связь с механизмом привода. Для под-
готовки привода к новому включению рукоятку надо довести до отка-
49
за вниз; только в этом положении рычаг вновь войдет в сцепление
с механизмом привода.
Как видно из схемы, показанной на рис. 34, б, привод ПРБА имеет
два реле (расположены в нижней части привода, в коробке автомати-
ки 5), катушки которых обтекаются током от трансформаторов тока
главной цепи. Сердечники катушек имеют бойки, которые при опре-
деленных значениях тока толкают вверх запорную защелку механизма
привода. При автоматическом отключении рукоятка привода остается
в верхнем положении благодаря механизму свободного расцепления,
Рис. 34. Привод ПРБА:
а — общий вид, б — схема; / — рукоятка, 2 — флажок (блинкер). 3 —
коробка, 4 — корпус, 5 — рычажок; ТТ — трансформатор тока, ВЛ1 —
масляный выключатель
а флажок 2 переходит из нижнего вертикального положения в гори-
зонтальное и указывает на то, что произошло автоматическое отклю-
чение выключателя. Одновременно с переводом рукоятки 1 вниз до
отказа флажок переместится вниз в вертикальное положение.
Привод ПРА-10 служит для управления выключателем ВМБ-10
и отличается от ПРБА тем, что у него вместо рычага имеется рукоятка,
которая вращает вал привода выключателя.
Привод ПР А-12 предназначен для управления выключателем
нагрузки. Принцип его устройства тот же, что и привода ПРБА, но у
него нет блинкера.
Для дистанционного управления применяют электромагнитные
(соленоидные) приводы, из которых наиболее распространен ПС-10,
работающий на постоянном токе. Его устанавливают на стене или
панелях камер масляных выключателей. Он имеет отключающую и
включающую катушки и рычажный механизм.
Широкое применение имеют также грузовые (рис. 35) и пружинные
приводы с ручным или дистанционным управлением от цепи перемен-
ного тока. В этих приводах отключающий механизм работает под
воздействием опускающегося груза 5 или пружины. Для дистанционно-
50
го управления эти приводы снабжены небольшими электродвигателями
2, которые после дистанционного отключения привода подтягивают
груз (или пружину) в положение для включения.
Выключатели нагрузки служат для включения и
отключения с помощью рычажного привода высоковольтной цепи под
нагрузкой. Защита от перегрузок и коротких замыканий осуществля-
Рис. 35. Грузовой моторный
привод ПГМ-10:
1 — сигнальные контакты КСА,
2 — электродвигатель, 3 — редук-
тор, 4 — штурвал, 5 — груз
ется предохранителями ПК, которые
могут быть установлены на одной раме
с выключателями нагрузки.
Выключатель нагрузки ВН-16 рас-
считан на номинальный ток до 400 А
при напряжении 6 кВ и на ток до 200 А
при напряжении 10 кВ; в сочетании с
высоковольтными предохранителями ПК
выключатель нагрузки представляет со-
бой аппарат ВНП-16, показанный на
Рис. 36. Выключатель нагрузки ВНП-16:
1 — предохранители ПК, 2 — каркас для
предохранителей, 3 — резиновые шайбы, 4 —
отключающая пружина, 5 — неподвижный кон-
такт дугогасительного контура, 6 — пласт-
массовая гасительная камера, 7 — неподвиж-
ный контакт рабочего контура,8 — подвижный
нож дугогасительного контура, 9 — подвижный
нож рабочего контура 10 — стальные полосы
рис. 36. Выключатель нагрузки имеет подвижные ножи 9, которые
входят в специальные контакты, расположенные в гасительной ка-
мере 6. Камера представляет собой пластмассовый корпус, внутри
которого имеются вкладыши из органического стекла. Под действием
высокой температуры электрической дуги, образующейся при разрыве
контактов, органическое стекло выделяет сильный поток газов, гася-
щих дугу в течение сотых долей секунды.
Выпускают также выключатели нагрузки ВНП-17, отличающиеся
от ВНП-16 наличием рычажного устройства, которое срабатывает
51
при перегорании плавкой вставки высоковольтного предохранителя
и отключает выключатель.
Предохранители для напряжения .3—35 кВ бывают двух
типов: силовые ПК (рис. 37) и для защиты трансформаторов напряже-
ния ПКТ.
Предохранитель ПК состоит из патрона 3, плавкой вставки и двух
контактов, укрепленных на головках опорных изоляторов 5. Внутри
фарфоровой трубки 3 патрона 3, заполненной кварцевым песком 4, на-
ходится плавкая вставка из медных посеребренных (ПК) или кон-
стантановых проволок (ПКТ). Плавкие вставки намотаны на ребрис-
тый стержень из керамики. Плавкие вставки предохранителей ПК
Рис. 37. Высоковольтный предохранитель ПК:
а — общий вид, б — патроны предохранителя с плавкой вставкой на
керамическом стержне (слева) и без стержня (справа); 1 — плита, 2 —
контакт с замком, 3 — патрон, 4 — вывод с болтом для присоединения
шины к предохранителю, 5 — опорный изолятор, 6 — крышка, 7 —
колпачок, 8 — фарфоровая трубка, 9 — песок, 10 — проволока плав-
кой вставки, 11 — указательная проволока, 12 — указатель срабаты-
вания, 13 — оловянные шарики
на токи выше 7,5 А выполнены в виде спиралей, помещенных непосред-
ственно в фарфоровый патрон; они имеют напаянные оловянные
шарики 13.
Действие плавкой вставки основано на «металлургическом эффекте»,
который заключается в том, что при нагреве медных проволок плавкой
вставки оловянные шарики, имеющие более низкую температуру плав-
ления, чем медь, расплавляются раньше и, проникая в проволоки
вставки, снижают температуру ее плавления.
Указатель срабатывания 12 представляет собой якорек с пружи-
ной, встроенной в нижнюю часть патрона и удерживаемый указатель-
ной стальной проволокой //, проходящей через центральную часть
патрона. При перегорании плавкой вставки якорек выталкивается
пружиной наружу.
52
Предо хранится и ПК выпускают на номинальные токи до 75 А при
напряжении 6 кВ, до 50 А при 10 кВ и до 20 А при 35 кВ. Предохрани-
тели ПКТ указателей срабатывания не имеют.
Реакторы предназначены для ограничения тока короткого
замыкания на отходящих от шин подстанций линиях (фидерах). Они
представляют собой катушки без стального сердечника, в связи с чем
обладают индуктивным сопротивлением при малом активном сопро-
Рис. 38. Бетонный реактор
РБ-10/600 для внутренней
установки:
1—3 — зажимы
Рис. 39. Вентильный (вилитовый)
разрядник:
1 — верхний ввод, 2 — резиновая про-
кладка, 3 — пружина, 4 — искровые
промежутки, 5 — блок вилитовых дис-
ков, 6 — фарфоровая рубашка, 7 —
диафрагма, 8 — стопорная пружина,
9 — компаунд, 10 — наружная диаф-
рагма, 11 — заземляющий зажим
тивлении. При прохождении через реакторные катушки номинального
тока напряжение в них падает незначительно. В то же время при токе
короткого замыкания, во много раз превышающем номинальный ток,
благодаря индуктивному сопротивлению падение напряжения в реак-
торах достигает значительной величины, что снижает ток короткого
замыкания. На шинах подстанции при этом сохраняется напряжение
в допустимых пределах.
Широкое распространение получили бетонные реакторы. В них
катушки из гибкого многожильного изолированного провода намота-
ны на бетонные каркасы, установленные на изоляторах. При верти-
кальном расположении они образуют нижнюю фазу Я, среднюю С и
53
верхнюю В, как показано на рис. 38. К зажимам /, 2 и 3 подключают
токоведущие шины.
Разрядники применяют для защиты электроустановок от
перенапряжений (например, при грозовых разрядах), которые могут
вызвать пробой изоляции в машинах и аппаратах. Защитное действие
разрядника состоит в том, что в нем снижается амплитуда волны пере-
напряжения до значения, безопасного для целости изоляции защищае-
мой установки, а затем энергия перенапряжения отводится в землю
через присоединенный к разряднику заземляющий проводник.
На подстанциях наиболее распространены вентильные (вилитовые)
разрядники (рис. 39). Вилит — это особый керамический состав, обла-
дающий свойством резко снижать электрическое сопротивление при
повышении приложенного к нему напряжения. Вилитовый разрядник
присоединяют к каждой фазе цепи высокого напряжения. При появле-
нии опасного перенапряжения на фазе в разряднике происходят про-
бои искровых промежутков 4, сопротивление вилитовых дисков 5 резко
падает и цепь фазы замыкается через них на землю. После снижения
напряжения сопротивление вилитовых дисков мгновенно восста-
навливается и цепь электрического тока на землю прерывается, на
фазе электрической цепи восстанавливается нормальное напряжение.
Для защиты воздушных линий и небольших трансформаторных
подстанций, питаемых от них, применяют трубчатые разрядники. Та-
кой разрядник представляет собой трубку из фибры или органического
стекла, внутри которой имеется металлический стержень с воздушным
искровым промежутком. Один конец стержня присоединяют к фазе
высокого напряжения, а другой — к заземлению. При перенапряжении
в искровом промежутке внутри трубки появляется электрическая
дуга высокой температуры, вследствие чего стенки трубки выделяют
газы, которые гасят дугу. Газы под давлением сильным потоком выхо-
дят через открытый конец трубки.
§ 17. СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
Трансформаторы служат для повышения или понижения напря-
жения переменного тока. На повышающих и понижающих трансфор-
маторных подстанциях применяют трехфазные трансформаторы или
группы однофазных трансформаторов.
Трансформаторы могут быть двухобмоточные или трехобмоточные.
Обмотки трансформаторов обозначают: ВН — высшего напряжения,
СН — среднего напряжения, НН — низшего напряжения; их вы-
полняют из медных или алюминиевых изолированных проводников
круглого или прямоугольного сечения, намотанных на изоляционные
цилиндры, которые насаживают на стержневые магнитопроводы.
Обмотки ВН, как правило, помещают снаружи, СН (в трехобмоточ-
ных трансформаторах) либо непосредственно на стержень магнито-
провода, либо между обмотками ВН и НН. Для повышения элект-
рической и механической прочности обмотки пропитывают глифтале-
вым лаком и запекают.
54
Магнитопровод трансформатора состоит из собранных
в пакет тонких листов электротехнической стали толщиной 0,35—
0,5 мм, подвергаемых предварительно химической обработке — фос-
фатированию, т. е. образованию на поверхности листа тонкого слоя
фосфатов (солей фосфорной кислоты в смеси с другими химическими
элементами). Фосфатированная поверхность стальных листов облада-
ет высокой стойкостью против коррозии и имеет хорошую изоляцию,
Рис. 40. Выемная часть трансформатора:
/ — вводы BH, 2 — ярмовая балка, 3 — обмотки, 4 — пере-
ключатель ответвлений обмотки, 5 — вводы НН
которая предотвращает образование вихревых токов в магнитопроводе.
В последнее время для изготовления магнитопроводов все чаще при-
меняют холоднокатаную сталь взамен горячекатаной. Применение
холоднокатаной стали, имеющей высокую магнитную проницаемость
позволяет повысить качество основных характеристик трансформато-
ров, сократить их габариты и массу и повысить к.п.д. за счет умень-
шения потерь в стали.
Вертикальные стержни магнитопровода, на которые насажены
обмотки, соединяются вверху и внизу горизонтальными ярмами, обра-
зуя замкнутую магнитную систему.
55
Магнитопровод с насаженными на него обмотками и крышкой
трансформатора с закрепленными на ней выводами называется актив-
ной (выемной) частью трансформатора (рис. 40), которая погружается
в бак, заливаемый трансформаторным маслом или негорючей жид-
костью (совтол).
Рис. 41. Трехфазный масляный трансформатор 1000 кВ-А, 6— 10/0,4 —
0,23 кВ:
/ — кран для слива масла, 2 — кран термосифонного фильтра, 3 — термосифэн-
ный фильтр, 4 — воздухоочиститель, 5 — маслоуказатель, 6— выхлопная
труба, 7 — расширитель, 8 —крышка. 9 — вывод НН, 10 — вывод ВН, 11 — ну-
левой вывод, 12 — привод переключателя, 13 — электрический термометр, 14 —
каток
Бак трансформатора, обычно овальной формы, сваривается из
стальных листов толщиной 8—12 мм, дно бака укрепляется прива-
ренными швеллерами, к которым крепят катки. Катки могут пере-
ставляться для поперечного и продольного перемещения трансформа-
тора. Общий вид трехфазного масляного трансформатора мощностью
1000 кВ «А, 6—10/0,4—0,23 кВ показан на рис. 41.
В зависимости от мощности трансформаторы имеют различные
системы охлаждения с их стандартными обозначениями: М — естест-
венное масляное; С — естественное воздушное в сухих трансформато-
рах; Д — масляное с обдувом воздухом при помощи вентиляторов;
Ц — с принудительной циркуляцией масла через водяной охладитель;
ДЦ — с принудительной циркуляцией масла через охладители, уста-
новленные на баке и обдуваемые вентиляторами.
56
Для понижения напряжения на подстанциях большой мощности
применяют также и автотрансформатор, принципиальная схема ко-
торого приведена на рис. 42.
В отличие от трансформатора автотрансформатор вместо двух
отдельных обмоток имеет одну общую обмотку. Автотрансформаторы
могут иметь дополнительную обмотку НН и тогда заменяют трехоб-
моточные трансформаторы. Применение автотрансформаторов снижает
расход материалов на изготовление трансформаторов и их стоимость.
В силовых трехфазных трансформаторах применяют три схемы соединений
обмоток: в звезду, треугольник и зигзаг (рис. 43). Как видно из схем соединений,
при соединении в треугольник к обмотке
каждой фазы приложено междуфазовое
(линейное) напряжение сети, при соеди-
нении в звезду — напряжение, которое
в ф^З раз меньше междуфазового напря-
жения сети. Схема соединений звезда может
быть выполнена в виде зигзага (рис. 43, в),
в которой каждая из фазовых обмоток
состоит из двух последовательно соединен-
ных, но смещенных под углом по отноше-
нию друг к другу обмоток.
Каждый трансформатор имеет опреде-
ленную группу соединений обмоток, кото-
рая характеризует угловое (кратное 30°)
смещение векторов между одноименными _
линейными напряжениями первичных и Рис- 42. Принципиальная схема авто-
вторичных обмоток. трансформатора
Наибольшее распространение имеют
схемы и группы соединений: звезда —
звезда с выведенной нейтралью—Y/Yo-12, звезда — треугольник — Y/A-11;
звезда с выведенной нейтралью — треугольник — YOM-11. Расшифруем в ка-
честве примера группу соединений—Y/A-11: обмотки высшего напряжения
соединены в звезду, обмотки низшего напряжения — в треугольник, угловое сме-
щение векторов напряжения первичных и вторичных обмоток составляет 11 X
X 30 = 330°.
В трансформаторах мощностью до 250 кВ-А включительно в последнее время
применяется схема соединений звезда — зигзаг, которая для трансформаторов
малой мощности обеспечивает более четкое срабатывание аппаратов защиты
0,4 кВ — 0,23 кВ.
Каждый трансформатор имеет определенную величину напряжения короткого
замыкания ек, т. е. напряжения, которое надо приложить к обмотке ВН, чтобы
в замкнутой накоротко обмотке низшего напряжения протекал номинальный ток.
В современных трансформаторах ек равно 5—10% номинального.
Для включения трансформаторов на параллельную работу необходимо соблю-
дать следующие условия:
номинальные напряжения обмоток высшего и низшего напряжений трансфор-
маторов должны быть равны (допускается отклонение по коэффициенту трансформа-
ции в пределах ±0,5%);
группы соединений обмоток должны быть одинаковы;
мощность наибольшего трансформатора не должна более чем в 3 раза превышать
мощность наименьшего трансформатора;
напряжения короткого замыкания должны быть равны.
Выполнять эти условия необходимо для того, чтобы между параллельно рабо-
тающими трансформаторами было правильное распределение нагрузок (соответ-
ственно их мощности) и между ними не протекали большие уравнительные токи.
Допускается отклонение напряжений короткого замыкания не более чем на
±10% от их среднего значения,
57
В процессе работы трансформатора происходит нагрев обмоток и
магнитопровода, что вызывает изменение температуры и уровня масла
в баке.
Во избежание засасывания маслом влаги из окружающей среды
необходимо, чтобы поверхность соприкосновения масла с воздухом
была минимальной, т. е. весь объем бака постоянно был заполнен мас-
лом. С этой целью баки трансформаторов имеют расширители
(бачки) 7, установленные на крышке трансформатора (см. рис. 41) и
соединенные с ним трубой. Объем масла в расширителе составляет
8—10% от общего объема масла в трансформаторе. Расширитель имеет
дыхательную пробку и при изменении объема масла в зависимости от
а — в звезду, б — в треугольник, в — в зигзаг
температуры уровень его меняется только в расширителе; таким обра-
зом масло в трансформаторе предохраняется от увлажнения и окисле-
ния.
Расширитель имеет также маслоуказательное стекло и две пробки:
верхнюю — для заливки масла и нижнюю — для удаления грязи.
Все трансформаторы мощностью свыше 63 кВ *А снабжены расшири-
телями.
Температура изоляции обмоток трансформатора в верхней части
не должна превышать 98° С. С увеличением температуры выше 98° С
срок службы изоляции быстро снижается: на каждые 6°С сокращается
вдвое.
Поскольку температуру обмоток измерить затруднительно, обычно
измеряют температуру масла в баке трансформатора, которая не долж-
на превышать 95° С в верхних слоях.
Для измерения температуры масла на крышке трансформатора
ставят термометры: на трансформаторах мощностью до 1000 кВ *А —
ртутные со шкалой 0 — 150° С, на трансформаторах мощностью
1000 кВ *А и выше — термометрические сигнализаторы ТС со шкалой
0—100° С. Сигнализатор ТС имеет два передвижных контакта, которые
устанавливают на заданную температуру в пределах его шкалы.
Для поддержания напряжения на требуемом уровне (допускаемое
отклонение ±5%) применяют устройство регулирования напряжения
58
у трансформаторов путем изменения числа включенных витков обмот-
ки трансформатора обычно на стороне высшего напряжения.
Трансформаторы с регулированием напряжения выпускают двух
типов: для регулирования напряжения без нагрузки и под нагрузкой.
Регулирование напряжения без нагрузки производится только
при полном отключении трансформатора от сети с помощью специаль-
ного переключателя числа витков обмотки ВН, укрепленного внутри
под крышкой трансформатора, с выводом рукоятки привода 12 наружу,
на крышку (см. рис. 41). Переключатель для регулирования напряже-
ния без нагрузки допускает предел регулирования ±5%, обычно
Рис. 44. Газовое реле ПГ-22:
/ _ корпус, 2 — фланец, <5 — смотровое окно, 4 — крышка, 5 —
кран для выпуска скопившихся в реле газов, 6 — коробка зажи-
мов, 7 — зажимы цепи сигнализации, 8 — зажимы цепи отклю-
чения, 9 — ртутный контакт цепи отключения, 10, 12 — нижний
и верхний поплавки, 11 — ртутный контакт цепи сигнализации
двумя ступенями по 2,5% вверх и вниз от номинального напряжения
трансформатора.
Регулирование напряжения в трансформаторах под нагрузкой
производится на стороне высшего напряжения в пределах ±10% по
четыре ступени (2,5% вверх и вниз от номинала) с помощью спе-
циального переключающего устройства, состоящего из переключателя
с приводом от электродвигателя, контактора и токоограничивающего
реактора, средняя точка которого включена в обмотку трансформатора,
что позволяет осуществить переход с одного ответвления обмотки на
другое без разрыва цепи тока.
Все трансформаторы мощностью 1000 кВ *А и выше снабжены г а -
зовы ми реле (рис. 44), устанавливаемыми на трубопроводе,
соединяющем расширитель с баком трансформатора.
Газовое реле служит для сигнализации и отключения силового
трансформатора при возникновении в нем внутренних повреждений,
при которых происходят местные нагревы и в результате — разложе-
ние масла, изоляции и образование газов.
59
Подвижные герметически запаянные металлические цилиндры-
поплавки 10 и 12 расположены внутри чугунного корпуса 1. На по-
плавках закреплены стеклянные колбочки с ртутными контактами.
В нормальном режиме корпус реле заполнен маслом, поплавки 10 и 12
находятся в верхнем положении, ртутные контакты 9 и 11 разомкнуты.
При незначительных повреждениях происходит слабое газообразо-
вание внутри трансформатора, газы поднимаются вверх и вытесняют
мгсло из корпуса реле, в результате понижается уровень масла в реле
и верхний поплавок опускается — его ртутный контакт замыкается
в цепи сигнала.
При значительном повреждении внутри трансформатора происхо-
дит большое выделение газов и сильное движение масла из бака транс-
форматора в расширитель; струя масла, проходя через реле, опрокиды-
вает нижний поплавок, и его ртутный контакт замыкает цепь отключе-
ния трансформатора.
Трансформаторы мощностью 1000 кВ *А и выше снабжены также
выхлопными трубами 6 (см. рис. 41) с мембранами, предо-
храняющими бак от повреждений и трещин при бурном газовыделении,
которое может произойти при повреждениях внутри трансформатора,
сопровождающихся интенсивным разложением масла.
Силовые трансформаторы с напряжением обмотки НН-690 В име-
ют пробивные предохранители, установленные на
крышке бака и присоединенные с одной стороны к нулевому выводу
НН или линейному вводу, а с другой — к заземляющей шине. При
пробое изоляции между обмотками ВН и НН пробивается промежуток
между контактами, в который заложены тонкие слюдяные пластинки
с отверстиями, и вторичная обмотка таким образом соединяется с зем-
лей.
Воздухоочистительный фильтр (воздухоочиститель) предназначен
для сушки и очистки воздуха, поступающего в расширитель (см.
рис. 41). Он устанавливается на дыхательной трубке расширителя
и представляет собой цилиндр, заполненный силикагелем; в нижней
части цилиндра имеется масляный затвор для очистки воздуха. Сили-
кагель при увлажнении меняет свою окраску — с голубой на розовую.
Современные трансформаторы имеют термосифонный фильтр, ко-
торый (см. рис. 41) служит для поддержания изоляционных свойств
масла в процессе эксплуатации трансформатора. Термосифонный
фильтр представляет собой цилиндрический бак, подсоединенный
к баку трансформатора двумя патрубками и заполненный активным
материалом —сорбентом, поглощающим продукты разложения масла.
Нагретое масло по принципу термосифона поднимается кверху и, про-
ходя через охлаждающие радиаторы и параллельно им установленный
фильтр, охлаждается испускается вниз. Проходя через фильтр сверху
вниз, масло непрерывно очищается.
§ 18. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
Непосредственное включение измерительных приборов и аппара-
туры релейной защиты и автоматики в цепи высокого напряжения и
при больших токах в цепях до 1000 В затруднительно по техническим
60
причинам и недопустимо по условиям техники безопасности. Для этой
цели предназначены измерительные трансформаторы тока и напряже-
ния.
Кроме того, включение измерительных приборов и аппаратуры
защиты и автоматики через измерительные трансформаторы позволяет
производить дистанционные измерения и осуществлять управление
аппаратами РУ и ТП.
Трансформаторы тока служат для измерения больших
токов в цепях до 1000 В и во всех случаях в цепях выше 1000 В
(рис. 45, а). Первичная обмотка 3 включается последовательно в цепь
рабочего тока, а ео вторичную цепь включаются токовые катушки
Рис. 45. Устройство трансформаторов тока (а) и напряжения (б):
/ — магнитопровод, 2 — вторичная обмотка, 3 — первичная обмоэка; Л/,
Л2 — зажимы первичной обмотки, Wh — счетчик, И1. И2 — зажимы вторич-
ной обмотки
измерительных приборов (амперметры, счетчики и пр.), а также ка-
тушки приборов автоматики и релейной защиты. Вторичные обмотки
трансформаторов тока изготовляют на стандартные силы тока от 1,5 до
10 А; преимущественное применение имеют трансформаторы тока
с вторичной обмоткой на 5 А (20/5 А, 100/5 А и т. д.). Трансформаторы
тока выпускают на напряжения: до 1, 3, 6, 10, 35, ПО кВ и выше.
В зависимости от назначения трансформаторы имеют четыре класса
точности: 0,2; 0,5; 1 и 3. Так, например, для подключения расчетных
счетчиков электрической энергии применяют трансформаторы тока
класса точности 0,5 (погрешность в трансформации тока не более
0,5%). Для щитовых приборов можно использовать трансформаторы
тока класса 3 (погрешность не более 3?6).
Вторичные обхмотки всех трансформаторов тока в целях безопаснос-
ти обслуживания должны быть заземлены на случай пробоя изоляции
между обмотками ВН и НН. Следует помнить об одной особенности
трансформаторов тока: при прохождении тока по его первичной обмотке
нельзя оставлять разомкнутой вторичную обмотку, так как на ее
концах вследствие исчезновения магнитного потока, противодействую-
щего магнитному потоку, создаваемому первичной обмоткой, появля-
ется повышенное и опасное напряжение. Поэтому, если необходимо
подключить или отключить какие-либо приборы и аппараты во вто-
61
ричной цепи трансформатора тока, следует предварительно закоротить
цепь вторичной обмотки.
На рис. 46 показаны наиболее часто применяемые на подстанциях
высоковольтные трансформаторы тока проходного типа с фарфоровой
изоляцией (ТПФМ) и литой изоляцией из эпоксидной смолы (ТПЛ и
ТПОЛ).
Рис. 46. Высоковольтные трансформаторы тока проходного типа:
а — ТПФМ, многовиткобый с фарфоровой изоляцией, б — ТПЛ, слитой изоляцией
из эпоксидной смолы, в — ТПОЛ, с литой изоляцией из эпоксидной смолы с одной
проходной шиной; / — выводы первичной обмотки, 2 — фарфоровая изоляция, 3 —
основание для крепления, 4 — магнитопровод, 5 — выводы вторичной обмотки, 6 —
литая изоляция из эпоксидной смолы
Трансформаторы напряжения (см. рис. 45, б) слу-
жат для измерения высокого напряжения и представляют собой
трансформатор малой мощности (25—500 В «А). Во вторичную обмотку 2
включаются вольтметры, обмотки счетчиков, частотомеры, обмотки
реле защиты и автоматики управления. Так же как и трансформаторы
2
Рис. 47. Трансформаторы напряжения 6—10 кВ:
а — однофазный, б — трехфазный; 1 — бак, 2 — выводы обмотки BH, 3 — изоля-
торы ВН, 4 — выводы обмотки НН, 5 — болт заземления, 6 — пробка для заливки
масла, 7 — пробка отверстия для слива масла
62
тока, трансформаторы напряжения разделяют на четыре класса точ-
ности, характеризующие процент наибольшей погрешности ±0,2,
±0,5, ±1, ±3%. Все трансформаторы напряжения имеют стандарт-
ное междуфазовое напряжение на выводах вторичной обмотки 100 В
и выпускаются как в однофазном, так и трехфазном исполнении.
На рис. 47 показаны наиболее распространенные трансформаторы
напряжения внутренней установки: однофазный НОМ-10 и трехфаз-
ный пятистержневой НТМИ-10, а на рис. 48 — схемы включения
однофазных трансформаторов напряжения.
Рис. 48. Схемы включения однофазных трансформаторов напряжения:
а — соединение трех однофазных трансформаторов в звезду, б — соединение двух
однофазных трансформаторов в открытый треугольник
Схема (см. рис. 48, а) соединения трех однофазных трансформаторов
напряжения в звезду применяется для тех случаев, когда измери-
тельные приборы и реле требуют включения как на междуфазовые,
так и на фазовые напряжения. Кроме того, ее используют для контро-
ля изоляции сети с помощью трех вольтметров; в нормальном режиме
все три вольтметра, включенные между фазами и заземленным нулем,
будут показывать фазовое напряжение. При замыкании одной из фаз
сети на землю вольтметр поврежденной фазы покажет напряжение,
близкое к нулю, а вольтметры исправных фаз будут показывать боль-
шее напряжение, равное междуфазовому в сетях с изолированной
нейтралью, а в сетях с глухозаземленной нейтралью сохранят величи-
ну фазового напряжения.
При необходимости включить приборы и реле только на междуфа-
зовое напряжение можно ограничиться двумя однофазовыми транс-
форматорами напряжения, включенными по схеме — открытый тре-
угольник (см. рис. 48, б).
Трансформаторы напряжения имеют картонную шайбу, заложен-
ную под болт маслоналивного отверстия, которую перед включением
следует вынуть для обеспечения свободного дыхания трансформатора
в процессе его работы.
§ 19. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
Релейной защитой называют защиту электроустановок при помощи
аппаратов, носящих общее название реле, которые служат для подачи
импульса на автоматическое отключение защищаемых элементов
63
электроустановки или сигнализации о нарушении нормального режима
работы оборудования.
К релейной защите предъявляют следующие требования:
селективность (избирательность) — защита должна отключать
только ту минимальную часть (или элемент установки), которая непо-
средственно связана с возникновением.ненормального и опасного ре-
жима;
чувствительность — защита должна реагировать на определенные,
заранее заданные отклонения от нормальных режимов, иногда самые
незначительные;
надежность — защита должна работать безотказно в случае откло-
нения от нормального режима; надежность защиты обеспечивается
как правильным выбором схемы и аппаратов, так и правильной экс-
плуатацией, предусматривающей периодические профилактические
проверки и испытания;
скорость срабатывания определяется проектом в зависимости от
характера технологического процесса; иногда для сведения до мини-
мума ущерба от возникших повреждений защита должна обеспечивать
полное отключение в течение сотых долей секунды.
Реле представляет собой аппарат автоматического действия, вклю-
чающий или отключающий электрические цепи управления и защиты
под воздействием различного вида импульсов (электрических, тепло-
вых, световых, механических) в зависимости от заданных параметров
времени и др. По своему назначению их разделяют на реле управления
и реле защиты.
Реле управления обычно включают непосредственно в электриче-
ские цепи, они часто срабатывают по ходу технологического процесса
и работы механизмов. Реле защиты включают в электрические цепи
иногда непосредственно, но чаще через измерительные трансформа-
торы: они срабатывают при образовании в установке ненормальных
или аварийных режимов.
Реле имеют следующие основные характеристики:
уставку — сила тока, напряжение или время, на которые отрегу-
лировано данное реле для его срабатывания;
напряжение (или ток) срабатывания — наименьшее или наиболь-
шее значение, при котором реле полностью срабатывает;
напряжение (или ток) отпускания — наибольшее значение, при
котором реле отключается (возвращается в исходное положение);
коэффициент возврата — отношение напряжения (или тока) от-
пускания к напряжению (или току) срабатывания.
По времени срабатывания различают реле мгновенного действия
и с выдержкой времени.
Схемы ранее распространенного в системах защиты электромаг-
нитного реле максимального тока ЭТ и более нового реле РТ-40 по-
казаны на рис. 49. На магнитопроводе 1 расположены обмотки 2, ко-
торые могут быть соединены последовательно или параллельно. Между
полюсами магнитопровода расположен якорь 5, на оси которого ук-
реплены подвижные контакты 6. При определенной силе тока, проте-
кающего по обмоткам 2 (токе срабатывания), якорь 8 поворачивается
64
Рис. 49. Схемы электромагнитных реле максимального тока:
а — ЭТ, б — РТ-40; / — магнитопровод, 2 — обмотки, 3 — пружина, 4 — шкала,
5 — рычаг, 6 — подвижные контакты, 7 — неподвижные контакты, 8 — якорь
и подвижные контакты 6 замыкают неподвижные 7. Силу тока сраба-
тывания можно регулировать натяжением пружины 3 при помощи ры-
чага 5, передвигаемого по шкале 4.
Схема электромагнитного реле времени показана на рис. 50, а. На
плите 2 закреплены магнитопровод 3 с круглым стальным сердечником
и катушкой 1. Якорь 7 прижимается пружиной 5 верхним ребром
/ 2 3 4
Рис. 50. Схемы реле времени:
а — электромагнитное, б — маятниковое; / —катушка, 2 — плита, 3 — магнитопровод,
4 — пластина, 5 — пружина, 6 и 8 — винты, 7 — якорь, 9 — контактная система, 10 и 19 —
контакты, 11 — ось, 12 и 13 — рычаги, 14 — шарнир, 15 — зубчатая дуга, 16 и 18 — колеса,
17 — маятник
3 Трунковский Л. Е.
65
к пластине 4. С якорем 7 жестко связан мостик [контактной системы 9.
Силу действия пружины 5 можно регулировать винтом 6, а упорный
винт 8 ограничивает ход якоря при отпадании его от сердечника.
При определенном токе срабатывания якорь притягивается к сер-
дечнику мгновенно. Если же катушку 1 замкнуть накоротко, то ток
в замкнутом контуре катушки исчезнет не мгновенно, а с некоторым
замедлением. По закону Ленца магнитный поток, исчезая, наводит в
цепи катушки ток того же направления,
Рис. 51. Схема теплового реле:
а — биметаллическая пластинка,
б — устройство реле; I — нагрева-
тель, 2 — биметаллическая пластин-
ка, 3 — винт, 4 — защелка, 5 —
рычаг, 6 — пружина, 7 — кнопка
возврата, 8 — подвижный контакт
в результате чего якорь в течение неко-
торого времени после замыкания ка-
тушки удерживается притянутым к сер-
дечнику.
Промышленность выпускает реле
РЭ-100 с выдержкой времени от 0,1 до
1 с, РЭ-180 и РЭ-510 с выдержкой до 5 с
и РЭ-580 с выдержкой до 16 с. Катушки
этих реле предназначены для работы на
постоянном токе. Реле допускают боль-
шую частоту включений.
Во многих конструкциях реле вре-
мени выдержка времени осуществляется
часовым механизмом. К этой группе
относят и маятниковое реле (рис. 50, б),
в котором при включении катушки 1
втягивается якорь 7, вследствие чего
рычаг 12 поворачивается на оси 11 и сжи-
мается пружина 5. Это вызывает поворот
рычага 13 и связанной с ним с помощью
шарнира 14 зубчатой дуги 15 по направ-
лению стрелки. Колеса 16 и 18 начинают
вращаться, а маятник 17 — колебаться.
При каждом колебании маятника колесо
18 поворачивается на один зуб. Таким
образом, перемещение рычага 13 замедляется, чем определяется
выдержка времени замыкания контактов 19.
Время выдержки регулируют изменением положения грузика на
маятнике 17 и упорным винтом 8, который регулирует длину пути
зубчатой дуги 15. Контакты 19 срабатывают сразу после включения
катушки реле. Маятниковые реле могут быть встроены в контакторы
и иметь выдержку времени от 1 до 10 с.
На рис. 51 показана схема теплового реле РТ. Основной его де-
талью является биметаллическая пластинка (рис. 51, а), которая при
нагревании изгибается вниз. Биметаллическая пластинка состоит из
двух сваренных пластинок металлов, имеющих разные температурные
коэффициенты линейного расширения; верхняя пластинка расширяется
больше, а нижняя меньше, что приводит к изгибу вниз всей пластинки
при ее нагреве.
Ток главной цепи проходит по нихромовому нагревателю 1
(рис. 51, б) и нагревает биметаллическую пластинку 2. При определен-
66
ной силе тока пластинка 2 изгибается вниз, нажимает на винт 3 за-
щелки 4, которая выводит из зацепления с ней рычаг 5. Под действием
пружины 6 рычаг поворачивается и отжимает подвижный контакт 5.
После остывания пластинки 2 нажатием кнопки возврата 7 устанавли-
вают рычаг 5 в исходное положение. Тепловые реле применяют глав-
ным образом для защиты от чрезмерных перегрузок.
Промежуточное реле широко применяют в схемах управления для
размножения одного импульса по нескольким вспомогательным цепям.
Они также служат для
выполнения различных
электрических блокиро-
вок.
В цепях управления
переменного тока исполь-
зуют промежуточные
реле ЭП-41 электромаг- .
нитного действия на
шесть контактов для на-
пряжения 12, 36, 127,
220, 380 В.
Сигнальные реле
(блинкеры) служат для
подачи сигнала о сраба-
тывании защиты и ука-
зания, в какой
установки возник ненор-
мальный или аварийный
режим (рис. 52).
Замыкание цепи тока
в катушке 2 вызывает
притяжение к сердеч-
нику 1 якоря 8. При этом освобождается флажок 7 и падает против
стекла 6 в крышке реле, указывая, что сработало реле или другой
Рис. 52. Схема сигнального реле (блинкера):
1 — сердечник, 2 — катушка, 3 и 4 — контакты, 5 —
рукоятка, 6 — стекло, 7 — флажок, 8 — якорь
части
аппарат, в цепь которого включено сигнальное реле.
При повороте флажка контакты 4, которые укреплены на подвиж-
ном барабане, замыкают сигнальные цепи, присоединенные к контак-
там 3. Рукоятка 5 служит для возврата вручную в исходное положение
флажка и сигнальных контактов.
Схемы релейной защиты разнообразны; они могут работать на
постоянном и переменном оперативном токе, питающем цепи катушек
реле и коммутационных аппаратов. Рассмотрим схемы, поясняющие
принципы действия основных видов релейной защиты.
Максимальная токовая защита предназначена для отключения установки при
превышении определенной, заранее заданной силы тока. На рис. 53, а показана схема
максимальной токовой защиты с помощью трех токовых реле РТ мгновенного дей-
ствия на оперативном постоянном токе.
Для установки определенной выдержки времени отключения служит реле вре-
мени РВ, действующее через промежуточное реле РП на катушку отключения КО
выключателя. В цепь катушки выключателя включены блок-контакты БК»
3* 67
Когда ток в какой-либо фазе достигает определенного значения (ток уставки),
реле РТ этой фазы, включенное через трансформатор тока ТТ, мгновенно срабаты-
вает, и его контакты замыкают цепь постоянного тока с катушкой реле времени РВ.
Спустя некоторое время (выдержка времени реле РВ задается) контакты реле РВ
замыкают цепь постоянного тока с катушкой промежуточного реле РП и оно мгно-
венно срабатывает. Замыкается цепь отключающей катушки КО через блок-кон-
такты БК, которые замкнуты при включенном положении выключателя В. Одновре-
менно с отключением выключателя размыкаются его блок-контакты Б Км. прерывается
цепь питания отключающей катушки КО постоянным током. Эта защита имеет неза-
висимую от величины тока срабатывания реле РТ выдержку времени, определяемую
уставкой реле РВ.
Рис. 53. Схемы максимальной токовой защиты:
а — с помощью трех токовых реле мгновенного действия, б — токовая отсечка с
включением реле и трансформаторов тока в неполную звезду
Максимальную токовую защиту с тремя реле и тремя трансформаторами тока
используют обычно в сетях с заземленной нейтралью. В сетях с изолированной
нейтралью можно применять максимальную токовую защиту с двумя реле и двумя
трансформаторами тока. Такая защита действует при коротких замыканиях между
любой парой фаз (рис. 53, б).
Кроме того, используют схемы максимальной токовой защиты с одним токовым
реле и двумя трансформаторами тока. В этом случае токовое реле включено на раз-
ность токов от двух трансформаторов тока и нормально срабатывает при коротких
замыканиях между любой парой фаз.
В описанной максимальной токовой защите с независимой выдержкой времени
селективность действия защиты по пути прохождения тока достигается ступенчатым
подбором выдержки времени защиты на каждом участке цепи.
В максимальной защите с токовой отсечкой (рис. 53, б) реле времени не приме-
няют, а селективность работы защиты на разных участках электрической цепи дости-
гается установкой их на разные токи срабатывания. Работа такой защиты основана
на том, что чем ближе место короткого замыкания в линии к источнику питания
этой линии, тем больше сила тока короткого замыкания, на который и выбирается
токовая отсечка, являющаяся быстродействующей защитой. Обычно ток срабаты-
вания токовой отсечки одного участка линии для обеспечения селективности выби-
рают на 22—50% больше максимального значения тока короткого замыкания в на-
чале следующего участка линии.
В этой схеме применяют сигнальное (указательное) реле-блпнкср У, по флажку
которого можно убедиться, что отключение произошло от срабатывания одного
из двух реле, включенных через данный блпнкер.
Для защиты трансформаторов обычно применяют максимальную токовую
защиту от коротких замыканий; иногда в схему этой защиты включают дополни-
тельное токовое реле, действующее на сигнал при перегрузке трансформатора.
68
Перегрузки трансформатора в течение некоторого времени, зависящего от величины
перегрузки и окружающей температуры, допустимы, но эксплуатационный персо-
нал должен следить, чтобы они не достигали опасных размеров. При получении
сигнала от реле перегрузки эксплуатационный персонал должен своевременно
отключить часть нагрузки на трансформатор по расписанию, установленному зара-
нее руководителем электрохозяйства предприятия.
Автоматическое повторное включение (АПВ) представ-
ляет собой устройство, которое повторно автоматически включает линию, отклю-
чившуюся от действия защиты, и применяется обычно на выключателях воздушных
линий электропередачи, где повреждения на линии, вызвавшие отключения, могут
быть кратковременными (схлестывание проводов ветром, перекрытие изоляции
во время грозы). Возникающая в месте повреждения дуга после автоматического
отключения гаснет и, таким образом, без повреждения изоляторов или проводов
устраняется короткое замыкание, вызвавшее автоматическое отключение. В этом
Случае АПВ предотвращает длительный перерыв в подаче электроэнергии.
Рис. 54. Схема АПВ однократного действия
Схемы АПВ бывают однократного и многократного действия. Однократное АПВ
включает линию повторно только один раз. Если после этого вновь происходит авто-
матическое отключение, это указывает па устойчивое короткое замыкание. Далее
АПВ не действует и линия остается отключенной до устранения повреждения.
Многократное АПВ включает линию повторно два или три раза с определенными
промежутками времени.
На рис. 54 показана схема действия однократного АПВ, которая представляет
собой набор реле нормальной зашиты Рз, действующей на отключение катушки КО
выключателя через его блок-контакгы БК так же, как в схемах, показанных на
рис. 53. В схеме АПВ на выключателе имеется дополнительный блок-контакт Б КВ,
который в отличие от блок-контакта БК при отключении выключателя не размы-
кается, а замыкается. При срабатывании реле АПВ через промежуточное реле РПВ
замыкается цепь включающей катушки выключателя КВ. Операции включения и
отключения можно выполнить вручную с помощью кнопок Вкл. и Откл.
Схемы автоматического включения резерва (АВР) принципиально аналогичны
схемам АПВ, но действуют на выключатель резервной линии питания.
§ 20. КОМПЛЕКТНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
И ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ
Современные направления в сооружении распределительных уст-
ройств и подстанций заключаются в изготовлении на заводах электро-
промышленности и поставке предприятиям комплектных устройств,
монтаж которых сводится к их установке, сборке отдельных готовых
узлов и присоединению внешних сетей.
69
Комплектные распределительные устройства на напряжение 6—
10 кВ выпускаются заводами трех типов:
камеры КСО — стационарные с одинарной системой сборных шин;
шкафы КРУ — комплектные распределительные устройства. КРУ
в промышленных предприятиях применяют преимущественно в виде
шкафов с выкатными тележками, на которых смонтированы масляные
выключатели со всей аппаратурой РУ для внутренней установки. Для
мощных установок районных подстанций используют камеры КРУ
стационарные, без выкатных тележек;
Рис, 55. Комплектная трансформаторная подстанция КТПВ-6/0,4—0,23 кВ для
внутренней установки с трансформатором мощностью 1000 кВ-А
шкафы КРУН — для наружной установки со стационарно-смон-
тированными масляными выключателями и полным комплектом аппа-
ратуры.
Отечественные заводы выпускают также целиком комплектные
трансформаторные подстанции для внутренней установки (рис. 55)
и комплектными узлами для наружной установки.
Распределительные устройства для напряжения до 1000 В выпус-
кают также комплектными в виде отдельных панелей распределитель-
ных щитов, например ЩО-70, как с автоматами, так и с рубильниками
и предохранителями на вводах и отходящих линиях (фидерах).
§ 21. ЧЕРТЕЖИ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
Состав необходимых чертежей определяется в зависимости от
мощности и сложности подстанций.
В настоящее время повсеместно строят подстанции по типовым
проектам, которые представляют собой альбомы с полным комплектом
всех рабочих чертежей. В качестве примера на рис. 56 приведены
схема, план и разрезы типовой отдельно стоящей двухтрансформатор-
ной подстанции с трансформаторами 400 кВ *А, 6—10/0,4—0,23 кВ.
Размеры камер трансформаторов предусмотрены для трансформаторов
мощностью 630 кВ *А. Как видно из принципиальной схемы, подстан-
ция имеет РУ-6—10 кВ, состоящее из сборных шин 6—10 кВ, сек-
70
ционированных разъединителями РВ-10/400. На каждую секцию
РУ-6—10 кВ можно подключить четыре линии 6—10 кВ (два ввода
и два отходящих фидера 6—10 кВ). РУ-6/10 кВ состоит из камер КСО
с выключателями нагрузки ВН-16. Каждая из секций шин 6—10 кВ
при производстве в ней ревизии или ремонта заземляется с помощью
разъединителя РВ-10/400.
Трансформаторы подключены к шинам 6—10 кВ через выключатели
нагрузки ВНП-17 с предохранителями ПК-6—10 кВ\ со стороны
0,4 кВ трансформаторы подклю-
чены к шинам 0,4 кВ через воз-
душные автоматы. Шины 0,4 кВ
секционированы воздушным ав-
томатом. Распределительный щит
0,4—0,23 кВ имеет на отходя-
щих фидерах рубильники с пре-
дохранителями или установочные
автоматы в зависимости от наз-
начения электроприемников.
Схема предусматривает нор-
мальный режим работы при вы-
ключенных секционных разъеди-
нителях на шинах 6—10 кВ и
отключенном секционном авто-
мате на шинах 0,4 кВ.
При исчезновении напряже-
ния на одной из секций шин
6—10 кВ трансформатор авто-
матически отключается автома-
том на стороне 0,4 кВ и вклю-
чается автомат АВР; обе секции
распределительного щита полу-
чают питание от одного из транс-
форматоров. Типовой проект
Рис. 56. Типовой проект К-42-400М2
трансформаторной подстанции 2 X
X 400 кВ-А, 6—10/0,4—0,23 кВ, от-
дельно стоящей в кирпичном здании:
а — схема
fBHr16 $ВНз-15$ВН3-1бт?ВНз-16
ПР17 ПР-17 ПР-17 ПР-17
ПР17
ПР-17
ПРЧ7
РВ-10/400
РВ-10/400
РУ-б-ЮкВ.
РВ-10/400
/секция
Тр
400кВА
Ц секция
ЩМ []/7Л‘
' ВНП-17 ВНП-17
0>4-0>23кВ
К электроприемникам ОН-0,23 кВ
[HI
W ч
400 кВА
\\\
трансформаторной подстанции К-42-400 М2 имеет различные модифи-
кации схемы: вместо выключателей нагрузки на вводных линиях
могут быть масляные выключатели с разъединителями; вместо секцион-
ных разъединителей 6—10 кВ может быть секционный масляный
выключатель, вместо автомата АВР — рубильник (например, при
электроприемниках 2-й и 3-й категории надежности) и вместо автома-
тов со стороны 0,4 кВ на отходящих фидерах могут быть рубильники.
Выбор схемы определяется проектом. Как видно из плана и разрезов
71
Рис. 56 (продолжение):
б — план и разрезы
Рис. 57. Схема подключений трехфазного
счетчика и амперметра
1
подстанции, трансформаторы установлены в отдельных камерах,
которые имеют внизу и вверху жалюзи для естественного притока
наружного п вытяжки нагретого воздуха.
К трансформаторным камерам примыкает распределительный щит
0,4—0,23 кВ. Трансформаторы на стороне 0,4 кВ подключены шинами
к распределительному щиту на панели с воздушными автоматами.
К помещению щита примыкает РУ-6—10 кВ\ два ряда камер 6—10 кВ
соединены шинным мостом. Зда-
ние подстанции кирпичное, на
бутовом фундаменте.
В состав рабочих чертежей
трансформаторной подстанции
входят схемы подключений вто-
ричных цепей (ранее они назы-
вались монтажными схемами).
Схема подключений трехфазного
счетчика и амперметра, приве-
денная на рис. 57, показывает
фактическое расположение аппа-
ратов, приборов, трасс проводок
и маркировку всех проводников
подключения к зажимам соответ-
ственно принципиальной схеме
(104, 105, 200, 201 и т. д.). По принципиальной схеме легко проследить
взаимодействие всех элементов установки. По схеме подключений
производится соединение аппаратов между собой на панели щита,
внутри шкафа, камеры, пульта и т. д.
I,
t-
Контрольные вопросы
1. Для чего на сборных шинах подстанций применяют компенсаторы?
2. Для чего служат разъединители и масляные выключатели?
3. Для чего служат выключатели нагрузки и чем они отличаются от разъеди-
нителей?
4. Что такое напряжение короткого замыкания трансформатора?
5. Каковы условия для параллельного включения трансформаторов?
6. Каков принцип работы теплового реле?
7. Для чего служат сигнальные реле (блинкеры)?
8. Чем отличаются комплектные РУ: КСО, КРУ и КРУН друг от друга?
9. Чем отличается принципиальная схема подстанции от схемы подключений?
Глава V
ЭЛЕКТРООСВЕТИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ
угол
Рис. 58. Телесный
в сфере
§ 22. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Устройства, предназначенные для искусственного освещения тер-
риторий, различных помещений, зданий и сооружений, называются
осветительными электроустановками. Они представляют собой об-
ширный комплекс, состоящий из распределительных устройств, маги-
стральных и групповых электрических сетей, электроосветительных
приборов, источников света — ламп, различных электроустановочных
изделий, а также крепежных и защитных конструкций.
Рациональное устройство электроосветительных установок спо-
собствует созданию гигиенических условий для работы, росту произ-
водительности труда и повышению качества
выпускаемой продукции.
На электрическое освещение расходуется
10—15% всей вырабатываемой в стране элек-
трической энергии.
Основные светотехнические величины.
Сила света (1)в международной системе
единиц (СИ) измеряется в канделах (кд). Кан-
дела — 1/60 силы света, испускаемой с пло-
щади 1 см2 сечения полного излучателя в
перпендикулярном этому сечению направлении
при температуре затвердевания платины.
В СССР переход на Международную систему
единиц осуществляется постепенно, и ряд фи-
зических величин (сила света, градусы температуры, механическая
сила, давление и др.) наряду с системой СИ еще продолжает при-
меняться в так называемой практической системе единиц, в которой
сила света измеряется в свечах: 1 свеча = 1 кд.
Световой поток (F) измеряется в люменах (лм). Люмен —
световой поток, испускаемый точечным источником в телесном угле
(рис. 58) при силе света 1 кд. Например, электрическая лампа 150 Вт
при напряжении 220 В излучает световой поток 1845 лм.
Освещенность (Е) измеряется в люксах (лк) и представляет
собой плотность светового потока, падающего на поверхность: 1 лк =
= 1 лм/1 м2.
Яркость — это поверхностная плотность силы света, измеряе-
мая в нитах: 1 нит = 1 кд/1 м2.
Системы и виды освещения. Различают три системы освещения:
общее, местное и комбинированное.
74
Верхняя полусфера
Нижняя !
полиссрера \1'со
Общее освещение применяют для освещения какого-либо поме-
щения в целом, соответствующего характеру выполняемых работ.
Местное освещение предназначено для освещения обрабатывае-
мых предметов или рабочих инструментов.
Комбинированное освещение представляет собой сово-
купность общего и местного освещения.
Правила устройства электроустановок (ПУЭ) допускают для осве-
щения применение напряжения на лампах не выше 220 В. В сетях
380/220 В лампы подключаются между фазой и нулевым проводом.
Для местного освещения в помещениях с повышенной опасностью
поражения электрическим током напряжение на лампах освещения
должно быть не выше 36 В, а в особо опасных — не выше 12 В.
Помимо систем, различают два вида освещения: рабочее и аварий-
ное. Рабочее освещение предназначено для нормальной
работы людей, аварийное — для временного продолжения работы
или безопасной эвакуации людей при отключении рабочего освещения.
§ 23. ИСТОЧНИКИ СВЕТА И СВЕТИЛЬНИКИ
Наибольшее применение в качестве источников электрического
света имеют лампы накаливания, люминесцентные лампы и дуговые
ртутные лампы (ДРЛ).
В последнее время используют новые типы газоразрядных ламп:
ксеноновые (ДКсТ), которые дают спектр излучения, близкий
к солнечному, и применяют для освещения больших пространств
(площади, стадионы и пр.). Они имеют значительные мощности
(до 100 кВт) и высокую светоотдачу (35—40 лм/Вт);
натриевые (ДНАО), которые дают специфический натриевый спектр
излучения и применяются для декоративно-художественного освеще-
ния. Мощность натриевых ламп составляет 45—140 Вт;
неоновые и аргонные газоразрядные, которые так же, как и натрие-
вые, применяют для декоративно-художественного освещения;
бактерицидные (БУВ) и эритемные (ЭУВ), которые дают ультра-
фиолетовое излучение и применяются для лечебных целей. В этих лам-
пах электрический разряд происходит в парах ртути и аргона.
Лампы накаливания представляют собой стеклянную
колбу, внутри которой в вакууме или инертном газе (смеси азота,
аргона, ксенона) находится вольфрамовая нить. Эта нить при про-
хождении по ней электрического тока накаливается до температуры
2600—2700° С и излучает световой поток.
Газонаполненные лампы имеют по сравнению с вакуумными лучшую
светоотдачу. Общим недостатком ламп накаливания является их
Низкий коэффициент полезного действия: только до 4% потребляемой
ими электроэнергии превращается в энергию светового потока, вос-
принимаемого глазом человека, а остальная часть преобразуется
в излучаемое лампой тепло.
75
Световую отдачу лампы (лм/Вт) определяют отношением светового
потока лампы к ее мощности:
С__ .1
Световая отдача лампы зависит от ее мощности и напряжения.
У ламп накаливания одинаковой мощности световая отдача при напря-
жении 127 В примерно на 10% выше, чем у ламп на 220 В.
В последнее время широкое внедрение получили люминес-
центные лампы, имеющие основные преимущества перед лам-
пами накаливания: примерно в три раза меньшее потребление электро-
энергии при одинаково создаваемой освещенности и возможность
лучше различать цветовые оттенки освещаемых предметов.
Устройство люминесцентной лампы показано на рис. 59. Стеклян-
ная трубка /, запаянная с обоих концов, с внутренней стороны покры-
та тонким слоем специального вещества — лю-
минофором. Люминофоры обладают способностью
сами светиться, поглощая направленное на них
ультрафиолетовое излучение.
Рис. 60. Устройство
лампы ДР Л:
1 — кварцевая трубка,
2 — баллон. 3 — цоколь
Рис. 59. Устройство люминесцентной лампы:
/ — стеклянная трубка, покрытая изнутри люми-
нофором, 2 — электроды 3 — капля ртути
В качестве источника ультрафиолетового излучения используют
электрический разряд в парах ртути. Из стеклянной трубки откачан
воздух, вместо которого введен инертный газ (аргон) при низком дав-
лении. Кроме того, в стеклянную трубку помещена дозированная
капля ртути 5, которая при нагреве превращается в ее пары. Оба конца
стеклянной трубки оканчиваются цоколем с двумя штырьками, к ко-
торым внутри трубки припаяны вольфрамовые электроды 2 в виде
небольших спиралей, покрытых специальным составом из углекислых
солей бария и стронция.
Физический процесс свечения люминесцентной лампы заключается
в следующем: между вольфрамовыми электродами лампы под дейст-
вием приложенного напряжения происходит электрический разряд
в парах ртути, образовавшихся в трубке от испарения капли ртути при
предварительном нагреве электродов током. Разряд сопровождается
интенсивным ультрафиолетовым излучением, под действием которого
люминофор начинает излучать свет различных оттенков, определяе-
мых составом люминофора. Таким образом, в люминесцентной лампе
происходит двойное преобразование электрической энергии: вначале
в ультрафиолетовое, а затем люминесцентное излучение.
76
Выпускают люминесцентные лампы мощностью 15, 20, 30 Вт на
напряжение 127 В и 40, 80, 125 Вт — на 220 В.
В зависимости от цветности свечения люминесцентные лампы
бывают следующих типов: ЛД — дневного света; ЛБ — белого света;
ЛТБ — тепло-белого света; ЛХБ — холодно-белого света; ЛДЦ —
дающие наибольшее приближение к естественному дневному свету и
применяемые там, где требуется четкое различие цветовых оттенков.
Дуговая ртутная лампа (ДРЛ), показанная на рис. 60,
состоит из цоколя 3 и баллона (колбы) 2, внутри которого помещены
кварцевая трубка (горелка) 1 с ртутью и аргоном и электроды. Внут-
ренняя поверхность баллона покрыта слоем люминофора. При подаче
напряжения на электроды лампы в парах ртути образуется электри-
ческий разряд, создающий интенсивное световое излучение.
Г2
Рис. 61. Схемы импульсного замедленного (стартерного) за-
жигания ламп:
а — одноламповая, б — двухламповая; Э — электроды, Ст —
пускатель (стартер), Л — лампа, Др — дроссель, С1 — конденса-
тор для улучшения cos (р, С2 — конденсатор для поглощения радио-
помех, Д — шунтирующее разрядное сопротивление конденсатора
С1, ПРА — пускорегулирующий аппарат
Под воздействием ультрафиолетовых лучей этого излучения люми-
нофор, покрывающий внутренние стенки баллона, излучает световой
поток оранжево-красного оттенка, который смешивается с основным
световым потоком лампы и создает видимый глазом белый цвет с зеле-
новатым оттенком.
Лампа ДРЛ, показанная на рис. 60, является двухэлектродной.
Четырехэлектродная лампа работает на том же принципе, но имеет
Два дополнительных электрода, облегчающих зажигание лампы. Меж-
ду основными и дополнительными электродами образуется тлеющий
разряд, благодаря которому ионизируются пары ртути, что облег-
чает возникновение разряда между основными электродами. Лампы
ДРЛ выпускают мощностью от 250 до 1000 Вт.
77
В современных системах люминесцентного освещения применяют
три схемы электрического включения ламп: импульсную замедленного
зажигания (стартерную), быстрого зажигания (бесстартерную) и мгно-
венного зажигания.
Схема импульсного замедленного зажигания (рис. 61, а) содержит
пускатель (стартер) Ст, дроссель Др, конденсаторы С1 и С2 и лампу
Л. Пускатель Ст представляет собой маленькую неоновую лампочку
с двумя электродами — неподвижным и изгибающимся (из биметалла)
при нагреве, замыкающим электрическую цепь с неподвижным элект-
родом. Выпускают также пускатели с двумя изгибающимися электро-
дами, замыкающими при нагреве электрическую цепь.
При включении (выключателем) напряжения сети между электро-
дами неоновой лампочки пускателя Ст возникает тлеющий разряд
и замыкается цепь тока через электроды Э люминесцентной лампы Л.
Через тлеющий разряд неоновой лампочки проходит ток, недоста-
точный для нагрева электродов люминесцентной лампы, но достаточ-
ный для нагрева изгибающегося электрода неоновой лампочки, кото-
рый, нагреваясь, замыкает цепь тока, как в выключателе. При этом ток
возрастает до 0,5 А (для лампы 40 Вт) и электроды люминесцентной
лампы накаляются. Одновременно электроды пускателя Ст остывают
и размыкают цепь тока.
При мгновенном разрыве цепи дроссель Др дает импульс повышен-
ного напряжения (обратная э. д. с.), вызывающий зажигание лампы Л.
Вначале возникает разряд в среде аргона, которым наполнена лампа,
затем в парах капли ртути, создавая ультрафиолетовое излучение.
После того как лампа Л зажглась, в ее цепи устанавливается
рабочий ток 0,3—0,4 А (для лампы 40 Вт), а напряжение на электродах
лампы составляет только около половины напряжения сети, так как
другая половина падает на дроссель Др, имеющий значительное индук-
тивное сопротивление. Таким образом, на электродах пускателя
(стартера) тоже остается половина сетевого напряжения, недостаточ-
ного для возникновения повторного тлеющего разряда.
Конденсаторы С1 и С2 не участвуют в процессе включения и при-
меняются для улучшения коэффициента мощности сети и поглощения
радиопомех, излучаемых разрядами в лампах и искрой в пускателе Ст-
Для включения люминесцентных ламп выпускают комплектные пуско-
регулирующие аппараты ПР А.
Наличие дросселя в электрической цепи работающей люминес-
центной лампы обусловливает пониженный коэффициент мощности
(cos ф) до 0,5—0,6. Поэтому для компенсации cos ф необходимо нали-
чие в схеме включения люминесцентной лампы конденсатора С1
(см. рис. 61). Для лампы мощностью 40 Вт при напряжении 220 В
конденсатор должен быть емкостью 4 мкФ.
Люминесцентные лампы создают стробоскопический эффект в ре-
зультате пульсаций переменного тока частотой 50 Гц и соответственно
образующихся пульсаций светового потока лампы. Стробоскопиче-
ский эффект вызывает искажение зрительного восприятия человеком,
в частности при наблюдении за вращающимися предметами; они могут
восприниматься глазом вращающимися медленнее или быстрее, чем
78
в действительности, или даже вовсе неподвижными. В ряде случаев,
например при работе на различных станках и механизмах, это явле-
ние представляет определенную опасность для людей.
Для устранения стробоскопического эффекта применяют компенси-
рованные схемы для двух ламп (см. рис. 61, б). Стробоскопический
эффект может быть также устранен чередованием подключения сосед-
них ламп к различным фазам трехфазной линии, имеющим сдвиг по
фазе на угол 120°.
Схема (рис. 61, б) представляет собой сочетание двух однолампо-
вых схем: одна лампа в схеме не имеет конденсатора С1 и потребляет
индуктивный (отстающий от вектора напряжения) ток при cos ср =
= 0,5—0,6 (отстающем), вторая лампа имеет в схеме конденсатор С1
и потребляет емкостной (опережающий) ток при cos ср = 0,5—0,6
(опережающем). В итоге общий ток, потребляемый двумя лампами,
совпадает по фазе с вектором напряжения и общий cos ср двух ламп
будет близким к единице, а отстающий в одной лампе и опережающий
в другой токи будут соответственно создавать отстающие и опережаю-
щие пульсации светового потока, которые друг друга компенсируют,
в результате стробоскопический эффект пропадает. Компенсированную
двухламповую схему называют также «схемой с расщепленной фазой».
На рис. 62, а показана одна из распространенных отечественных
схем быстрого зажигания (бесстартерного) с помощью ПРА-1АБК,
а на рис. 62, б — мгновенного зажигания люминесцентных ламп.
Накальный трансформатор НТ (см. рис. 62, а) осуществляет пред-
варительный подогрев электродов лампы и образование паров аргона
и ртути; дроссель Др и конденсатор С образуют контур резонанса
напряжений, создающий импульс для разряда в лампе и ее зажигания.
В схеме рис. 62, б применен автотрансформатор А—Б—В с боль-
шим рассеянием, который подает на лампу напряжение, в 6—7 раз
превышающее напряжение сети, и она практически мгновенно зажи-
гается. Внутреннее сопротивление обмоток Б и В выполняет роль
балластного сопротивления.
Повышенное, хотя и кратковременное, напряжение зажигания
небезопасно. Кроме того, в автотрансформаторе потери мощности
довольно значительны и составляют 30—40% от потребляемой лампы
(в стартерных схемах потери мощности в дросселе не превышают 15%).
При мгновенном зажигании электроды обычных люминесцентных ламп
быстро изнашиваются, поэтому нужны лампы с усиленными электро-
дами.
Схемы мгновенного зажигания применяют в тех случаях, когда
к лампе нет свободного доступа людей и другие схемы нежелательны,
например во взрывоопасных помещениях.
Схема включения двухэлектродной лампы ДРЛ показана на
рис. 63. Лампа ДРЛ включается через поджигающее устройство,
состоящее из разрядника Р, выпрямителя В, зарядного сопротивления
R и конденсаторов С1 и С2.
При подаче напряжения на лампу ток проходит через выпрямитель
В, сопротивление R и заряжает конденсатор С2. После полного заряда
его происходит пробой искрового промежутка разрядника Р и конден-
79
сатор С2 разряжается через обмотку дросселя ДОДр. Таким образом,
создается импульс повышенного напряжения на обмотке ООДр, благо-
даря которому происходит зажигание лампы Л.
Конденсатор С1 предохраняет выпрямитель В от воздействия
импульса повышенного напряжения. Конденсатор СЗ служит для защи-
ты от радиопомех, создаваемых поджигающим устройством.
Рис. 62. Схемы бесстартер-
ного зажигания:
а — быстрого, б — мгновенного;
НТ — накальный трансформа-
тор, Др — дроссель, С — кон-
денсатор, R — сопротивление,
А, Б, В — обмотки
Рис. 63. Схема включения двух-
электродной лампы ДРЛ:
ООДР — основная обмотка дроссе-
ля, 1/ — конденсатор защиты вы-
прямителя, С2 — зарядный конден-
сатор, СЗ — потгехоподавляющий
конденсатор, В — выпрямитель,
Д — зарядное сопротивление, Л —
двухэлектродная лампа ДРЛ, Р —
разрядник, ДОДр — дополнитель-
ная обмотка дросселя
Светильникив зависимости от условий среды, для которой
они предназначены, по своей конструкции разделяют на следующие:
открытые незащищенные, частично пылезащищенные, полностью пыле-
защищенные, частично и полностью пыленепроницаемые, брызго-
защищенные, повышенной надежности против взрыва и взрывонепро-
ницаемые.
По характеру светораспределения светильники делят на классы:
прямого, преимущественно прямого, рассеянного, преимущественно
отраженного и отраженного света.
По способу установки светильники подразделяют на группы: по-
толочные, встраиваемые в потолок, подвесные, настенные и наполь-
ные (торшеры).
80
Таблица 10. Типы светильников и область их применения
Обозначения светильников
для ламп накаливания для люминесцентных ламп для дуговых ртутных ламп Область применения
У, Уз, Гэ, Гс, Гк, С, СО ОДР, ОДОР, ЛОУ Гс, Р, Гк, СОР, СЗ, сд Прямого или преимущественно прямого света для производственных помещений, открытые или со стеклохм без уплотнения или с решет- кой 1
УПМ, ГЛШ, ГСУ, Гк, У, СУ, схм ПВЛМ, ПВЛ-6 ГсКР, ГкКР, сд, СЗ в исполнении РТС Прямого или преимущественно прямого света для производственных помещений с уплотне- нием контактной полости без стекла или со стеклом без уплотнения
ФМ, ПУ, ПСХ, СПБ ПЛУ, ПВЛ-1, пвлп — Рассеянного света для производственных помещений с замкнутым стеклом, пылезащи- щенного исполнения
сх, пгт, пнп 00 —— — Рассеянного света для производственных по- мещений с замкнутым рассеивателем, пылене- проницаемого исполнения
Продолжение табл. 1J
Обозначения светильников Область применения
для ламп накаливания для люминесцентных ламп для дуговых ртутных ламп
Ш, П2, Шм БЛ, БП, ПУ-37 (серия Л2010), УСП-1 — Рассеянного света для непроизводственных помещений с замкнутым стеклом без уплотне- ния
Лц, ПМ-1, ПлК, С-177, С-178, СК-300 ШОД, ЛПР, ПУ-65, ПУ-39, УСП-4, УСП-9, ПЛ-4, ПЛ-6 — Для непроизводственных помещений с не- замкнутым стеклом, кольцами, решетками
НВ-1, НВП-16, СВП ОВЛ, ВЛН, ВЛВ — Встроенные в потолок
БУН, ПУН, ЛцФ — — Для непроизводственных помещений влаго- защищенного исполнения
НЗБ, Н4Б НОГЛ — Повышенной надежности против взрыва
ВЗГ, В4А — — Взрывонепроницаемые
Примечание. Буквенные обозначения светильников приняты по каталогам светотехнических изделий и номенклатурам
заводов-изготовителей, преимущественно для помещений без особых требований к архитектурному оформлению.
Область применения различных типов выпускаемых светильников
приведена в табл, 10.
Конструкции наиболее распространенных светильников показаны
на рис. 64.
Зарядку светильников производят заводы-изготовители и монтаж-
ные мастерские. Для зарядки светильников применяют термостойкие
провода марки ПРКС и ПРЕС сечением 1,5 мм2. Фазовые провода
Рис. 64. Светильники:
а — «Универсаль», б — глубскоизлучатёль эмалированный Гэ, в — глубокоизлучатель зер-
кальный Гк, г — широкоизлучатель СО, д — пыленепроницаемые ППР и ППД, е — пыле-
непроницаемые ПСХ-75, ж— взрывозащищенный ВЗГ, з— повышенной надежности против
взрыва НЗБ—Н4Б «--для химически активной среды CX, к — люминесцентные ОД и
ОДР (с решеткой), л — люминесцентные ЛД и ЛДР, м — люминесцентные ПУ, н — люмине-
сцентные ПВЛ, о — люминесцентные ВЛО, п — для наружного освещения СПО-200
присоединяют к контактным винтам патронов, а нулевой провод —
к винтовым гильзам. Для взрывоопасных помещений светильники заря-
жают тремя проводами: фазным, нулевым и заземляющим; последний
присоединяют к винту заземления светильника и нулевому проводу
внутри разветвительной коробки.
83
Подвеску и крепление светильников выполняют различными спо-
собами, предусмотренными в проекте осветительной установки: на
кронштейнах, крюках, тросе, осветительном шинопроводе, в проемах
перекрытий.
В пыльных и взрывоопасных помещениях, в которых освежительная
электропроводка выполнена в стальных трубах, светильники крепят
Рис. 65. Крепление светильников к нижнему поясу метал-
лической фермы на кронштейнах:
1 — основание закрепа К124, 2 — стойка К121, 3 — втулка,
4 — универсальная стойка К120, 5 — кронштейн К984, " 6 —
хомутик С437* 7 — светильник, 8 — соединительная коробка
К936
путем навинчивания на резьбу стальной трубы. Люминесцентные све-
тильники крепят на подвесах, штангах и перфорированных полосах-
профилях. Заводы электромонтажных организаций выпускают спе-
циальные магистральные осветительные короба для подвески люмине-
сцентных светильников и прокладки проводов к ним: КЛ-1—для
однорядной подвески и КЛ-2 — для двухрядной.
Рис. 66. Однорядная подвеска светильников с люминесцентными лампами
с помощью короба КЛ-1:
/ — планка, 2 — крышка, 3 — нулевой зажим, 4 — сжим, .5 — держатель, 6 — све-
тильник, 7 — соединительная скоба
84
Пример крепления светильников на кронштейнах в цехах промыш-
ленных предприятий к металлической ферме показан на рис. 65. Под-
веска люминесцентных светильников с помощью коробов КЛ-1 (одно-
рядная) показана на рис. 66
§ 24. УСТАНОВОЧНЫЕ ИЗДЕЛИЯ
ДЛЯ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКРОПРОВОДОК
В осветительных установках для распределения электрической
энергии по группам от питающих магистралей применяют груп-
повые распределительные пункты и щитки.
Распределительные пункты серии СУ-9400 и СУ-9500 имеют одно-
полюсные автоматы до 50 А серии А3161 или трехполюсные А3163,
или оба типа совместно.
В распределительных пунктах серии СУ-9500 установлены трех-
полюсные автоматы до 100 и 200 А, используемые как магистральные
пункты. Распределительные пункты серии СУ имеют закрытое неуплот-
ненное исполнение и предназначены для утопленной установки в ни-
шах стен.
Рис. 67. Осветительный щиток
ОЩВ для нормальных условий
Рис. 68. Осветительный
щиток ЩОВ взрывонепро-
ницаемый
Распределительные пункты серии ПР-9000 выпускаются с однопо-
люсными и трехполюсными автоматами на номинальные токи 50, 100
и 200 А, имеют уплотнение и три конструктивных исполнения: для
уплотненной установки в нишах стен, навесное и стоячее. Наличие
уплотнения позволяет применять эти распределительные пункты
в помещениях с тяжелыми условиями среды. Кроме того, пункты
серии ПР-9000 в отличие от пунктов СУ 9400—9500 имеют на вводе
трехполюсный автомат.
85
Осветительные щитки ОЩ, ОЩВ и УОЩВ имеют
однополюсные автоматы серии А-3161, а щитки ОП — автоматы АБ-25.
У щитков ОЩ и ОП нет на вводе отключающего аппарата, а у щитков
ОЩВ и УОЩВ есть на вводе пакетный выключатель на 100 А. Щиток
УОЩВ, изготовляемый с уплотнением, предназначен для утопленной
установки в нишах стен. Щитки ОП, ОЩ и ОЩВ не имеют уплотнения
и применяются для открытой установки. Щитки ЩОВ имеют взрыво-
непроницаемое исполнение. На рис. 67 и 68 показаны щитки ОЩВ
ЩОВ.
Все перечисленные выше щитки выпускают на 6 и 12 групп; при
небольшом числе групп в качестве осветительных щитков используют
также ящики Я-3161 и Я-3163, в которых установлены три однополю-
сных автомата или один трехполюсный на 50 А.
Штепсельные розеткив производственных помещениях
применяют в трех исполнениях: открытое, защищенное (полугермети-
ческое) и герметическое. В помещениях с повышенной опасностью и
особо опасных, в которых корпуса электроприемников, подключаемых
через розетки, подлежат обязательному заземлению (электроинстру-
мент и др.), используют штепсельные розетки с дополнительным
заземляющим контактом.
Выключатели так же, как и штепсельные розетки выпуска-
ют в трех исполнениях: открытое, пол у герметическое и герметическое.
В пожаро- и взрывоопасных помещениях выключатели устанавли-
вают вне этих помещений или применяют выключатели во взрыво-
непроницаемом исполнении.
Патроны для ламп накаливания и ДРЛ имеют резьбовые гиль-
зы, в которых лампы закрепляют ввинчиванием; люминесцентные лам-
пы крепят в штырьковых держателях. Патроны выпускают с резьбо-
выми гильзами диаметрами 14, 27 и 40 мм: Ц-14 (до 60 Вт), Ц-27 (до
200 Вт) и Ц-40 (300—1500 Вт). Различные специальные патроны
применяют в системах освещения транспорта, в сырых помеще-
ниях и пр.
Широкое распространение в осветительных сетях промышленных
предприятий получили комплектные осветительные
шинопроводы ШОС (рис. 69), позволяющие достигнуть пол-
ной индустриализации монтажа осветительных сетей и создающие
большие удобства в эксплуатации. Шинопровод ШОС предназначен
для промышленных цехов с нормальной средой в качестве четырех-
проводных линий на напряжение 380/220 В.
Шинопровод ШОС выпускают в виде секций: прямых, угловых
и вводных со штепсельными соединениями. В комплект шинопровода
входят ответвительные штепсели, торцовые заглушки, конструкции
для крепления.
Исполнение шинопровода ШОС защищенное, номинальный ток
25 А. Секция шинопровода ШОС представляет собой стальной короб
длиной 1,5—3 м с проложенными внутри медными изолированными
проводами сечением 10 мм2. Один конец секции имеет розетку, второй —
вилку. Вводная секция длиной 0,5 м имеет коробку с зажимами для
подключения проводов питающей магистрали.
86
Рис. 69. Осветительные шинопроводы с креплением к металлическим фермам:
а — с подключением светильников на кронштейнах, б — с подключением люминесцент-
ных светильников; / —- шинопровод ШОС, 2 — крепление к фермам, 3 — кронштейн
В цехах, где используют силовые распределительные шинопроводы
ШРА, широкое применение, особенно на автомобильных заводах,
получила установка осветительных шинопроводов совместно с сило-
выми, как показано на рис. 70.
Рис. 70. Установка осветительного шинопровода ШОС совместно с силовым шино-
проводом ШРА:
а — общий вид, б — поперечный разрез; / — силовой шинопровод ШРА, 2 — кронштейн
Из трубы, 3 —- светильник, 4 — подвес, 5 — хомут, 6 — штепсельный разъем, / — осветитель-
ный шинопровод ШОС
87
Кроме перечисленных выше основных установочных изделий,
в электроосветительных установках применяют разнообразные вспо-
могательные изделия: ответвительные коробки, соединительные фи-
тинги для трубных проводок, крепежные детали.
§ 25. ЧЕРТЕЖИ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ
Осветительные сети разделяют на два вида: питающие (магистраль-
ные), прокладываемые от трансформаторных подстанций до групповых
щитков, и групповые — от щитков до светильников и штепсельных
а — двухпроводная при изолированной нейтрали без нулевого провода, б — трех-
проводная при изолированной нейтрали без нулевого провода, в — двухпроводная
при наличии нулевого провода в сетях с глухозаземленной нейтралью, г — то же,
по трехпроводная д — то же, по четырехпроводная
В схемах и на чертежах планов электропроводок приняты единые
условные графические обозначения по ГОСТ 2754—72.
Схемы групповых сетей приведены на рис. 71 для трехфазных
систем с глухозаземленной и изолированной нейтралью. Распредели-
тельные пункты имеют в качестве аппаратов управления и защиты
автоматы или рубильники с предохранителями; в сетях с заземленной
нейтралью и нулевым проводом предохранители или автоматы уста-
навливаются только в фазных проводах. По условиям безопасности
в нулевом проводе не допускается установка предохранителей или
автоматов.
Управление освещением должно быть удобным в эксплуатации.
В небольших помещениях выключатели устанавливают в самом помеще-
нии или у входа в него, около двери, со стороны, близкой к ее ручке.
Если условия среды в помещении тяжелые (сырые, пожаро- и взрыво-
опасные), а помещения постоянно заперты (склады, вентиляционные
камеры и др.), выключатели ставят вне помещений.
Для крупных производственных корпусов и для наружного осве-
щения применяют централизованное дистанционное управление осве-
88
ВД. При необходимости проверки или ре-
групповым освети-
тельным щиткам
Рие. 72. Схема дистанционного управления осве-
щением:
щением из одного-двух мест. Распространенная схема дистанционного
управления освещением показана на рис. 72. Магистраль освещения
от подстанции к групповым*щиткам включена через автомат А и маг-
нитный пускатель МП. Катушка пускателя МП включена между фа-
зой и нулевым проводом через предохранитель Л, выключатель мест-
ного управления ВМ, выключатель дистанционного включения ВД
и избиратель управления ИУ. В нормальных условиях избиратель
ИУ включен в положение Д и _освещенпе управляется дистанционно
с помощью выключателя ~~
монта аппаратуры изби-
ратель ИУ ставится в
положение М. Сигналь-
ная лампа ЛС включа-
ется от блок-контакта
пускателя МП.
Включение и выклю-
чение осветительной сети
может быть осуществлено
автоматически в зависи-
мости от уровня естест-
венной освещенности, от
солнечного света в разное
время суток, с помощью
фотореле, выпускаемых
отечественной электро-
промышленностью. При
понижении освещенно-
сти ниже установленного
уровня срабатывает фо-
тореле и своим замыкаю-
щим контактом включает
П — предохранитель, ВМ — выключатель местного уп-
равления, ВД — выключатель дистанционного управ-
ления, ИУ — избиратель управления, МП — магнит-
ный пускатель, ЛС — сигнальная лампа, А — автомат
катушку автомата, который в свою очередь включает тот или иной
участок осветительной сети. По мере восстановления естественной
освещенности до определенного уровня фотореле размыкает свой кон-
такт и автомат отключает осветительную сеть. Управление освещением
с помощью фотореле в настоящее время применяется для наружного
освещения территорий, лестничных клеток предприятий и жилых до-
мов и т. д.
В особых случаях (длинные помещения или специальные требова-
ния) бывает необходимо вручную управлять освещением из несколь-
ких мест. Простейшая схема управления освещением из двух мест
с помощью переключателей приведена на рис. 73.
Основными чертежами установки электрического освещения явля-
ются планы освещаемых помещений, на которые нанесены условными
обозначениями: питающая и групповые распределительные сети, све-
тильники, щитки, выключатели, штепсельные розетки. Для сложных
конструкций зданий дополнительно даются чертежи разрезов по наи-
более характерным узлам. Для крупных цехов и зданий составляют
расчетные схемы питающей сети, которые дают представление о сис-
89
теме питания электрического освещения, марке и сечении проводов
и кабелей, типе электропроводок и результатах расчетов по падению
напряжения в сетях. План осветительной сети производственного
помещения приведен на рис. 74.
Осветительный щиток рабочего освещения цеха получает питание
от п/ст № 4 по кабелю в траншее. Это обозначение
40 ААБ 1(3 X 95) г
расшифровывается следующим образом: 5 — номер питающей линии,
29 — расчетная нагрузка, кВт, 1 — коэффициент мощности (cos ср),
45 — расчетный ток, А; под чертой: 40 — длина участка питающей
линии, м, ААБ— марка проводника (кабель ААБ), 1(3x95)—
одна нитка кабеля сечением 3 X 95 мм2, в траншее — способ прокладки.
Рис. 73. Схемы управления освещением из двух мест с помощью
переключателей:
а — освещение вначале включается, а в конце отключается, б — осве-
щение вначале отключается, а в конце включается
Осветительный щиток имеет маркировку 1 ПР 9232-315, что
означает: 1 — щиток № 1, 32 — установленную мощность ламп осве-
щения, питаемых от щитка, кВт, 2,4 — потерю напряжения в питаю-
щей сети в процентах от номинального, ПР 9232-315 — распредели-
тельный пункт ПР-9000 с 18 однополюсными автоматами (по каталогу
пунктов серии ПР-9000). Щиток аварийного освещения имеет марки-
ровку: fl 3161-24, что означает: 1а — номер щитка аварийного
1,9
освещения,—------установленную мощность аварийного освещения,
питаемого от щитка, кВт, Я 3161-24 — тип и габарит ящика с автома-
тами, используемого в качестве щитка. Питающая линия к щитку ава-
рийного освещения показана одной ниткой кабеля марки АВВГ се-
чением (3 X 6 + 1 X 4) мм2 от силового пункта РП-7, расположен-
ного вблизи щитка, в связи с чем не указываются длина участка линии
и потеря напряжения в ней.
На чертеже обычно дается таблица всех щитков с техническими
данными об установленных на них автоматах или рубильниках с пре-
дохранителями (номинальная сила тока, расцепители автоматов).
Групповые линии к светильникам обозначены поперечными чер-
точками: три черточки — трехпроводная, четыре — четырехпровод-
ная, без черточек — двухпроводная линия.
90
Все светильники имеют номера, и в отдельной таблице приводятся
тип и данные светильников, соответствующие их номерам. Групповые
линии помечены надписями в кружках, например, 2, 3, 7 АПРТО 4
(1 X 4)Т20, что означает: групповые линии за № 2, 4 и 6 выполняются
проводом марки АПРТО с прокладкой по 4 провода сечением 4 мм2
каждый в стальной трубе диаметром 20 мм.
10
8
18
14
№
10
16
14
9
12
8.
12
10
10
12
>8 12&) ($14
Т A88f1(3x6+1x4i
I Lur ( VWZII И/ fW
40 8 ® силодого^пункта
16 РП-7
16
18
18
14
14
16
16
18
18
14
§
in
1а=Я316к
16
,32
Г“Ф
16
48
14
16
Е5
18
ЛОО! 14^ ПППОГП I т/с
От Модных зажимай | ^15
Л /4
9
ятт
J20&
18
7
7
7
9
7
&16 9
2>4,6АПРТ04(1х4)Т20
От п/ст N4----$ 29-1-45---------
40-АА51(3x95) 8 траншее
'------U-=
8М'МРТ04Цх4)Т20
141648-АПРТ04(1х4)Т20
11-АПРТ02(1х2>5)Т20
Я,5-АПРТ04(1х4)Т20
79~АПРТ03(1*2>5)Т20
8
Рис. 74. План осветительной сети производственного помещения
На отдельных участках групповых линий имеются обозначения
цифрами в кружках — это номер комплектных линий, приведенных
в спецификации к чертежу.
Групповая сеть к штепсельным розеткам выполнена напряжением
36 В от трансформатора 220136 в ящике ЯТП мощностью 0,25 кВт,
91
$ 26. РАСЧЕТ ПРОВОДОВ ЭЛЕКТРООСВЕЩЕНИЯ
В расчете проводов электроосвещения необходимо определить
требуемые минимальные сечения и марки проводов или кабелей по до-
пускаемому нагреву от тока нагрузки с проверкой на допустимую по-
терю напряжения.
Расчетную мощность осветительной сети определяют умножением
установленной мощности ламп на коэффициент спроса, определяющий
долю одновременно потребляемой мощности от установленной (табл. 11):
Рр = Кс-Ру.
Таблица 11. Коэффициенты спроса для расчета питающей сети
рабочего освещения различных потребителей
Наименование потребителя
Коэффициент
спроса, Кс
Подстанции и распределительные устройства..................
Учебные, детские и лечебные учреждения ....................
Производственные здания, состоящие из ряда отдельных поме-
щений .......................................................
Библиотеки, предприятия общественного питания и здания
административного назначения ................................
Производственные здания, состоящие из отдельных больших
пролетов ....................................................
Мелкие производственные здания и торговые помещения ....
0,6
0,8
0,85
0,9
0,95
1,0
При расчете питающих сетей наружного и аварийного освещения,
а также групповых сетей всех видов освещения коэффициент спроса
принимают равным единице (7(с = 1).
При определении расчетных нагрузок осветительных установок
с люминесцентными лампами и лампами ДРЛ необходимо учитывать
потери мощности в пускорегулирующих аппаратах (ПРА), составляю-
щие около 20% для люминесцентных ламп и 10% для ламп ДРЛ.
Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) допускается сни-
жение номинального напряжения у наиболее отдаленных ламп не более
чем на 2,5% —для внутреннего рабочего освещения промышленных
предприятий и общественных зданий, а также прожекторных устано-
вок наружного освещения; на 5% —для жилых зданий, аварийного
и наружного освещения, выполненного светильниками; на 10% —
в сетях освещения напряжением 12—36 В, считая от вводов низшего
напряжения понизительных трансформаторов. Превышение напряже-
ния в сети у ламп не должно быть выше 5% номинального.
Нагрузки осветительных сетей вызывают потери напряжения в
трансформаторе, питающем эту сеть. Потери напряжения в трансфор-
маторе зависят от его мощности, степени загрузки и коэффициента
мощности (cos ср) нагрузки. Допустимые потери напряжения в освети-
тельных сетях в зависимости от мощности нагрузки и загрузки транс-
форматоров приведены в табл. 12.
92
Таблица 12. Допустимые потери напряжения в осветительных сетях
(при коэффициенте загрузки трансформатора 0,9)
Мощность транс- форматора, кВ-А Допустимые потери напряжения трансформаторов, %
осветительных (коэффициент мощности) общих для силовых и осветительных потребителей при коэффициенте мощности
0.9 0.8 | 0,7
160 250 6 4,5 4 3,8
400 630 6,2 4,6 4,2 3,9
1000 — 4,3 3,7 3,4
Примечание: 1. Потери напряжения указаны для сетей внутреннего
рабочего освещения промышленных предприятий и общественных зданий и для
прожекторных установок наружного освещения. Для жилых зданий, аварийного
и наружного освещения, выполненного светильниками, допустимые потери напря-
жения увеличиваются на 2,5%.
2. В осветительных установках с коэффициентом мощности 0,9 и ниже допу-
стимые потери напряжения следует в любом случае определять как для трансфор-
маторов общих для силовых и осветительных потребителей.
Сечения проводников осветительной сети по потере напряжения
(мм2) определяют по формуле:
е PPL
d ~ С ьи ’
где S — сечение проводов, мм2; Рр — расчетная нагрузка, кВт; L —
длина рассчитываемого участка линии, м; д{7 — потеря напряжения,
%; С — коэффициент, определяемый по табл. 13 в зависимости от
напряжения и системы сети, а также материала проводников.
Таблица 13. Значения коэффициента С
Напряжение сети, В Система сети Коэффициент для проводов
алюминиевых медных
380/220 Четырехпроводная (3 фазы + нуль) . . 50 83
380/220 Трехпроводная (2 фазы + нуль)- .... 22 37
Двухпроводная (1 фаза-(-нуль) .... 8,3 14
220/127 Четырехпроводная (3 фазы + нуль) . . 16,5 28
Трсхпроводпая (2 фазы + нуль) .... 7,3 12,2
Двухпроводная (1 фаза + нУль) .... 2,8 4,6
3x220 Трехпроводная (3 фазы) 16,5 28
Двухпроводная (2 фазы) 8,3 14
ЗХ 127 Трехпроводная (3 фазы) 5,6 9,2
Двухпроводная (2 фазы) 2,8 4,6
3 X 36 Трехпроводная (3 фазы) 0,44 0,74
36 Двухпроводная (2 фазы) 0,22 0,37
ЗХ 12 Трсхпроводпая (3 фазы) 0,025 0,082
12 Двухпроводная (2 фазы) . . 0,0125 0,041
93
При заданном сечении проводников потери напряжения (%)
ДС/ = ^.
Произведение PpL называют моментом нагрузки и обозначают
буквой М. При этом выражения
с_ ppl ли- P»L
5 — С ки И — CS
приобретают вид соответственно
О М- А г т
5 = ~с~Ки и = cs'
Для упрощения расчетов осветительной сети пользуются таблица-
ми удельных потерь напряжения в процентах на момент нагрузки —
1 кВт'км (см. прилож. 3, 4 и 5).
Контрольные вопросы
1. Какие существуют виды и системы электрического освещения?
2. Объясните принцип работы люминесцентной лампы.
3. Каковы устройство и принцип работы лампы ДРЛ?
4. Что такое в люминесцентном освещении «стробоскопический эффект», в чем
его опасность и как его можно избежать?
5. Как устанавливают выключатели освещения в пожаро- и взрывоопасных
помещениях?
6. Какова конструкция комплектных осветительных шинопроводов ШОС и
в чем их преимущества?
7, Объясните схему управления освещением из двух мест.
Глава VI
УСТРОЙСТВО СИЛОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
§ 27. ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО И ПОСТОЯННОГО ТОКА *
Асинхронные двигатели являются наиболее распро-
страненными в народном хозяйстве благодаря простоте конструкции.
Их изготовляют либо с короткозамкнутым, либо с фазным ротором,
имеющим контактные кольца и щетки. По конструктивному испол-
нению, определяемому условиями окружающей среды, в которой элект-
родвигатели должны работать, они делятся на защищенные, закрытые
и взрывозащищенные. Асинхронные двигатели различных исполнений
показаны на рис. 75.
Рис. 75. Асинхронные двигатели:
а — защищенный, б — закрытый, в — взрывозащищенный
Электропромышленность выпускает асинхронные двигатели единой
серии А, которые имеют стандартные обозначения, приведенные в
табл. 14. Первая цифра после букв в обозначении этих электродвигате-
лей означает наружный диаметр сердечника статора (габарит), вторая
цифра — порядковую длину сердечника, цифра после тире — число
полюсов. Например, АОС62-6 означает: двигатель единой серии с
повышенным скольжением, закрытый, обдуваемый, в чугунной обо-
лочке, шестого габарита, второй длины, шестиполюсный.
Буквенное обозначение типов электродвигателей, выпускаемых с
1961 г., принято с добавлением цифры 2, а именно: А2, АО2 и т. д.
Например, АО281-10 означает: асинхронный двигатель, закрытый,
обдуваемый, восьмого габарита, первой длины, десятиполюсный.
На базе основного исполнения электродвигателей серии А2 и АО2
изготовляют электродвигатели с повышенным пусковым моментом,
скольжением и т. д.
* Принцип действия и характеристика электрических машин постоянного и
переменного тока изложены в книге В. Е. Китаева, Л. С. Шляпинтоха «Электротех-
ника с основами промышленной электроники», М., «Высшая школа», 1973.
95
Таблица 14. Обозначение асинхронных Двигателей единой серии
Исполнение Оболочка Буквенное обозначение электродвигателя с коро1козамкнугым рою ром 1 Электродвигателе с фазным ротором
общего применения с повышен- ным пусковым моментом с повышен- ным сколь- жением для текстиль- ной промыш- ленности многоскоро- стного во встраивае- мом испол- нении
Защищенное Чугунная А АП АС А АВ лк
Алюминиевая АЛ — — — —
Закрытое Чугунная АО АОП АОС АОТ АО — —
Обдуваемое Алюминиевая АОЛ — — — — — —
Электродвигатели с фазным ротором применяют в тех случаях,
когда надо обеспечить плавный пуск, иметь большой начальный пус-
ковой момент или когда необходимо регулировать частоту вращения
электродвигателя. Уменьшение пускового тока и увеличение пуско-
вого момента достигается введением в цепь ротора пускового сопротив-
ления (рис. 76). Перед пуском сопротивление 7 вводится полностью
в цепь ротора (переключатель 6 устанавливается на контакты /).
Рис. 76. Схема пуска трехфазного асинхрон.
кого двигателя с фазным ротором:
1 — 5 — контакты, 6 — переключатель, 7 — соп-
ротивление
Рис. 77. Схема пуска трехфаз-
ного асинхронного двигателя
с короткозамкнутым ротором
переключением со звезды на
треугольник
После этого рубильником включается в сеть обмотка статора. Затем
переключатель 6 постепенно переводится на контакты 2, 3, 4 и 5, при
этом ротор электродвигателя постепенно увеличивает частоту враще-
ния. При положении переключателя на контактах 5 пусковое сопротив-
ление полностью выводится из цепи ротора и электродвигатель разви-
вает номинальную частоту вращения.
96
Перш!ошпмь
Рис. 78. Реверсирование трехфаз.
кого асинхронного двигателя с по.
мощью переключателя:
Л1—ЛЗ — линии сети
Если электродвигатель редко пускают в ход, контактные кольца
в конце пуска замыкают накоротко специальным устройством, кото-
рое одновременно поднимает щетки с контактных колец. При частых
пусках щетки обычно не поднимают.
Пуск короткозамкнутых двигателей может быть произведен пере-
ключением обмотки статора со звезды на треугольник по схеме, по-
казанной на рис. 77. Для такого пуска
электродвигатель должен иметь обмот-
ку статора, соединенную в треуголь-
ник при номинальном напряжении
сети. Включая обмотку переключате-
лем вначале на звезду (на положение
3 переключателя), получают на каж-
дой фазе обмотки напряжение, кото-
рое в 1,73 раза меньше линейного
напряжения сети. Соответственно
уменьшается пусковой ток при вклю-
чении электродвигателя. После того
как двигатель развернется, произво-
дят переключение на треугольник (на
положение Т переключателя), вслед-
ствие чего на каждой фазе обмотки
статора появится междуфазное (линей-
ное) напряжение сети.
Таким образом, если электродвига-
тель имеет номинальное напряжение
220/127 В, его можно пускать пере-
ключением со звезды на треугольник
только при напряжении сети 127 В;
при напряжении двигателя 380/220 В
переключение со звезды на треуголь-
ник применимо только при напряже-
нии сети 220 В. Для пуска электро-
двигателя со звезды на треугольник
при напряжении сети 380 В он дол-
жен иметь номинальное напряжение
380/660 В.
При пуске с переключением обмот-
ки статора со звезды на треуголь-
ник в момент включения на звезду снижается не только напряжение на
каждой фазе, но и начальный момент вращения электродвигателя,
поэтому этот пуск применим тогда, когда электродвигатель включают
в ход с нагрузкой, не превышающей 40% номинальной.
Для уменьшения пускового тока короткозамкнутых асинхронных
двигателей применяют также включение пусковых регулируемых со-
противлений в три фазы статора и включение через понижающий
автотрансформатор. Эти схемы усложняют и удорожают пусковое
устройство и используются в тех случаях, когда прямой пуск недо-
пустим, главным образом для электродвигателей большой мощности.
4 Трунковский Л. Е.
97
Изменение направления вращения (реверсирование) асинхронно-
го двигателя достигается переключением каких-либо двух фаз питаю-
щей сети с помощью переключателей (рис. 78) или реверсивных маг
нитных пускателей.
Для электропривода механизмов и рабочих машин в различных
отраслях промышленности применяют также синхронные
электродвигатели. Синхронный электродвигатель имеет
статор с обмоткой трехфазного тока, подключаемой к питающей трех-
фазной сети, и ротор с обмоткой возбуждения постоянного тока, кон-
цы которой выведены к контактным кольцам.
Питание постоянным током осуществляется от генератора постоян-
ного тока, размещенного на одном валу с ротором синхронного двига-
теля, или от полупроводниковых выпрямительных устройств. Пуск
крупных синхронных двигателей осуществляется предварительным раз-
гонным асинхронным двигателем небольшой мощности, расположен-
ным на общем валу синхронного двигателя, либо через автотран-
сформаторы или реакторы, снижающие пусковой ток.
Синхронные двигатели обладают рядом преимуществ по сравне-
нию с асинхронными. Коэффициент полезного действия синхронных
двигателей выше, чем у асинхронных. Синхронные двигатели сохра-
няют постоянство числа оборотов, так как при заданной частоте тока
f частота п вращения ротора постоянна и
60/
равна где р — число
пар полюсов электродвигателя.
Синхронный двигатель при изменении тока возбуждения может
отдавать в сеть реактивную мощность; применение синхронных
двигателей является одним из наиболее эффективных способов по-
вышения коэффициента мощности. В ряде случаев синхронный двига-
тель без нагрузки используется в качестве синхронного компенса-
тора для повышения коэффициента мощности электроустановок
предприятия.
На промышленных предприятиях применяют и электро-
двигатели постоянного тока, которые позволяют
осуществить широкие пределы регулирования частоты вращения и в
ряде случаев специальные механические характеристики.
Электродвигатели постоянного тока используют в металлургиче-
ской промышленности, для привода подъемных устройств, в электриче-
ской тяге и ряде других установок. На рис. 79 показаны схемы вклю-
чения электродвигателей постоянного тока с параллельным, последо-
вательным и смешанным возбуждением.
В электродвигателе с параллельным возбуждением при помощи
реостата возбуждения 6 можно в широких пределах регулировать
число оборотов. При изменениях нагрузки частота вращения электро-
двигателя изменяется незначительно.
Для электродвигателя с последовательным возбуждением харак-
терен большой начальный момент вращения. Поэтому такой тип элек-
тродвигателя применяют, например, в электрической тяге (трамвай,
метро, троллейбус). Вместе с тем при изменениях нагрузки электро-
двигателя с последовательным возбуждением сильно изменяется часто-
98
та его вращения. При увеличении нагрузки частота вращения электро-
двигателя падает, а при снижении ниже номинальной на 20—25%
резко возрастает; на холостом ходу у электродвигателя с последова-
тельным возбуждением частота вращения возрастает настолько, что
это может привести к аварии.
Электродвигатель со смешанным возбуждением обладает как боль-
шим начальным моментом вращения, так и возможностью широкого
Рис. 79. Схемы включения электродвигателей постоянного тока
с возбуждением:
а — параллельным, б — последовательным, в — смешанным; 1 — рубиль- '
ни:: 2 — предохранитель, 3 — якорь, 4 — обмотка возбуждения, 5 —
пусковой реостат, 6 — реостат возбуждения
регулирования частоты вращения. Чтобы изменить направление вра-
щения электродвигателя, надо изменить направление тока либо в
обмотке возбуждения, либо в обмотке якоря. Если одновременно из-
менить направление тока в обмотках якоря и возбуждения (например,
поменять местами концы отходящих проводов у пускового рубильни-
ка), направление вращения электродвигателя не изменится.
§ 28. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ТОКА
Твердые полупроводниковые выпрямители. Действие твердых вы-
прямителей основано на свойстве запорного слоя, возникающего в
месте контакта металла с полупроводником, пропускать ток только
в одном направлении.
Купроксный выпрямитель содержит набор элемен-
тов (рис. 80, а), состоящий из круглой медной шайбы 4, покрытой
слоем закиси меди 3, к которому прижата медная пластина 2. Набор
таких элементов собирается на изолированный болт 5, затянутый ла-
тунными шайбами /. Контакт (медь — закись меди) пропускает ток
только в одном направлении.
Селеновый выпрямитель показан на рис. 80, б. Се-
лен — твердый металл серого цвета, в месте контакта с другим ме-
таллом создает запорный слой, пропускающий ток в одном направле-
нии. Селен также обладает свойством изменять свое электрическое
4*
99
сопротивление в зависимости от освещенности, используемое в фото-
элементах.
На железную никелированную шайбу 9 нанесен тонкий слой
селена S, к которому прижата шайба 7 из сплава висмута, олова и
кадмия. Контактные пластины 6 служат для присоединения элемента
к цепи тока. Под пластину 6 подложена латунная шайба 1,
Германиевые и кремниевые выпрямители —
диоды показаны на рис. 81. Германий — хрупкий полупровод-
никовый металл серовато-белого цвета, по своим свойствам близкий к
олову; кремний — составная часть земляных пород. Для лучшей про-
водимости к этим элементам
добавляют различные приме-
си (сурьма, мышьяк, индий).
Германиевые и кремние-
вые диоды изготовляют двух
видов: точечные (см. рис. 81, а)
и плоскостные—таблеточные
(см. рис. 81, б).
3
1 2 34 1
6
<9
G)
твердых
вы-
Рис. 80. Устройство
прямителей:
а — купроксного, б — селенового; / —
латунная шайба, 2 — металлическая
пластина, 3 — закись меди, 4 — медная
шайба, 5 — изолированный болт, 6 —
латунные пластины, 7 — шайба из
сплава висмута, олова и кадмия, 8 —
слой селена, 9 — железная никелиро-
ванная шайба
ff)
Рис. 81. Германиевые выпрямители-диоды:
а — точечный, б — плоскостной; 1 — контакто-
держатели, 2 — цилиндр, 3 — проводники, 4 —
кристаллодержатель, 5 — кристалл, 6 — контакт-
ная пружина, 7 — изолятор, 8 — германий, 9 —
индий, 10 — металлический корпус
Кремниевые диоды * допускают более высокую предельную рабо-
чую температуру (германий — 70° С, кремний—до 150° С) и рабочее
напряжение.
Наиболее распространенные схемы выпрямления переменного тока
твердыми выпрямителями приведены на рис. 82. Под каждой схемой
показаны кривые выпрямления; нижняя часть синусоидальной кривой
* Физические процессы выпрямления тока в полупроводниковых диодах опи-
саны в книге В. Е. Китаева, Л. С. Шляпинтоха «Электротехника с основами электро-
ники», М., «Высшая школа», 1973,
100
переменного тока срезается выпрямителем и образуется пульсирую-
щий постоянный ток с различными формами пульсации в зависимости
от схемы выпрямления.
Ламповые электронные выпрямители — кенотроны. Их применяют
в радиотехнических аппаратах и технике высоких напряжений. Одним
а) Я
Рис. 82. Схемы выпрямления тока твердыми выпрямителями:
а — однофазная однополупериодная, б — однофазная двухполупериод»
ная мостовая, в — трехфазная мостовая; ТВ — твердый выпрями-
тель, И — нагрузка
из видов такого выпрямителя является кенотрон, схема которого по-
казана на рис. 83, а. В стеклянном баллоне Б, имеющем высокий ваку-
ум, находятся нить накала (катод) и пластинка Л(анод). Батарея БТ
дает накал катоду К, а трансформатор Тр присоединяют к аноду А
Напряжение
на аноде
Сила тока в
цепи кенотрона
Рис. 83. Принцип работы кенотрона:
а — схема б — диаграммы тока и напряжения; Б — баллон, К — катод,
ВТ — батарея, А — анод, Тр — трансформатор, Н — нагрузка
и нагрузке Н. От нагретого катода К отрываются отрицательно заря-
женные электроны и устремляются к аноду только в течение полу-
периода, когда от трансформатора проходит на анод положительный
потенциал. В этот момент и проходит ток в цепи. В течение полуперио-
да, когда анод получает потенциал отрицательного знака, электроны
от него отталкиваются и ток в цепи не проходит. Таким образом, от
трансформатора Тр через нагрузку Н ток проходит только в одном
направлении. На рис. 83, б приведены диаграммы тока и напряже-
ния кенотрона.
101
Ртутные выпрямители. Они бывают стеклянные и металлические.
Принцип действия стеклянного ртутного выпрямителя показан на
рис. 84. Из стеклянной колбы (молибденовое стекло) выкачан воздух.
Два стальных или графитных электрода А1 и А2 являются главными
анодами. Нижняя часть колбы содержит ртуть, которая является ка-
тодом выпрямителя /(; впаянный в колбу молибденовый стержень С
дает контакт с ртутью. Отросток колбы АЗ заполнен ртутью и являет-
ся анодом зажигания. Аноды А1 и А2 подключены ко вторичной обмот-
ке анодного трансформатора Тр. Нагрузка включена в цепь катода и
через дроссель Др соединяется со средней точкой 0 вторичной обмот-
ки трансформатора Тр. Вспомогательный трансформатор Трв служит
для возбуждения (зажигания) выпрямителя.
Рис. 84. Принцип дейст-
вия ртутного стеклянного
выпрямителя
Рис. 85. Принцип
действия игнитро-
на:
1 — анод, 2 — элект-
род, 3 — ртуть
Работа ртутного выпрямителя происходит следующим образом.
Включают рубильники Р1 и Р2. Стеклянную колбу наклоняют в ле-
вую сторону так, чтобы ртуть катода К соединилась с ртутью отрост-
ка АЗ, при этом под действием напряжения вспомогательного транс-
форматора Трв замыкается цепь тока через ртуть катода К, отростка
АЗ и сопротивление R. Далее колбу возвращают в вертикальное по-
ложение и контакт между ртутью катода К и в отростке АЗ разрыва-
ется с образованием дуги. На поверхности ртути катода 7< образуется
нагретое светлое пятно, в котором ртуть испаряется. При этом свобод-
ные электроны от катода летят то к одному, то к другому аноду А1 и
А2 в зависимости от того, какой из анодов имеет в данный полупериод
положительный потенциал. Так образуется выпрямленный ток, про-
ходящий в одном направлении через нагрузку и дроссель Др.
102
Дроссель Др сглаживает пульсации тока, благодаря чему в момент
прохождения переменного тока через нулевое значение дуга в колбе
не гаснет.
При перегреве анодов А1 и А2 (недостаточное охлаждение или
плохой вакуум в колбе) может происходить обратное зажигание.
Сущность этого явления заключается в том, что при высокой темпера-
туре аноды А1 и А2 так же, как и катод, испускают отрицательные
электроны и выпрямленный ток проходит не в одну, а в обе стороны
между анодами А1 и А2, что приводит к короткому замыканию обмот-
ки трансформатора Тр0. Поэтому в цепях ртутных выпрямителей уста-
навливают быстродействующие автоматы, отключающие цепь при по-
явлении обратного зажигания.
Выпрямление переменного тока большой мощности сопровождается
выделением значительного количества тепла, в связи с чем вместо
стеклянных колб применяют металлические баки. Металлические ртут-
ные выпрямители работают по тому же принципу, что и стеклянные;
они имеют водяное охлаждение и питаются от трехфазной сети. Ме-
таллические ртутные выпрямители с запаянными баками имеют ши-
рокое распространение на электрифицированном транспорте и в уста-
новках электролиза (например, производство алюминия и др.). Однако
в связи с развитием производства мощных полупроводниковых крем-
ниевых выпрямителей они постепенно вытесняют ртутные выпрямители.
Разновидностью ртутных выпрямителей являются игнитроны, принцип
действия которых показан на рис. 85. Когда анод 1 имеет отрицательный потенциал,
дуга гаснет, благодаря чему резко снижается возможность обратного зажигания.
При отрицательном полупериоде игнитрон не работает. Поджигающий электрод 2
представляет собой иглу из полупроводникового вещества (карборунд или карбид
бора), которая погружена в ртуть 3. Для создания разряда в игнитроне необходим
короткий импульс тока порядка 50 А и напряжение в несколько сот вольт. Регули-
ровка выпрямленного тока производится изменением величины поджигающего
импульса.
Механические выпрямители. Они имеют различные конструктивные устрой-
ства, но принцип их действия заключается во вращении токосъемников, скользящих
по неподвижным контактам, к которым подводится переменный ток. Токосъемники
вращаются синхронно с частотой переменного тока и снимают ток постоянной поляр-
ности.
Механические выпрямители (рис. 86) на высокие напряжения (до 150 кВ) и малые
токи (до 0,2 А) применяют, например, в электрофильтрах для очистки газов. Кресто-
вина с подвижными контактными сегментами С/, С2, СЗ и С4 укреплена на валу 3
синхронного двигателя. Каждая пара сегментов С1—С4 и С2—СЗ имеет электри-
ческое соединение. Напряжение от трансформатора Тр подводится к неподвижным
контактным сегментам НС2 и отводится во внешнюю сеть к нагрузке II от неподвиж-
ных сегментов HCI.
В течение первого полупериода синусоиды переменного тока вращающаяся
крестовина находится в положении /, в течение второго полупериода — в поло-
жении II. Нетрудно убедиться в том, что в обоих случаях с неподвижных сегмен-
тов НС1 будет сниматься ток постоянного направления.
Преобразователи частоты. Преобразователи частоты разделяют
на две основные группы: вращающиеся (машинные) и статические
(без вращающихся частей).
Асинхронный преобразователь частоты
(АПЧ) представляет собой две асинхронные машины на общем валу
103
(рис. 87): приводной двигатель Д с короткозамкнутым ротором и
генератор Г с контактными кольцами. Направление вращения поля
статора у генератора противоположно направлению вращения рото-
ров, что приводит к индуцированию в роторе генератора тока с ча-
Т И
Рис. 86. Принцип действия механического выпрямителя:
С1 — С4 — подвижные контактные сегменты, НС1, НС2 — неподвижные кон-
тактные сегменты, В — вал синхронного двигателя, Н — нагрузка, Тр —
трансформатор
стотой /2 (Гц)» который снимается с контактных колец генератора
щетками
_ Пг + "д
'2“ 60 ’^г’
где пг — частота вращения поля статора генератора, об/мин; —
частота вращения поля статора двигателя, об/мин; рг — число пар
частоты применяют для питания
электроинструментов, прядильных
веретен, деревообделочных стан-
ков и пр.
Двухмашинный пре-
образователь частоты
состоит из двух расположенных
на общем валу машин: двигателя
переменного или постоянного тока
и генератора переменного тока по-
вышенной или пониженной частоты
(по отношению к частоте 50 Гц).
При двигателях постоянного тока
регулируется число оборотов гене-
полюсов статора генератора.
Асинхронные преобразователи
Рис. 87. Принцип действия асинхрон-
ного преобразователя частоты (АПЧ)
ратора для получения различных частот переменного тока; при двига-
телях переменного трехфазного тока генераторы работают с постоянной
частотой переменного тока.
104
Для питания индукционных плавильных печей и сквозного нагрева при ковке,
штамповке и прокате с частотами тока 1000—10 000 Гц используют индуктор-
ные однофазные генераторы частоты; на статоре генератора
расположены основная обмотка и обмотка возбуждения. Ротор генератора имеет
большое число зубцов и при вращении создает пульсирующее сопротивление в маг-
нитной цепи. Таким образом, в обмотке статора наводится э. д. с. повышенной час-
тоты.
Индукторные однофазные генераторы обычно применяются большой мощности,
имеющие привод от высоковольтных синхронных двигателей. Поскольку при высо-
ких частотах тока происходит усиленный нагрев железа статора и ротора, индук-
торные генераторы имеют обычно принудительное охлаждение: статор — воздушное,
а ротор — водяное с подводом воды через полый вал.
Ионные преобразователи частоты производят повышение
частоты обычно с помощью трехсеточных анодных ртутных вентилей — игнитронов
с водяным охлаждением и применяются, например, в кузнечных цехах для индук-
ционного нагрева заготовок. Эти преобразователи частоты имеют ограниченную
мощность до 500—600 кВт, частоту тока до 2500—3000 Гц и в последние годы вытес-
няются полупроводниковыми преобразователями.
Статический ферромагнитный преобразователь рабо-
тает на принципе дроссельных схем умножителей и делителей частоты и позволяет
получить из частоты 50 Гц пониженные и повышенные частоты 25, 75, 100, 150, 200,
250, 300, 350 и 400 Гц.
Ферромагнитные преобразователи частоты применяют для получения высоких
скоростей (электроинструмент, деревообделочные станки) и индукционного нагрева.
Масса ферромагнитных преобразователей примерно на 50% больше, чем у транс-
форматоров той же мощности, а к. п. д. на 2—3% ниже.
Статический тиристорный преобразователь час-
тоты построен на базе управляемых вентилей — тиристоров и в настоящее время
быстро вытесняет другие виды преобразователей частоты. Из отдельных тиристоров
собираются схемы крупных преобразователей, мощность которых уже достигает
12 МВт с регулируемой частотой 500—1000 Гц. Преобразователь мощностью 10кВ*А
ПЧС-10-150/200/400 преобразует трехфазный ток с частотой 50 Гц в трехфазный
частотой 150, 200 и 400 Гц при напряжении 36—230 В. Преобразователи ПЧС-10
применяют для питания электроинструментов.
Тиристорный преобразователь частоты ТПЧ-40 имеет номинальную мощность
40кВ*А и предназначен для плавного регулирования частоты вращения асинхронных
двигателей с короткозамкнутым ротором. Диапазон регулирования выходной час-
тоты 5—60 Гц, а выходного напряжения от 20 до 230 В, Преобразователь ТПЧ-40
питается от сети 380 В частотой 50 Гц.
§ 29. ЭЛЕКТРОМАШИННЫЕ И МАГНИТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
Электромашин ный усилитель (ЭМУ) представляет собой не-
большой агрегат, имеющий на общем валу двигатель переменного тока и генератор
постоянного тока с двумя парами щеток на коллекторе, сдвинутых под углом 90°;
одна пара щеток соединена накоротко.
На рис. 88 показан принцип работы наиболее распространенного ЭМУ с попе-
речным полем. Обмотка возбуждения ОУ, называемая обмоткой управления, создает
магнитный поток Фг. Поскольку якорь, вращаясь, пересекает поток Фх, в его
проводниках возникает ток, направление которого показано крестиками (от нас)
и точками в кружках (к нам).
В свою очередь ток в обмотке якоря создает магнитный поток Ф2, называемый
поперечным потоком реакции якоря. Направление поперечного потока остается
неизменным, а поскольку проводники якоря его непрерывно пересекают, в них
возникает э. д. с., направление которой показано крестиками и точками без круж-
ков. Эту электродвижущую силу можно снять через вторую пару щеток (на схеме
вертикальную) и питать внешнюю нагрузку. Регулируя небольшую силу тока воз-
буждения в обмотке ОУ, можно соответственно увеличить или уменьшить силу тока
в цепи внешней нагрузки ЭМУ. Кроме потоков Фх и Ф2 в якоре ЭМУ от нагрузоч-
ного тока создается еще продольный поток реакции Ф3 направленный навстречу
105
потоку Ф] и ослабляющий его. Для компенсации потока Ф3 служит компенсацион-
ная обмотка 1\О. Следует отметить, что ЭМУ обычно имеют несколько обмоток управ-
ления, взаимодействующих в сложных схемах.
Магнитные усилители с помощью постоянного тока малой мощ-
ности позволяют регулировать переменный ток значительно большей мощности.
Достоинством магнитных усилителей является отсутствие в них движущихся частей,
поэтому они имеют широкое применение в системах автоматического управления.
Принцип действия магнитного усилителя показан на рис. 89. Два стальных сердеч-
ника из высококачественной никелевой стали (пермаллоя) имеют две обмотки: управ-
ляющую У постоянного тока и главную — переменного тока, состоящую из двух
Рис. 88. Принцип действия элек-
тромашинного усилителя с попереч-
ным полем
Рис. 89. Принцип действия маг-
нитного усилителя
последовательно соединенных обмоток Г1 и Г2. Направление тока главных обмоток
Г1 и Г2 таково, что создаваемые ими магнитные потоки по отношению к управляющей
обмотке направлены навстречу друг другу (показано стрелками) и, таким образом,
не наводят в управляющей обмотке переменной э. д. с. Если в управляющей
обмотке У нет постоянного тока, магнитный усилитель представляет собой по суще-
ству дроссель с большим индуктивным сопротивлением, включенным в цепь пере-
менного тока последовательно с нагрузкой; при этом сила переменного тока, пита-
ющего нагрузку Н, незначительна.
Подавая в управляющую обмотку У постоянный ток небольшой мощности, под
магничивают сердечник, при этом индуктивное сопротивление обмотки Г1 и Г2
падает и соответственно возрастает ток в цепи нагрузки переменного тока Н.
Примеры применения электромашинных и магнитных усилителей в системах
управления и регулирования электродвигателей приведены в § 31.
§ 30. АППАРАТУРА УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ
Аппаратура управления электродвигателями и защиты их предназначена для
обеспечения пуска, реверсирования (изменения направления вращения), торможе-
ния и регулирования числа оборотов. Эту аппаратуру разделяют на две основные
группы: ручного (неавтоматического) и автоматического управления. Защита
электродвигателей осуществляется с помощью реле.
Современные аппараты управления пуском электродвигателей имеют главные
контакты рубящего или нажимного действия, изготовленные из твердотянутой меди.
В некоторых конструкциях медные контакты покрыты серебром для уменьшения
106
переходного сопротивления между контактами, что снижает нагрев контактов и
повышает их стойкость.
Аппаратуру управления классифицируют: по напряжению — на аппараты
до 1000 В и выше 1000 В; по устройству защиты от воздействия окружающей среды —
на аппараты открытые, защищенные, закрытые, герметические взрывобезопасные
и специальные.
Аппаратура ручного управления. Основными аппаратами ручного
управления являются рубильники и переключатели, предохранители,
пакетные выключатели и пере-
ключатели ПК', универсальные
переключатели УП, контрол-
леры.
Рубильники и пе-
реключатели применяют
для включения и отключения
цепей постоянного и переменно-
го тока до 1500 А. Рубильники
и переключатели выпускают в
одно-, двух- и трехполюсном
исполнении для переднего и зад-
него присоединения проводов.
Рис. 91. Распределительный щит
из блоков БПВ
Рис. 90. Трубчатый пре-
дохранитель ПР:
1 — контакт для присоеди-
нения проводов, 2 — кон-
тактные ножи, 3 — контакт-
ная стойка, 4 — трубка,
5 — латунное кольцо с резь-
бой, 6 — колпачки, 7 —
плавкая вставка
Для установки на лицевой стороне панелей щитов при напряжении
до 250 В используют рубильники РО-3, Р-3 и Р-5 с центральной руко-
яткой. При напряжении 380 и 500 В для установки с задней стороны
Щитов применяют рубильники РП-3 и РП-5 с рычажным приводом.
107
Для установки в закрытых ящиках выпускают рубильники с боковой
рукояткой и защитным кожухом.
Предохранители служат для защиты электрических
сетей от перегрузок и коротких замыканий. Предохранитель состоит
из корпуса и помещенной внутри его плавкой вставки (обычно цинко-
вой), калиброванной на определенную величину тока. Наиболее распро-
страненный трубчатый предохранитель ПР показан на рис. 90.
Предохранитель ПР является разборным и состоит из фибровой
трубки 4, латунного кольца с резьбой 5, навинчивающихся колпач-
ков 6, контактных ножей 2. На изоляционном основании прикрепляет-
ся контактная стойка 3 с контактом 1 для присоединения проводов.
Внутрь трубки вставляется цинковая плавкая вставка 7.
Предохранители ПР выпускают двух габаритов: на напряжения
до 250 и до 500 В. Патроны предохранителей ПР имеют номинальные
токи 15, 60, 100, 200, 350, 600 и 1000 А.
Предохранитель НПР также является разборным; его трубка за-
полнена кварцевым песком, который способствует быстрому гашению
электрической дуги» возникающей при расплавлении плавкой вставки
в предохранителе. Эти предохранители выпускают на номинальные
токи 100, 150, 250, 400 и 600 А.
Предохранитель НПН имеет конструкцию, аналогичную предо-
хранителю НПР, но является неразборным и применяется для напря-
жения до 500 В и на ток до 40 А.
В связи с внедрением в силовых сетях полупроводниковой техники
для защиты преобразователей от токов коротких замыканий получи-
ли применение быстродействующие предохранители — неразборные,
с указателем срабатывания ПП-41 (номинальное напряжение 660 В
и токи 100—630 А), ПП-51 (номинальное напряжение 380 В и токи
160—400 А) и ПП-61 (номинальное напряжение 380 В и токи 63 и
160 А).
Блочный рубильник-предохранитель (БПВ) содержит три предо-
хранителя, посаженных на общую траверсу, имеющую горизонтальное
перемещение от рукоятки. При подъеме рукоятки вверх ножи пре-
дохранителей входят в губки контактных стоек и замыкают цепь.
Достоинством этой конструкции является компактность и безопасность
обслуживания; в отключенном состоянии предохранители свободны
от напряжения и могут быть сняты. Откидная крышка имеет механи-
ческую блокировку с рукояткой: открыть крышку можно только при
отключенном положении рукоятки, включить рукоятку — только при
закрытой крышке. На рис. 91 показан силовой распределительный
щит, собранный из блоков БПВ.
Пакетные выключатели и переключатели
ПК служат для включения и отключения цепей постоянного и пере-
менного тока от 10 до 100 А при напряжении 220 В и от 6 до 60 А
при напряжении 380 В. Пакетные выключатели (рис. 92) применяют
в качестве ручных пускателей для электродвигателей небольшой мощ-
ности, переключателей со звезды на треугольник и в некоторых слу-
чаях в цепях управления и сигнализации. Их выпускают на один, два
и три полюса в виде пакетов из изолирующего материала, внутри
108
которых монтируют подвижные и неподвижные плоские скользящие
контакты с механизмом мгновенного разрыва контактов. Для гашения
электрической дуги имеется фибровая искрогасительная шайба.
Универсальные переключатели УП широко при-
меняют в современных электроустановках для переключения элект-
рических цепей, катушек контакторов и реле, пуска электродвигате-
лей небольшой мощности и др. Универсальный переключатель УП
состоит из набора секций, содержащих переключающий кулачковый
и контактный элементы. Эти переключатели могут иметь от 2 до 32
контактов, что позволяет выполнять переключения в сложных схемах.
Рис. 92. Пакетный выключатель:
а — общий вид, б — контактная система, в — переключающий механизм, г — элемент
пакета
Контроллеры служат для переключения цепей постоянного
и переменного тока и создания в них различных электрических схем
торможения, а также реверсирования. Контроллеры бывают барабан-
ные, кулачковые и плоские.
На рис. 93 показано устройство барабанного контроллера. Барабан
2, опрессованный изолирующим материалом, вращают вокруг оси
штурвалом 1. На поверхности барабана укреплены медные или брон-
зовые контакты-сегменты 3. На неподвижной рейке 5 установлены
контактные пружинящие пальцы 4, к которым подключают провода
электрической цепи. Для гашения дуги при разрыве контактов ба-
рабанные контроллеры имеют дугогасительные сопротивления и изо-
лирующие перегородки. Барабанные контроллеры применяют для
электродвигателей мощностью до 75 кВт при числе включений до
240 в час.
Недостатком барабанных контроллеров является трущийся кон-
такт между пальцем и сегментом, который сравнительно быстро из-
нашивается. Кроме того, при размыкании контактов происходит
затяжка в разрыве дуги и контакты обгорают. Эти недостатки вызвали
значительное сокращение выпуска барабанных контроллеров и переход
на более широкое использование кулачковых.
Кулачковые контроллеры (рис. 94)‘имеют контакты, на которые
воздействуют фасонные кулачковые шайбы. При повороте вала 1 вра-
щается кулачковая шайба 2, по которой скользит ролик 3, удерживая
контакты 6 (подвижный) и 7 (неподвижный) в разомкнутом состоянии.
109
Когда ролик 3 попадает в вырез на шайбе 2, он опускается и под дейст-
вием пружин 4 и 5 контакты 6 и 7 замыкаются. Когда ролик 3 выйдет
из выреза шайбы 2, он поднимается и контакты 6 и 7 вновь размыка-
ются .
Кулачковые контроллеры применяют в цепях электродвигателей
больших мощностей с числом включений до 600 в час. Каждый кон-
тактный элемент имеет дугогасительное сопротивление.
В плоском контроллере контакты расположены на панели по пря-
мой линии. Между контактными рядами находится шпиндель, который
Рис. 93. Схема устройства ба-
рабанного контроллера:
1 — штурвал, 2 — барабан, 3 —
контакты-сегменты, 4 — контактные
пальцы, 5 — неподвижная рейка
Рис. 94. Схема устройства
кулачкового контроллера:
1 — вал, 2 •— шайба, 3 — ро-
лик, 4 и 5 — пружины, 6 и 7 —
контакты
приводится во вращение сервомотором (вспомогательным электродви-
гателем) постоянного или переменного тока через редуктор. По шпин-
делю перемещается гайка, с которой связаны щетки, передвигающиеся
по неподвижным контактам, соединенным с переключаемыми сопротив-
лениями. Возможен и ручной привод плоского контроллера от рукоятки
или штурвала.
Схемы, поясняющие управление асинхронными двигателями с
фазным ротором при помощи барабанного и кулачкового контрол-
леров, показаны на рис. 95. В обоих случаях контроллеры допускают
перемену направления вращения электродвигателя.
На рис. 95, а барабан контроллера показан развернутым на пло-
скость. Контакты, расположенные в схеме на средней нулевой линии,
соответствуют контактным пальцам контроллера. Читая схему, надо
контактные сегменты развертки (на рисунке они зачерчены) мысленно
совмещать с контактными пальцами (показаны в виде кружков на ну-
110
левой линии). Например, в положении штурвала контроллера Вперед
на четвертом положении будут замкнуты следующие контакты: С1 —
Л1, СЗ—ЛЗ (С2 и Л2 соедине-
ны постоянно напрямую),
РЗ—Р4—Р5—Р6.
На рис. 95, б показана
схема управления электро-
двигателем при помощи кулач-
кового контроллера, анало-
гичная схеме, приведенной
на рис. 95, а. По средней (ну-
левой) линии изображены кон-
такты кулачкового контрол-
лера: в положениях Назад и
Вперед зачерненные точки
обозначают замыкание соот-
ветствующих подвижных кон-
тактов с неподвижными.
Командоконтроллеры пред-
ставляют собой небольшие
кулачковые контроллеры,
предназначенные для пере-
ключений в цепях управле-
ния с небольшими токами.
Командоконтроллеры заменя-
ют кнопки включения кон-
тактов или пускателей, непо-
средственно включающих си-
ловые цепи электродвигате-
лей. Они позволяют одной
рукояткой производить опе-
рации, которые осуществля-
лись тремя кнопками {Пуск —
вперед, Пуск — назад и Стоп).
Командоконтроллеры выпус-
кают с разным числом контак-
тов и рукояток. К схемам уп-
равления с командоконтрол-
лерами прилагают таблицу
включения его контактов при
различных положениях ру-
кояток.
В электроприводе различ-
ных механизмов и в других
схемах силовых сетей приме-
няется большая номенклатура
сопротивлений. В качестве
активных сопротивлений ис-
пользуют проволочные (фех-
Рис. 95. Схемы реверсивного управления
асинхронным двигателем при помощи коп-»
троллеров:
а — барабанного, б — кулачкового
111
раль, нихром, никелин, константан и др.) и чугунные в виде калибро-
ванных секций — решеток. Активные сопротивления, регулируемые
с помощью переключателей, называют реостатами.
В электрические схемы силовых сетей часто вводят индуктивные
сопротивления — дроссели, представляющие собой стальной сердечник
с катушкой из медного или алюминиевого провода. Индуктивные со-
противления в виде катушек без стального сердечника называют
реакторами. Реакторы применяют в тех случаях, когда необходимо
Рис. 96. Силовой пункт с предохранителем СП
ограничить кратковременные броски большого тока. В нормальном
режиме реакторы в отличие от реостатов и дросселей не создают в цепи
тока существенных потерь напряжения и мощности.
Силовые распределительные пункты служат
для приема и распределения электроэнергии, поступающей от распре-
делительных щитов трансформаторных подстанций по магистральным
силовым линиям (фидерам). Силовые пункты в виде шкафов комплек-
туют рубильниками с трубчатыми предохранителями или автоматами.
От силовых пунктов идет распределительная сеть к отдельным электро-
приемникам.
112
Силовой распределительный пункт с рубильником на вводе и труб-
чатыми предохранителями на отходящих линиях СП показан на
рис. 96. В пыльной и влажной средах используют пункты с уплотне-
нием СПУ. Широко применяемый в силовых сетях распределительный
пункт ПР-9000 с автоматами серии А-3100 показан на рис. 97. Сило-
вые пункты ПР-9000 выпускают также в навесном исполнении и для
установки в нишах стен.
а)
Аппаратура автоматизированного управления. Основными аппара-
тами автоматизированного управления являются кнопки управления,
путевые выключатели, контакторы, магнитные пускатели, автомати-
ческие выключатели (автоматы). Эта аппаратура предназначена для
дистанционного и автоматического управления не только отдельными
механизмами, но и целыми технологическими комплексами.
Кнопки управления служат для замыкания и размыка-
ния цепей дистанционного управления аппаратами. Кнопки могут быть
с самовозвратом в исходное положение под действием пружины или
без самовозврата.
Кнопка управления может иметь нормально открытые, закрытые
или те и другие контакты. Комплект из нескольких кнопок, смонти-
рованных в общем корпусе, называют кнопочной станцией.
113
Выпускаются кнопки управления для установки на панелях, на
стене, на полу (педальные), подвесные и ладонные.
Путевые выключатели представляют собой кнопки
управления, на которые воздействует не рука человека, а непосредст-
венно сам механизм во время его передвижения. Путевые выключа-
тели могут быть рычажные, кнопочные, шпиндельные, вращающиеся,
индукционные.
Рис. 98. Путевой выключатель КУ-131
Рычажные путевые выключатели имеют обычно валик с закреплен-
ными на нем одной или двумя кулачковыми шайбами; при повороте
валика от воздействия на него передвигающегося механизма кулачко-
вые шайбы действуют на рычаги контактов, замыкая или размыкая
их. На рис. 98 показан путевой выключатель КУ-131.
Рис. 99. Контактор переменного тока:
1 — катушка, 2 — короткозамкнутый виток, 3 — якорь, 4 и
10 — контакты, 5 — проводник, 6 и 7 — блок-контакты, 8 —
дугогасительная камера, 9 — набор металлических пластин,
11 — неподвижный сердечник
Контактором называют аппарат, приводимый в действие
электромагнитом, включение и отключение которого могут быть вы-
114
для присоединения внешних проводов.
Рис. 100. Магнитный пускатель ПМЕ:
а — общин вид, б — схема; Л — линейный кон-
тактор, РТ — токовое реле
полнены на расстоянии от кнопки управления, релейной аппаратуры
и других аппаратов.
Контактор имеет главные контакты силовой цепи (неподвижные
и подвижные), блок-контакты, включаемые в цепи управления или
сигнализации, и дугогасительное устройство.
На рис. 99 показан контактор переменного тока. Катушка /, не-
подвижный сердечник 11 и якорь 3, укрепленный на валу, образуют
магнитную систему контактора. Подвижные контакты 4 и неподвиж-
ные 10 являются главными контактами. Вспомогательные блок-кон-
такты 7 нормально открыты, а блок-контакты 6 нормально закрыты.
Гибкие проводники 5 из медной фольги соединяют подвижные контак-
ты 4 с контактными болтами
Дугогасительная камера 8
надевается на главный кон-
такт (на рисунке она надета
только на один полюс) и имеет
внутри набор металлических
пластин 9, которые способст-
вуют гашению дуги, образую-
щейся при разрыве контак-
тами цепи.
Контакторы переменного
тока выпускают для работы в
цепях напряжением 220, 380
и 500 В для токов до 600 А.
В контакторах переменно-
го тока при питании катушек
электромагнита однофазным
переменным током и прохож-
дении тока через нулевое зна-
чение возможна усиленная
вибрация и даже отрыв якоря
от сердечника катушки. Чтобы
устранить этот недостаток,
применяют короткозамкнутый виток 2 из меди или латуни, надевае-
мый с торца якоря. В этом витке индуктируется э. д. с. и ток, кото-
рый, в свою очередь, создает магнитный поток, удерживающий якорь
в момент прохождения тока катушки через нулевое значение.
В контакторах постоянного тока дугогасительная система обычно
состоит из камеры и катушки, которая создает магнитное дутье,
растягивающее дугу. Контакторы постоянного тока КП выпускают
на токи главной цепи 100, 150, 300 и 600 А с одним или двумя главны-
ми контактами.
Магнитные пускатели (рис. 100, а) представляют со-
бой трехфазные контакторы переменного тока с нормально открытыми
главными контактами, помещенные в стальной защитный кожух со
съемной крышкой. Кроме того, выпускают также магнитные пускате-
ли без кожуха. Магнитные пускатели могут быть с двухполюсным теп-
ловым реле и без него.
115
В отличие от контактора магнитный пускатель имеет блок-контакт,
блокирующий кнопку Пуск. После нажатия этой кнопки магнитный пу-
скатель включается и после отпускания ее остается во включенном
положении. Отключение магнитного пускателя осуществляется от
кнопки Стоп (рис. 100, б).
Два тепловых элемента реле РТ имеют в цепи управления нормаль-
но замкнутые контакты. При опасной перегрузке электродвигателя
размыкается один или оба контакта теплового реле РТ, цепь тока в
катушке прерывается и происходит отключение главных контактов.
Отключение также может быть выполнено от руки нажатием кнопки
Стоп, разрывающей цепь питания катушки.
Реверсивные магнитные пускатели служат для перемены направ-
ления вращения электродвигателя и представляют собой два спаренных
нереверсивных магнитных пускателя, механически сблокированных
между собой так, чтобы мог включиться только один из пускателей
(рис. 101). При нажатии кнопки Вперед замыкается цепь катушки пус-
кателя В и размыкается цепь катушки пускателя Н. Кнопка Назад
включает цепь катушки пускателя Н. Одновременность включения
пускателей В и Н исключается, так как они механически сблокиро-
ваны.
Магнитный пускатель осуществляет защиту электродвигателя от
перегрузки, исчезновения напряжения в сети и понижения напряже-
ния более чем на 30—40% от номинального. При дальнейшем пониже-
нии напряжения в сети катушка не может удержать якорь электромаг-
нита во включенном положении и он отпадает. Выбор магнитных пус-
кателей приведен в таблице (см. прилож. 7).
116
Для защиты электродвигателя от коротких замыканий перед маг-
нитным пускателем устанавливают автоматы с максимальной защитой
или предохранители с плавкими вставками.
Автоматические выключатели (автоматы)
являются наиболее совершенными аппаратами ручного и дистанцион-
ного управления. Они применяются для включения и отключения
электрических цепей, электрооборудования, а также для автоматиче-
ского отключения при перегрузках и коротких замыканиях.
Рис. 102. Автоматический выключатель серии АК-50:
1 — корпус, 2 — крышка, 3 — траверса, 4 — контактная нажимная пру-
жина, 5 — рукоятка включения, 6 — система «ломающихся» рычагов,
7 — мостик, <8 — подвижный контакт, 9 — дугогасительная камера с
деионной решеткой, 10 — отключающая рейка, 11 — неподвижный кон-
такт, 12 — якорь, 13 — винт механизма управления, 14 — возвратная
пружина якоря, 15 — стоп, 16 — катушка, 17 — плунжер, 18 — трубка,
19 — возвратная пружина плунжера
В силовых и осветительных электроустановках наибольшее рас-
пространение имеют автоматы серий АК-50 и А-3100.
Автомат АК-50 (рис. 102) содержит подвижные контакты 8 (по
Два в каждом полюсе), установленные в пазах траверсы 5, которая,
поворачиваясь на заданный угол вокруг оси, производит замыкание
или размыкание контактов. Пружина 4 обеспечивает необходимое на-
жатие контактов, на которых имеются насадки из металлокерамики.
Автомат АК-50 имеет дугогасительные камеры 9, накрывающие по-
движные контакты S, расцепитель максимального тока и механизм
управления от действия рукоятки 5.
117
Автоматы АК-50 выпускают на силу тока до 63 А, поэтому приме-
няют их в цепях с небольшими токами нагрузки.
Автоматы серии А-3100 (рис. 103) выпускают на ток от 15 до
600 А. Автомат А-3100 состоит из контактной системы (УЗ, 14, 15),
дугогасительных камер 3 и механизма управления от действия руко-
ятки 5.
Автоматическое отключение аппарата А-3100 осуществляется рас
ценителем — специальным устройством в пластмассовом корпусе, ус
таповленном под крышкой ав-
томата. Расцепители могут
быть только с тепловым эле-
ментом для защиты от токов
перегрузки или только элект-
ромагнитные — для защиты
от токов короткого замыка-
ния. Автоматы А-3100 могут
содержать комбинированные
расцепители: тепловые и элек-
б)'
Рис. 103. Автоматический выключатель серии А-3100:
а — общий вид, б — устройство; 1 — крышка, 2 — каркас деионной решетки, 3 — дуго-
гасительная камера с деионной решеткой, 4 — перекидная пружина, 5 — рукоятка вклю-
чения, 6 — <-ломающиеся» рычаги, 7 — рычаг, 8 — собачка расцепителя, 9 — термобиметал-
лический элемент, 10 — рейка, 11 — якорь электромагнита, 12 — сердечник электромаг-
нита, 13 — контактный рычаг, 14 — подвижный контакт, 15 — неподвижный контакт, /6' —
основание
тромагнитные. По отдельному заказу эти автоматы поставляют
с встроенными дополнительными катушками для дистанционного от-
ключения автомата от кнопки управления, реле или другого аппарата.
118
В последние годы отечественная промышленность выпускает авто-
маты серии Л-3700, которые по конструкции аналогичны автоматам
А-3100, но имеют более высокую отключающую способность и снабже-
ны механизмом дистанционного включения. Такие автоматы можно
включать и отключать как вручную от рукоятки, так и дистанционно
от кнопок управления, реле или других аппаратов управления.
Защита короткозамкнутых асинхронных двигателей от перегрузок
и коротких замыканий. Короткозамкнутый асинхронный двигатель
при пуске потребляет от сети в течение нескольких секунд ток, пре-
вышающий номинальный в 5—7 раз. Для защиты короткозамкнутых
асинхронных двигателей от коротких замыканий применяют плавкие
предохранители и автоматические выключатели. Номинальный ток
плавкой вставки предохранителя выбирают по формуле
/ =
вст 2,5’
где /вст — номинальный ток плавкой вставки, А; /п — пусковой ток
электродвигателя, А.
Для электродвигателей механизмов с тяжелыми условиями пуска
(большая длительность разгона, частые пуски) номинальный ток
плавкой вставки выбирают по формуле:
/ =_____Ln._
вст 2—1,6 ’
Предположим, что надо подобрать ток плавкой вставки предохра-
нителя для ответвления от магистрали к трехфазному асинхронному
короткозамкнутому двигателю мощностью 20 кВт при напряжении
380 В и номинальном токе 39 А, указанном в паспортной табличке.
Плавкие вставки имеют стандартные номинальные токи 15, 20, 25, 35,
60, 80, 100, 125, 160, 200 А. Кратность пускового тока приведена в
справочных таблицах технических данных для каждого типа асинхрон-
ных двигателей.
Допустим, что пусковой ток двигателя в 7 раз больше его номиналь-
ного тока, т. е. /п = 7 X 39 = 273 А. Расчетный ток плавкой вставки
/ — 109 2 А
Увст~2,5“ 2,5
Следовательно, ближайшее значение тока плавкой вставки 100 А.
Такая плавкая вставка предохраняет электродвигатель от коротких
замыканий, но она не может защищать его от перегрузок. Даже при
длительной двойной перегрузке электродвигателя по току (39 X 2 =
= 78 А) плавкая вставка не перегорит. Если же выбрать плавкую
вставку на меньший ток, то она может перегореть от перегрева пус-
ковым током в момент пуска.
При пуске короткозамкнутых двигателей небольшой мощности
ограничиваются применением предохранителей для защиты от корот-
ких замыканий и простого пускового аппарата в виде рубильника или
пакетного выключателя.
Защита электродвигателя от длительных опасных перегрузок толь-
ко тепловым реле не обеспечивает защиту от коротких замыканий,
119
поэтому перед магнитными пускателями, защищающими электродви-
гатели от перегрузок, устанавливают предохранители с плавкими
вставками, выбранными по пусковому току *.
Современная защита от перегрузок асинхронных короткозамкну-
тых двигателей осуществляется магнитными пускателями с тепловы-
ми элементами или. автоматами с тепловыми и электромагнитными рас-
цепителями, которые обеспечивают наилучшие условия эксплуатации.
Рис. 105, Реле скорости:
1 — ось, 2 — пружина, 3 — груз, 4 —
рычаг центробежного регулятора, 5 —
муфта, 6 и 7 — контакты, 8 — втулка
Рис. 104. Поплавковое
реле:
1 — поплавок, 2 — шайбы,
3 — переключатель, 4 —
противовес
Большое значение для надежности тепловой защиты имеет правиль-
ный выбор тепловых элементов, устанавливаемых в магнитных пуска-
телях. Тепловые элементы промышленность выпускает под номерами
(от 1 до 65), их подбирают для защиты асинхронных двигателей в за-
висимости от номинального тока и типа теплового реле. В приложении
6 приведена таблица для выбора нагревательных элементов к магнит-
ным пускателям асинхронных двигателей.
Реле управления. В § 19 уже были рассмотрены требования, предъ-
являемые к реле защиты, и описаны наиболее распространенные из
них. В силовых сетях, помимо реле защиты, применяют различные
реле управления.
Поплавковые реле (рис. 104) применяют для автомати-
зации работы насосов. Если в баке уровень воды (или другой жидкости)
* Предохранители для защиты от коротких замыканий устанавливают непосред-
ственно перед магнитными пускателями или в силовых пунктах.
120
опускается ниже определенного предела, поплавковое реле замы-
кает контакты и включает электродвигатель насоса. Как только уро-
вень воды поднимется до предельного уровня, реле размыкает цепь
управления электродвигателем насоса и останавливает его.
Поплавок 1 имеет противовес 4 и перемещается вверх и вниз по
уровню жидкости; вместе с ним перемещается цепь с шайбами 2. Пере-
ключатель 3 имеет коромысло с ушками. Шайбы 2 заранее устанавли-
вают на определенные уровни перемещения поплавка 1 и, подходя с
одной или с другой стороны к коромыслу переключателя, поворачи-
вают его, тем самым контакты переключателя замыкаются или раз-
мыкаются.
Реле скорости (рис. 105) действует по тому же принципу,
что и центробежный регулятор. Реле связано с валохМ электродвига-
теля. Когда он не работает, грузы 3 удерживаются в определенном
положении под действием
пружины 2; контакты 6 и
7 замкнуты. По мере уве-
личения частоты вращения
электродвигателя грузы 3
от центробежного усилия
расходятся и муфта 5 под-
нимается, освобождая ры-
чаг с контактом 6, и при
определенной частоте вра-
щения контакты 6 и 7 раз-
мыкаются.
Промежуточное
реле применяют в схе-
мах управления для раз-
множения одного импульса
по нескольким вспомога-
Рис. 106. Принцип действия реле с магнито-
управляемыми контактами:
/ — стеклянный корпус, 2 — контакт, 3 — катушка
4 — инертный газ, 5 — магнитные силовые линии
тельным цепям. Они также служат для выполнения различных электри-
ческих блокировок. Иногда промежуточное реле используют для вклю-
чения небольших однофазных двигателей мощностьюО, 1—0,25 кВт. В ка-
честве промежуточных в схемах управления применяют малогабарит-
ные реле МКУ-48 и РПТ-100.
В последнее время в системах управления и автоматики находят применение
новые реле с магнитоуправляемыми контактами (герконы).
Принцип действия геркона показан на рис. 106. В стеклянном баллоне /, из которого
откачан воздух и введен инертный газ, размещены контакты 2 из ферромагнитного
материала. На стеклянный баллон наложена обмотка постоянного тока. При проте-
кании по ней тока образуются магнитные силовые линии 5, которые намагничивают
контакты 2, последние притягиваются и замыкают цепь тока управления.
Герконы запрессовывают в пластмассовый корпус с выведенными наружу клем-
мами для подключения к обмотке и контактам. Отечественная промышленность
выпускает несколько серий реле-герконов (РПГ, РМГ, РЭС) в различных модифика-
циях на напряжения 3—24 В и 48—220 В, а также токовые реле.
Герконы отличаются малыми габаритами, незначительной массой, высокой
надежностью и виброустойчивостью.
121
§ 31. СХЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ
Асинхронные двигатели. Для автоматизированного управления
асинхронными двигателями применяют комплекты аппаратуры, со-
стоящие из контакторов, реле, сопротивлений и др., смонтированные
на специальных панелях, которые называют станциями управления
или магнитными станциями. Выпускают стандартные магнитные стан-
ции для управления электроприводами на постоянном и переменном
токе.
На рис. 107 приведена схема простой станции управления для
автоматического пуска короткозамкнутого асинхронного двигателя
при пониженном напряжении с помощью сопротивлений в цепи ста-
тора для смягчения пуска.
Смягчение пуска короткозамкнутого асинхронного двигателя мо-
жет быть выполнено с помощью магнитного усилителя (рис. 108).
В каждую из фаз обмотки статора электродвигателя Д включен маг-
нитный усилитель 7ИУ. Все три усилителя соединены последовательно
и их обмотка управления У питается через реостат Р от сухого выпря-
мителя ПВ, присоединенного к двум фазам между статором и маг-
нитным усилителем.
В момент включения электродвигателя в сеть, поскольку выпря-
митель ПВ не дает питания в обмотку У, главные обмотки переменного
тока магнитного усилителя работают как дроссель. На статор посту-
пает пониженное напряжение, при котором электродвигатель начинает
набирать частоту вращения. Пусковой ток быстро падает, в связи с чем
уменьшается падение напряжения на магнитном усилителе и повыша-
ется напряжение на обмотке статора электродвигателя. Одновременно
растет ток в обмотках У от выпрямителя 77В, уменьшается индуктив-
ное сопротивление главных обмоток МУ и происходит дальнейшее
увеличение напряжения на обмотке статора электродвигателя до номи-
нальной величины напряжения сети.
Устанавливая с помощью реостата Р определенный ток подмагни-
чивания, можно регулировать частоту вращения электродвигателя
изменением напряжения, подаваемого на его статорную обмотку.
Широкое применение в схемах автоматизированного управления
многодвигательными электроприводами имеет электрическая блоки-
ровка, которая обеспечивает заданную последовательность пуска не-
скольких электродвигателей (рис. 109). Эту схему применяют, на-
пример, на двухмоторном фрезерном станке, когда включение электро-
двигателя подачи стола 2Д разрешается только при работающем элек-
родвигателе вращения фрезы 1Д.
Как видно из схемы, пуск электродвигателя 1Д производится на-
жатием кнопки Пуск 7 и от электродвигателя 2Д не зависит. В то же
время электродвигатель 2Д включится только тогда, когда блок-
контакт 1К замкнется, т. е. при включении контактора 1К и работе
электродвигателя 1Д. Защита электродвигателей от перегрузки осу-
ществляется тепловыми реле 1РТ и 2РТ, а от коротких замыканий —
предохранителями /77, 2П и 377.
122
Рис. 107. Схема автоматизированного управления
асинхронным двигателем с короткозамкнутым рото-
ром:
IPM — 3PM — реле максимального тока, У — контак-
тор ускоретия, У/ — У 2 — блок-контакты контактора
ускорения, Пр — предохранитель, СП — пусковое соп-
ротивление, Д — электродвигатель
В некоторых установках должна быть обеспечена бесперебойность
технологического процесса и в случае остановки одного агрегата дол-
жен автоматически включиться другой такой же (резервный) агрегат
(рис. ПО), Вначале включением рубильника 1Р пускают двигатель
1Д. Блок-контакты 1К и 2К нормально замкнуты, когда соответствую-
щие им электродвигатели не работают. После пуска электродвигателя
1Д в цепи управления электродвигателя 2Д размыкается блок-кон-
такт 1К, поэтому когда тотчас же вслед за пуском электродвигателя
Рис. 108. Схема применения магнитного усилителя для смяг-
чения пуска короткозамкнутого асинхронного двигателя
123
1Д включают рубильник 2Р, электродвигатель 2Д не включается.
Но стоит контактору /Д' отключиться, как сразу же замкнется блок-
контакт /Д' в цепи катушки 2К и электродвигатель 2Д включится.
Рис. 109. Схема управления пуском двух электродвигателей в за-
данной последовательности
При этом электродвигатель 1Д включиться не сможет, так как блок-
контакт 2К в цепи катушки 1Д будет разомкнут.
Чтобы снова включить электродвигатель 1Д, нужно произвести
следующие операции: отключить рубильник 2Р, включить рубильник
1Р и включить рубильник 2Р,
Рис. ПО, Схема автоматического пуска резервного электродвигателя
124
На рис. 111 показана схема управления токарно-винторезным
станком модели 1К62, в которой использованы четыре асинхронных
двигателя трехфазного тока с короткозамкнутым ротором: ДГ —
двигатель главного привода (АО61-4, 10 кВт, 1450 об/мин), ДО —
двигатель нассса охлаждающей жидкости (ПА-22, 0,125 кВт,
2800 об/мин), ДГП — двигатель привода гидросистемы (АО41, 6,1 кВт,
930 об/мин) и ДБХ — двигатель быстрого хода суппорта (АО32,
4,1 кВт, 1410 об/мин).
Рис. 111. Схема управления токарно-винторезным станком модели 1К62:
СВ — сетевой пакетный выключатель, ДГ — двигатель главного привода, ДО — дви-
гатель насоса охлаждающей жидкости, ДГП — двигатель привода гидросистемы,
ДБХ — двигатель быстрого хода суппорта, ДГ и КБХ — пускатели, Тр — понизитель-
ный трансформатор на 36 и 127 В, ДО — лампа местного освещения 36 В, РВ — реле
времени, БХ и КВ — блок-контакты путевых переключателей, Пр — предохранители,
РТ — тепловые реле, ВП — пакетный выключатель, ШР — штепсельный разъем
Станок подключают к сети пакетным выключателем СВП. Лампа
местного освещения ЛО на 36 В и цепи управления напряжением
127 В получают питание от трансформатора Тр, один полюс обмотки
36 В которого заземлен для защиты от появления напряжения на
корпусе станка при переходе напряжения с первичной обмотки транс-
форматора на вторичную.
Пуск станка осуществляется кнопкой Пуск\ при этом замыкается
цепь катушки главного пускателя КГ, включаются сетевые контакты
КГ и блок-контакты КГ в цепи управления, в результате включаются
двигатели ДГ, ДО и ДГП. Если необходимо, двигатель ДО можно
отключить пакетным выключателем ВП, а двигатель ДГП вилкой
штепсельного разъема ШР.
После окончания обработки детали двигатели ДГ, ДО и ДГП оста-
навливаются автоматически: отключается фрикционная муфта и одно-
временно замыкаются НО контакты путевого переключателя КВ,
125
включается катушка реле времени РВ и его НЗ контакты с заданной
выдержкой времени размыкают цепь катушки главного пускателя
КГ. Отключение двигателей можно выполнять вручную кнопкой
Стоп.
Двигатель ДБХ включается при замыкании НО контакта путевого
переключателя быстрого хода БХ. Переключатель быстрого хода БХ
срабатывает в результате поворота рукоятки суппорта на быстрый ход.
Вся электрическая схема станка от-
ключается пакетным выключателем
Рис. 112. Схема управления электро-
двигателем постоянного тока с парал-
лельным возбуждением
СВП.
Предохранители 1ПР, 2ПР,
ЗПР и4ПР установлены для защиты
от коротких замыканий. Защита от
перегрузок осуществляется тепло-
выми реле РТГ, РТО, РТГП. При
понижении напряжения сети до
60—65% от номинального катушки
пускателей отключают двигатели
от сети.
На рис. 112 показана схема
автоматизированного управления
электродвигателем постоянного то-
ка с параллельным возбуждением
с помощью электромагнитных реле
времени 1РУ, 2РУ и контакторов
ускорения 1У, 2У. После вклю-
чения сетевого рубильника Р ток
проходит по следующей цепи: об-
мотка 1РУ, якорь электродвигате-
ля X и две ступени пускового рео-
стата R1 и R2\ параллельно ток про-
ходит по обмотке возбуждения ОВ.
Катушка электромагнитного реле 1РУ имеет большое сопротивление,
поэтому в образовавшейся цепи ток очень мал и электродвигатель
на включение сетевого рубильника Р не реагирует, но реле 1РУ
включается и его нормально замкнутый контакт размыкается.
Далее нажимают кнопку Пуск, при этом включается линейный
контактор КЛ. В цепи якоря появляется ток и электродвигатель
пускается в ход с небольшим числом оборотов, так как последовательно
с якорем включены обе ступени пускового реостата. Одновременно с
пуском в ход электродвигателя катушка реле 2РУ попадает под
напряжение и его нормально замкнутый контакт в цепи катушки 2У
размыкается. При включении контактора КЛ замыкается его блок-
контакт и блокирует кнопку Пуск\ ее можно отпустить. Контактором
КЛ закорачивается катушка реле 1РУ\ якорь реле 1РУ отпадает и
его нормально замкнутый контакт в цепи катушки 1У замыкается.
Вслед за этим включается контактор ускорения 1У. Включением
контактора 1У накоротко замыкается первая ступень пускового рео-
стата R1 и катушка реле 2РУ. Реле 2РУ срабатывает с заранее уста-
126
новленной выдержкой времени; его контакт 2РУ замыкается и вклю-
чается контактор 2У. Включением контактора 2У накоротко замыкается
вторая ступень реостата R2 и якорь получает полное рабочее напря-
жение сети. На этом пуск электродвигателя заканчивается. Разрядное
сопротивление PC включено параллельно обмотке возбуждения ОБ.
При обрыве, если в цепи возбуждения нет разрядного сопротивления,
может произойти пробой изоляции обмотки возбуждения вследствие
повышения напряжения.
Автоматизированное регулирование частоты вращения электродвигателей.
Существует и применяется в промышленном производстве много различных способов
автоматизированного регулирования частоты вращения электродвигателей: по схеме
генератор-двигатель (ГД) с помощью элсктромашинных и магнитных усилителей,
ионное регулирование с помощью управляемого ртутного вентиля УРВ, по схеме
электрического вала и др.
Рис. 113. Схема регулирования частоты вращения привод-
ного электродвигателя в системе генератор—двигатель (ГД)
Рассмотрим принцип автоматизированного регулирования частоты вращения,
распространенного в системах электропривода, в частности в прокатных станах и
крупногабаритных станках по схеме генератор-двигатель (ГД), которая в упрощен-
ном виде показана на рис. 113.
На общем валу с трехфазным двигателем Д находятся генератор постоянного
тока ГПТ и возбудитель-генератор В. Приводной двигатель постоянного тока с па-
раллельным возбуждением ДПТ получает питание от генератора ГПТ и независимое
возбуждение от генератора В.
Включают электродвигатель Д, а затем включают двигатель ДПТ, устанав-
ливая номинальное число оборотов с помощью реостата Р1. В системе ГД максималь-
ная частота вращения может превышать минимальную в 20—30 раз.
Переключатель П изменяет направление тока в обмотке возбуждения генера-
тора ГПТ, что вызывает соответственное изменение направления тока в якоре
электродвигателя ДПТ и изменяет направление его вращения на обратное.
Для привода механизмов с резкими колебаниями (толчками) нагрузки, например
Для прокатных станов, применяют сисгему ГД с маховиком, посаженным на вал
агрегата ГД, При резком повышении *грузки частота вращения агрегата, пита-
ющего электродвигатель ДПТ, падает; в этот момент большая масса маховика,
Накопившая запас кинетической энергии, удерживает прежнюю частоту вращения
И производит сглаживающее действие. При снижении нагрузки частота вращения
Питающего агрегата повышается, вместе с этим увеличивается частота вращения
Маховика, который вновь накапливает запас энергии,
127
Принцип автоматического поддержания постоянства частоты вращения при
колебаниях нагрузки в системе ГД с помощью электромашиниого усилителя пока-
зан на рис. 114.
Электромашинный усилитель ЭМУ в этой схеме выполняет роль возбудителя
обмотку возбуждения ОВГ. Усилитель
ЭМУ имеет две обмотки управления
1УО и 2УО. Обмотка 1УО присоеди-
нена через реостат Р к цепи постоян-
ного тока от вспомогательного источ-
ника, а обмотка 2У0 подключена к
тахогенератору ТГ. Тахогенератор
представляет собой маленький гене-
ратор постоянного тока, находящийся
на одном валу с электродвигателем Д.
Обмотка возбуждения тахогенератора
ОВТГ имеет независимое питание.
Действие обмоток 1УО и 2УО вза-
имно противоположно. Частота враще-
ния электродвигателя Д устанавлива-
ется реостатом Р. Если в процессе
работы нагрузка электродвигателя Д
уменьшится и, следовательно, его ча-
стота вращения станет возрастать, это
генератора Г, питая постоянным током его
Рис. 114. Схема управления электродви.
гателем постоянного тока, работающим вызовет повышение напряжения на
по системе ГД с помощью электромашин- тахогенераторе ТГ и усиление размаг-
ного усилителя ничивающего действия обмотки 2УО.
При неизменившемся токе в обмотке
1УО произойдет понижение напряжения на зажимах усилителя ЭМУ и на генераторе
Г; частота вращения электродвигателя Д уменьшится до ранее установленной рео-
статом Р . Таким образом, при колебаниях нагрузки электродвигателя Д заданная
его реостатом Р частота автоматически поддерживается постоянной.
§ 32. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МЕХАНИЗМОВ
На промышленных предприятиях широкое применение получили
мостовые краны, грузовые подъемники (лифты) и тельферы (электро-
тали).
Мостовой кран (рис. 115) состоит из моста 17, передвигаю-
щегося по рельсам (подкрановым путям), укрепленным на подкрано-
вых балках по всей длине цеха. В мостовом кране имеются обычно
три самостоятельных электропривода: продольного движения моста,
поперечного движeнияJ тележки по мосту и подъема-спуска груза.
Выпускают мостовые краны с двумя тележками и двумя механизмами
подъема груза: с большей и меньшей грузоподъемностью.
Управление краном происходит из кабины 18, подвешенной на
одном из концов моста. Электропитание кран получает с помощью
токопроводящих шин — троллеев 13, проложенных вдоль подкрано-
вых путей, через токосъемники, укрепленные на мосту и скользящие
по троллеям. Тележка с механизмом подъема получает питание от
вспомогательных троллеев 19—21, укрепленных по длине моста.
Электродвигатели кранов и подъШшиков, а также некоторых стан-
ков и прессов работают в повторно-кратковременном режиме, харак-
теризующемся чередованием периодов работы (нагрузки и пауз), во
время которых электродвигатель имеет холостой ход или останавли-
вается. Частые пуски в повторно-кратковременном режиме вызывают
128
трунковский Л.
Рис. 115. Размещение электрооборудования на мосту крана:
Z, 3, 24 — конечные выключатели тележки и моста, 2 — распределительные пункты, 4, 12 — автомат и распре-
делительный пункт, 5, 6, 7, 8 — преобразовательный агрегат с панелью и сопротивлениями, 9, 10. И — кон-
такторные панели подъема, моста, тележки, 13, 14, 19, 21 — троллеи моста и тележки с держателями и подвиж-
ным устройством, 15 — освещение, 16 — подъемный крюк, 17 — мост, 18 — кабина, 20 — тележка с двигате-
лями подъема и передвижения, 22 — двигатель передвижения моста, 23 — тормоз
усиленный нагрев электродвигателей, поэтому для такого режима вы-
пускают специальные крановые электродвигатели. Они допускают
значительные перегрузки по сравнению с обычными и имеют номиналь-
ную мощность при определенном значении коэффициента ПВ, назы-
ваемого относительной продолжительностью включения и опреде-
ляемого в процентах из формулы:
ПВ^-т^Т". 100%,
*Р I •'О
где /р — общее время работы электродвигателя за один полный цикл;
t0 — общее время пауз за один полный цикл.
Предположим, что цикл работы электродвигателя вертикального
перемещения крюка составляет 200 с (спуск холостого крюка, оста-
новка для закрепления груза, подъем, остановка, во время которой
мост с грузом перемещается, пуск с грузом, остановка для снятия
груза с крюка и подъем холостого крюка).
Время работы электродвигателя под нагрузкой в течение одного
цикла составляет 50 с, а время пауз (остановки и холостой ход) —
150 с. В этом случае относительная продолжительность включения
ПВ-»Т15о1оо = 25%-
Электродвигатели для повторно-кратковременного режима изго-
товляют для работы с ПВ, равным 15, 25, 40, 60%, и рассчитывают
на время одного цикла, равное не более 10 мин.
Мостовые краны и подъемники выпускают с электродвигателями
для работы как на переменном, так и на постоянном токе. Наиболее
распространены мостовые краны и лифты, работающие на трехфазном
переменном токе.
Мостовые краны имеют, кроме специальных крановых электро-
двигателей, тормозные магниты, крановые контроллеры, панели управ-
ления и защиты, устанавливаемые в кабине крановщика, и пусковые
сопротивления.
Тормозные магниты служат для быстрого торможения, остановки
механизмов и удержания на высоте поднятого груза после остановки
электродвигателя. В электрических схемах кранов наряду с механи-
ческим торможением тормозными магнитами, которые зажимают тор-
мозные колодки вала электродвигателя, имеет место электрическое
торможение (торможение противовключением, переводом электродви-
гателя в генераторный режим и др.).
Крановые контроллеры применяют барабанного и кулачкового
типов в зависимости от количества включений в час.
Панели управления и защиты для кранов изготовляют стандартных
типов, содержащих в зависимости от схемы крана контакторы, рубиль-
ники, предохранители, реле и др.
Крановые сопротивления, служащие в качестве пусковых, выпус-
кают в виде решеток с чугунными и фехралевыми сопротивлениями.
На рис. 116 показана схема управления крановым трехфазным
асинхронным двигателем с фазным ротором при помощи кулачкового
130
контроллера. В верхней части барабана контроллера происходит вклю-
чение схемы статора электродвигателя. Фаза сети Л2 после включения
рубильника Р подается непосредственно к выводу С2 статорной обмот-
ки минуя контроллер. Две другие фазы сети Л1 и ЛЗ после включения
рубильника попадают на пальцы контроллеров С1 и СЗ, к которым так-
же подключены выводы С1 и СЗ статорной обмотки.
Контроллер имеет по пять положений влево и вправо. Для каждого
положения звездочка указывает на замкнутое состояние контакта;
отсутствие ее означает разомкнутое состояние контакта. При среднем
Р1
61
тз.
С2
~Рб~
Р5
Рис. 116. Схема управления крановым трехфазным асинхронным
двигателем при помощи кулачкового контроллера
(нулевом) положении контроллера электродвигатель не работает, так
как к статору подключена только одна фаза Л2.
При повороте штурвала контроллера влево в первое положение
фаза Л1 соединяется с выводом С1, фаза ЛЗ — с выводом СЗ и электро-
двигатель начинает работать. Нетрудно проследить по схеме, что при
дальнейшем повороте штурвала контроллера влево до последнего
пятого положения соединение фаз Л1 и ЛЗ с выводами С1 и СЗ не изме-
няется и электродвигатель работает во всех положениях в одну сто-
рону. При обратном повороте штурвала в пулевое положение контак-
ты размыкаются и электродвигатель останавливается. Катушка
тормозного магнита ТМ остается без тока и его якорь отпадает, за-
жимая при этом тормозные колодки на шкиве вала электродвигателя.
При переводе штурвала контроллера в правое положение фаза
Л1 попадает не на вывод С1, как ранее, а на вывод СЗ. Соответственно
фаза ЛЗ попадает на вывод С1 и электродвигатель идет в обратном
(правом) направлении.
5*
131
В нижней части контроллера собирается схема включения сопро-
тивлений, введенных в цепь ротора электродвигателя. При положе-
нии контроллера 1 три сопротивления полностью введены и электро-
двигатель, потребляя небольшой ток, начинает развертываться.
Во втором положении замыкается контакт Р5У при этом часть сопро-
тивления Р5 — Р6 выводится (шунтируется). В последнем, пятом
положении, все сопротивление полностью выведено, ротор электро-
двигателя закорочен и развивает нормальное число оборотов.
Грузовые подъемники могут иметь рычажное и кно-
почное управление. При рычажном управлении лифтер находится в
Рис. 117. Схема кнопочного управления грузовым подъемником
кабине подъемника и рычагом включения управляет им. При кнопоч-
ном управлении кабина подъемника автоматически останавливается
на том этаже, кнопку-указатель которого нажали.
Схема кнопочного управления четырехэтажным подъемником, по-
казанная на рис. 117, содержит электродвигатель трехфазного тока
Д, сетевой рубильник 1Р с предохранителями 1П, панель управления
с двухполюсным рубильником 2Р, предохранителями 2П и контакто-
рами КВ и КН. Имеются также этажные реле ЭР, этажные переклю-
чатели ЭП, дверные контакты шахты ДКШ, контакт ловителя слабины
троса КЛ и кнопочная станция в кабине подъемника.
Схема работает следующим образом. Допустим, что лифт надо от-
править на третий этаж. Нажимают кнопку 3 эт (предварительно долж-
132
ны быть включены рубильники 1Р и 2Р), образуется замкнутая цепь:
фаза ЛЗ — рубильник 2Р — предохранитель 2П — нормально зам-
кнутые контакты дверей шахты 1ДКШ, 2ДКШ, ЗДКШ, 4ДКШ —
нормально замкнутая кнопка Стоп с самовозвратом с размыкающим
контактом — нормально замкнутый контакт ловителя КЛ — нормаль-
но замкнутый блок-контакт КН — катушка КВ — контакт переклю-
чателя ЗЭП — катушка-реле ЗЭР — кнопка 3 эт — нормально зам-
кнутые блок-контакты КВ и КН — предохранитель 2П — рубиль-
ник 2Р — фаза Л2. л
Срабатывает реле ЗЭР и своим блок-контактом шунтирует кнопку
3 эт, которую можно отпустить. Включается катушка КВ и контак-
тор КВ включает электродвигатель Д в сеть; при этом также включа-
ется в сеть тормозной магнит и освобождает тормоз, вследствие чего
электродвигатель поднимает кабину вверх. При включении контакто-
ра КВ размыкается его блок-контакт в цепи кнопок управления и во
время хода кабины они не действуют; можно только остановить ка-
бину кнопкой Стоп. Когда кабина дойдет до третьего этажа, этажный
переключатель ЗЭП станет в нейтральное положение (как показано
на рисунке для второго этажа). Цепь катушки контактора КВ размы-
кается, контактор КВ отключает электродвигатель Д и питание тор-
мозного магнита.
Пройдя второй этаж, кабина повернет рычаг переключателя 2ЭП
и поставит его в левое замкнутое положение (как показано на рисунке
для первого этажа). Поэтому, нажав в дальнейшем кнопки 2 эти 1 эт,
мы включим контактор КН и кабина пойдет вниз.
Электротали (тельферы), широко применяемые в промыш-
ленных цехах для перемещения грузов до 3 т, передвигаются по моно-
рельсовому пути и имеют два реверсивно включаемых электродвига-
теля: продольного движения и подъема.
§ 33. ШИНОПРОВОДЫ
Шинопроводы представляют собой закрытые токопроводы, состоя-
щие из токопроводящих алюминиевых или медных шин, размещенных
внутри стального кожуха на изоляторах или изоляционных планках
(клицах). Шинопроводы выпускают для сетей напряжением до 1000 В
секциями, соединяемыми сваркой, болтовыми или штепсельными со-
единениями. В настоящее время заводы изготовляют разнообразные
комплектные шинопроводы: магистральные переменного тока (серии
ШМА) на номинальный ток 1000, 2500 и 4000 А, магистральные по-
стоянного тока на номинальный ток 1600, 2500, 4000 и 6300 А (серии
ШМАД), распределительные на номинальный ток 250, 400 и 600 А
(серии ШРА), троллейные на номинальный ток 200 и 400 А
(серия ШТМ) и осветительные на номинальный ток 25 А
(серии ШОС).
Шинопроводы прокладываются с различными способами крепления,
Выбор которых зависит от местных условий: на стройках, по фермам,
133
имаонвхэЛ ээ
aooatiodu я Хмробсм ииУпснвь’;ма£ве ‘хяехнои — p;j ‘имробом виней-
-иасяЕ ojotihboidou 1МЕ1НОМ — ‘BHHQirwaEEC xirop — ;/ ‘inaziaife
gsaHEEdpoodairiraam — qj Чяромэ 01чнч item'd эиэ — £ ‘ь'инзь'иэеве яинУоа
-odu — з ‘ЕхфЛк — i — 9 ‘ЯЕяЛбсяшвхаи ^и^ирил — £ ‘ЕмтЛиляе
— Ь ‘BHHaL'uadM qirexaV — £> ‘ямробом вянчЕЗХиахэахо — g ‘Е>зцеи- — /
:vdm э»оа
-обионигп eh MHjodon иончтегиахгаю еявонехэд -gu 'ои^
ни ах гл Hodn — в ’вмуохэ — g ‘t-ОЭЕГ UMOiroeodu кин
•ЧЕГ13 — С ‘ЕХфЛК ЕВНЖВ1ВН — С ‘IBSXQO — f ‘I4W1DKBC — L
и <• *?odi — (, “aastfOLi niqsoaodx — /ж xoidcodu э aoodx
мончьсгоси eh — 9 ‘г; 9 xoiairoclu э aaoclx гюнч1/о^ос1и вн — о
ZMKSHHOL’OM
ХКжэн eiGLcdu a ecu os od ионит sHHsruad^ ’gn 'зи^
стенам, колоннам. Опорные конструкции для крепления шинопрово-
дов поставляются комплектно с шинопроводами в соответствии с за-
казной спецификацией.
На рис. 118 показано крепление шинопроводов в пролетах между
колоннами. На рис. 119 приведен фрагмент секции распределитель-
ного шинопровода ШРА с установкой ответвительной коробки
для выхода проводами в гибком металлорукаве к электро-
приемнику.
Соединение секций между собой в магистральном шинопроводе
осуществляется сваркой либо специальным сквозным изолирован-
ным болтовым сжимом. Секции распределительных и троллейных
шинопроводов соединяются между собой сваркой или на болтах.
Применение комплектных шинопроводов в сетях промышленных
предприятий значительно повышает надежность и удобства их эксп-
луатации, снижает капитальные затраты, позволяя обходиться без
кабелей больших сечений и трубных проводок.
§ 34. ЧЕРТЕЖИ СИЛОВЫХ СЕТЕЙ
Чертежи силовых сетей состоят из принципиальных схем и планов
проводок с нанесением элементов силового оборудования (электро-
двигатели, силовые пункты, распределительные щиты и др.).
Принципиальные схемы выполняют обычно в виде развернутых
схем, примеры которых были приведены в данной главе как для пере-
менного, так и для постоянного тока. Образец плана силовой сети
механического цеха приведен на рис. 120.
Силовая сеть этого цеха питается от силового пункта 1ШР на
пять групп. Силовой пункт 1ШР подключен к трансформаторной под-
станции ТП двумя фидерами № 1 и № 2. Каждый фидер выполнен
двумя кабелями ААБ сечением 3 X 50 + 1 X 16 мм2, проложенными
в земле.
Для питания электродвигателей цеха применены шинопроводы,
разбитые на три группы, каждая из которых питается отдельной ма-
гистралью от силового пункта 1ШР через ящики с рубильниками.
Две группы от пункта 1ШР питают через ящики с рубильниками трол-
лейные магистрали вдоль двух продольных стен цеха для кран-балок,
имеющих по два электродвигателя мощностью 2,9 и 0,4 кВт. Около
каждого электродвигателя, показанного в виде кружка, дана дробь,
в числе которой приведен номер электродвигателя по проектной
ведомости, в знаменателе — мощность электродвигателя в киловаттах.
В шлифовальном отделении цеха поставлен силовой пункт на пять
групп, присоединенный к шинопроводу и питающий электродвигатели
этого отделения.
Два электродвигателя подключены к шинопроводу через ящики с
автоматами. В цехе проложена кольцевая сеть заземления, выполне-
ная полосовой сталью сечением 40 X 4 мм2 и присоединенная к сети
Наружного водопровода.
135
Оттп
1М
z
л
]ЛУ
27
20
26
10
=21
2/ г
Автоматный участок
28 ГТ11/г 29
20 \ 223
ф№1 ААБ2 (3x50+1x16)
„ в траншее
К сети наружного
} водопровода я
J "N"
84
Н8
Г.ТУ/Н
ф№2 ААБ2 (3x50+ 1x16)
в траншее
К сети наружного Водопровода
1ШР ю ст. 90хр
_М кЛХ\ кЧ ' к\\\\хч ьл ьг
®2Шагг^-^
Условные обозначения:
ЕпЯ Шкафраспределительный силовой и Ящик с автоматом —— Линия троллейная
кэ Шкаф с конденсаторами - Линия силовой сети ----Линия заземления
пл Ящик с рубильником И" Шинопровод О Электродвигатель
Рис. ]20. План силовой сети механического веха
13
ъ
h
1ШШ
'г.Т.11/г\г.Т^ц
Механическое
2ШР Отделение
10
\ЗШО[с~-9\
Сборочное отделение
ю 12
tf.S 2S
W
ZS-ОЧ^
' 'ОН
29+0//Ы
О(
$ 35. РАСЧЕТ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ
СИЛОВЫХ СЕТЕЙ ДО 1000 В
Задачей расчета является определение минимальных сечений
проводов или кабелей по допустимому нагреву от тока нагрузки с про-
веркой на допустимую потерю напряжения.
Правилами устройства электроустановок установлена допустимая
потеря напряжения для силовых электроприемников ±5%.
Для линий постоянного или переменного однофазного тока при
коэффициенте мощности cos <р = 1 потеря напряжения (В) определяется
из формулы
где Р — расчетная мощность, Вт; L — длина линий в один конец,
м; U — напряжение в начале линии, В; S — сечение одной жилы про-
вода или кабеля, мм2; у — удельная проводимость токопроводящей
жилы длиной 1 м при сечении 1 мм2 ^для меди у — 57 Qm ммм2' ; для
алюминия у = 37 qm m--m-2^ .
Выраженная в процентах формула (1) имеет вид:
лпо/ _ АСЛОО 200PL ,2.
/о— ~й ~ IPyS • ' >
Если задана потеря напряжения Д(7, то сеченне токопроводящей
жилы (мм2) из формулы (1)
5=w <3)
Для воздушных линий трехфазного тока до 1000 В потеря напряже-
ния В составит:
<4>
и соответственно сечение провода (мм2):
S = W' (5)
Силу тока / (А) при заданной мощности Р и напряжении U опре-
деляют из формул:
для постоянного и переменного однофазного тока при коэффициенте
мощности cos (р = 1
/ = о-. (6)
для трехфазного тока
1 = -г-Р-----. (7)
р З U cos (р
Расчеты по приведенным формулам представляют трудоемкую работу и практи-
чески выполняются с помощью таблиц (приложения 1—5). В этих таблицах даются
величины удельных потерь напряжения в процентах от напряжения в начале расчет-
ного участка линии в зависимости от момента нагрузки, представляющего произве-
дение передаваемой мощности в киловаттах на длину участка линии в километрах.
137
Рассмотрим несколько примеров расчета несложных участков линии с помощью
таблиц.
Пример 1. Определить сечение открыто прокладываемых медных изолирован-
ных проводов к электрической печи сопротивления однофазного переменного тока
мощностью 50 кВт при напряжении
220 В на расстоянии 75 мот распре-
делительного щита 230 В (рис. 121, я).
Допустимое падение напряже-
ния составляет:
д(/=(230^Х1Ш=4 35%_
Решение. Определяем мо-
мент нагрузки М для участка ли-
нии 75 м:
М = 0,075-50 = 3,75 кВт-км.
Допустимая потеря напряже-
ния на 1 кВт*км составит:
1’35-1 16о/
3,75 ’ /о>
удельной потере напряжения 1,16%
75м
150м
а)
, 120 м
АО- Г> 3*50
кВт О)
20 м
40) кВт
кВт
б)
Рис. 121. Схемы к примерам расчета сило-
вых сетей
По таблице (см. приложение 3) находим, что
соответствует сечение медного провода S = 70 мм2.
Проверяем полученное сечение по допустимому нагреву. Пользуясь форму-
лой (6), определяем силу тока на данном участке линии
/_ ^0000227 А
220 *
По таблице (см. приложение 1) находим, что медные провода при открытой
прокладке сечением 70 мм2 допускают силу тока 270 А, следовательно, сечение 70 мм2
является приемлемым.
Пример 2. Требуется определить сечение алюминиевого провода для прокладки
трехфазной воздушной линии к электродвигателю мощностью 40 кВт, напряжением
380 В от распределительного щита напряжением 400 В на расстояние 150 м (рис. 121,
б). Коэффициент мощности электродвигателя cos ф = 0,8.
Решение. Определяем момент нагрузки линии:
М = 0,15 • 40-6 кВт-км.
Допустимое падение напряжения в процентах составляет:
(400-380). 100
&U~ 400 /о
или на 1 кВт • км:
15
= 0,835%.
В таблице (см. приложение 4) находим, что для удельной потери напряжения
0,835% при cos ф = 0,8 ближайшее сечение алюминиевого провода составляет
40
35 мм2. Определяем силу тока: / = ^-— =76 А. По приложению 1 допус-
тимая сила тока на алюминиевый провод сечением 35 мм2 внутри помещений состав-
ляет 135 А. Следовательно, выбранное сечение 35 мм2 приемлемо. Поскольку для алю-
миниевого провода сечением 35 мм2 удельная потеря напряжения на 1 кВт-км
составляет 0,757% (см. приложение 4), то действительная потеря напряжения в ли-
нии будет меньше заданной:
6«0,757 = 4,53%.
Пример 3. Действующий кабепь с алюминиевыми жилами сечением 3 X 50 мм2,
длиной 120 м питает электродвигатель трехфазного тока мощностью 40 кВт, напря-
жением 380 В при cos ф = 0,8. Требуется проверить возможность подключения
к этому кабелю второго двигателя мощностью 20 кВт, напряжением 380 В при
138
cos ср = 0,8 на расстоянии 20 м от первого также трехжильным кабелем с алюмини-
евыми жилами (рис. 121, в). Напряжение в начале линии 400 В. При наличии такой
возможности следует определить сечение дополнительного кабеля на участке 20 м.
Решение. После подключения второго двигателя 20 кВт сила тока на участке
линии 120 м составит:
/=_. Р>1°3 = (40 + 20)-W = И4 А
V 3.380 0,8 1,73-380-0,8
В таблице (см. приложение 2) находим, что при прокладке в воздухе для трех-
жильного кабеля с алюминиевыми жилами сечением 3 X 50 мм2 допустимая токо-
вая нагрузка составляет 120 А. Следовательно, по нагреву подключение второго
двигателя к кабелю сечением 3 X 50 мм2 возможно.
Далее проводим проверку на потерю напряжения. Момент нагрузки для
участка линии 120 м
7И1 = О,12 (40 + 20) =7,2 кВт - км.
Из таблицы (см. приложение 5) находим, что удельная потеря напряжения для
кабеля сечением 3 X 50 мм2 с алюминиевыми жилами составляет 0,475% на 1 кВт - км.
Следовательно, потеря напряжения на участке линии 120 м равна 0,475-7,2 = 3,72%.
Далее определяем сечение дополнительного кабеля для участка линии 20 м
ко второму двигателю 20 кВт. Допустимая потеря напряжения на этом участке
составит: 5 — 3,72 — 1,28% .
Момент нагрузки для участка линии 20 м:
Л42 = 0,02 • 20 = 0,4 кВт • км.
Сила тока на участке линии 20 м
Р • 103 20-Юз ^38 д
/3-380-0,8 1,73-380-0,8
Таким образом, по допустимой токовой нагрузке может быть взят кабель сече-
нием от 4 мм2 и выше (см. приложение 2). Выбор сечения зависит от величины допус-
тимой потери напряжения, которая для этого участка равна 1,28%.
1 28
Удельная потеря напряжения на 1 кВт-км: -~у = 3,2%,
По таблице (см. приложение 5) при cos ср = 0,8 для кабеля с алюминиевыми
жилами требуемое сечение составляет 3 X 10 мм2, для которого удельная потеря
напряжения равна 2,26% на 1 кВт-км. Следовательно, потеря напряжения на участке
линии 20 м составит 2,26-0,4= 0,9%.
В целом на участке линии 120 + 20 = 140 м потери напряжения от распреде-
лительного щита до второго двигателя 20 кВт составит: 3,72 + 0,9 = 4,62%,
Контрольные вопросы
1. Как осуществляется защита короткозамкнутых асинхронных двигателей
от перегрузок и коротких замыканий?
2. Объясните схему устройства магнитного пускателя.
3. Каким образом можно изменить направление вращения электродвигателей
трехфазного переменного тока и постоянного тока?
4. Объясните однополупериодную и двухполупериодную схемы выпрямления
тока с помощью диодов.
5. Каков принцип работы ртутного выпрямителя?
6. Каково назначение теплового и электромагнитного распределителей в уста-
новочных автоматах?
7. Чем отличается контактор от магнитного пускателя?
8, Каковы преимущества применения шинопроводов в силовых сетях?
Глава VII
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
§ 36. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СВАРКА
Электрическая сварка уже давно получила повсеместное примене-
ние в народном хозяйстве. Существует много различных способов элект-
росварки как на переменном токе промышленной частоты 50 Гц с по-
мощью сварочных трансформаторов, так и на постоянном токе, полу-
чаемом через преобразователи.
Специальные виды электросварки выполняют на переменном токе:
Рис. 122. Схема ручной дуговой электро-
сварки:
1 — электрод, 2 — свариваемая деталь, 3 — эле-
ктрододержатель, 4 — дроссельный регулятор,
5 — сварочный трансформатор
низкой частоты (2—10 Гц),
повышенной частоты (100—
400 Гц) и радиочастоты
(450—500 кГц).
Наиболее широкое при-
менение имеет дуговая эле-
ктросварка (ручная, авто-
матическая и полуавтома-
тическая).
Схема обычной ручной
дуговой электросварки, по-
казанная на рис. 122, осу-
однофазного сварочного трансформатора
ществляется с помощью
с последовательно включен-
ным дроссель-регулятором.
Сварочные трансформаторы с отдельно стоящими дроссельными
регуляторами (СТЭ-24 и СТЭ-34) являются устаревшими и в настоя-
щее время не выпускаются.
Современные сварочные трансформаторы (ТС-300, ТС-500, ТД-300,
ТД-500) имеют совмещенные в одном корпусе трансформатор и дрос-
сель-регулятор. Вторичная обмотка в этих трансформаторах подвиж-
ная. Поворотом рукоятки сближают или удаляют катушку вторичной
обмотки с первичной неподвижной обмоткой, изменяя таким образом
магнитное рассеяние трансформатора и соответственно величину сва-
рочного тока.
Автоматическая дуговая электросварка на переменном и постоян-
ном токе под слоем флюса, разработанная академиком Е. О. Патоном,
применяется в производстве стальных труб, металлических емкостей
в судостроении и в других отраслях, где требуется выполнение протя-
женных сварочных швов. Схема автоматической дуговой электро-
сварки под слоем флюса показана на рис. 123.
140
Дуга, возникающая между электродом и свариваемым металлом,
горит под слоем флюса 1 толщиной 30—50 мм. Сварочная проволока 8
подается с бухты 5 через автоматическую головку 7 в зону сварки. Рас-
плавившийся флюс остается на шве в виде корки 6, а нерасплавивший-
Рис. 123. Схема автоматической электросварки под
слоем флюса:
1 — флюс, 2 — трубка, 3 — бункер, 4 — шланг, 5 — бух-
та, 6 — корка шва, 7 — автоматическая головка, 8 — сва*
рочная проволока
ся отсасывается обратно в бункер 3 шлангом 4. Флюс подается через
трубку 2. Скорость сварки может достигать 80 м/ч и более.
Для автоматической дуговой сварки на переменном токе применяют
сварочные трансформаторы, смонтированные в одном корпусе с дрос-
сельными регуляторами, а для автоматической дуговой сварки на
Рис. 124. Полуавтомат для электросварки ПШ-54:
/ — регулятор, 2 — полуавтомат, 3 — сварочная головка
постоянном токе — сварочные преобразователи ПС-500 и ПС-1000 на
ток соответственно до 500 и 1000 Л.
Полуавтоматическую электродуговую сварку выполняют с по-
мощью шланговых полуавтоматов. Сварщик держит в руках держа-
141
тель так же, как и при ручной сварке, но сварочная проволока посту-
пает автоматически через шланг, закрепленный на держателе, на ко-
тором имеется воронка для засыпки и подачи флюса. Один из полу-
автоматов для дуговой электросварки под флюсом ПШ-54 показан
на рис. 124. Полуавтоматическая сварка позволяет повысить произ-
водительность труда сварщиков по сравнению с простой ручной
электросваркой в 2—3 раза.
Широкое применение имеет дуговая электросварка в среде защит-
ных газов (аргона, углекислого газа, водорода), что позволяет значи-
тельно повысить устойчивость и интенсивность горения сварочной
дуги и качество сварочного шва.
Аргонодуговая электросварка применяется при сварке алюминия
и меди и выполняется при помощи обычного сварочного трансформа-
тора с дроссельным регулятором и специальной горелки, к которой
от баллона подводится шлангом нейтральный газ аргон. Сварку ведут
несгораемым электродом из вольфрама. Для заполнения шва приме-
няют присадочные прутки из того же материала, что и свариваемая
деталь. Так как сварка происходит в среде аргона, подаваемого из
горелки, металл не окисляется, что обеспечивает хорошее качество
соединения свариваемых предметов.
Для стыковой электросварки изделий большой толщины (более 50 мм), например
при сварке станин крупных прессов, барабанов котлов высокого давления, сварке
тяжелой арматуры для железобетона, используют эл ект-
рошлаковую сварку, схема которой показана на
рис. 125.
Свариваемые детали 6 расположены вертикально; в зазор
между ними подается флюс 2 и электродная проволока 1. Ду-
га между электродом и свариваемым металлом горит только
в начале процесса. Затем образуется слой шлака 3 сгоревшего
металла и дуга гаснет, так как проводимость жидкого шлака
выше проводимости дуги. Через слой шлака проходит свароч-
ный ток; при этом выделяется большое количество тепла,
достаточное для расплавления кромок соединяемых деталей,
электродной проволоки и образования сварочного шва 4.
Жидкий металл удерживается в ванне между ползунами 5,
прижатыми к свариваемым деталям и перемещающимися
вдоль сварочного шва. В настоящее время промышленность
выпускает различные типы машин для автоматической и
полуавтоматической элсктрошлаковой сварки.
Контактная (бездуговая) электро-
сварка широко применяется в поточно-массовом про-
изводстве, в частности в автомобильной промышленности, и
разделяется по видам сварки на стыковую, точечную и
шовную (роликовую). Для каждого вида сварки выпускают
специальные сварочные машины.
Схема стыковой сварки показана на рис. 126, а. После
того как свариваемый металл в месте соприкосновения ра-
зогревается проходящим через него сварочным током до температуры, близкой к
точке плавления, сварочный трансформатор отключается и свариваемые детали
сжимаются, осуществляя сварку. Длительность нагрева деталей составляет 3—6 с,
напряжение на медных электродах сварочной машины обычно 1,5—3 В.
При точечной сварке (рис. 126, б) процесс аналогичен стыковой, но разогрев
детали и сварка происходят быстрее.
В шовной сварке (рис. 126, в) свариваемые листы проходят между двумя враща-
ющимися роликами-электродами.
Рис. 125. Схема
электрошлаковой
сварки:
/ — электродная про-
волока, 2 — флюс,
3 — шлак, 4 — сва-
рочный шов, 5 —
ползуны, 6 — свари-
ваемые детали
142
Рис. 126. Схемы контактной сварки:
а — стыковой, б — точечной, — шовной
Рис. 127. Схема сварки труб
током высокой частоты,
проходящим по кромке шва.
Стрелками показано место
подвода тока высокой часто-
ты, пунктиром — путь тока
по кромке стыка
Машины для точечной сварки черных и цветных-металлов имеют Конусные элек-
троды и выпускаются как для сварки в одной точке, так и для одновременной сварки
в нескольких точках (многоэлектродные).
Многоэлектродные машины имеют 10—20 сва-
рочных трансформаторов мощностью 150—200 кВ • Л,
включаемых одновременно. Для толстых сечений
используют стыковые сварочные машины мощностью
600—1200 кВт. Машина мощностью 1200 кВт дает
сварочный ток 300 кА и имеет резко переменный
режим работы.
Контактная индукционная свар-
ка токами высокой частоты приме-
няется в производстве стальных труб. Ток высо-
кой частоты (450—500 кГц) от лампового генерато-
ра мощностью 25—300 кВт подводится к кромкам
трубного шва и проходит по краям кромки, ко-
торая непрерывно прогревается (рис. 127). По пе-
риметру трубы ток высокой частоты не растекается,
поскольку стальная труба имеет высокое индуктивное сопротивление. Прогретые
током высокой частоты кромки трубы обжимаются и свариваются.
§ 37. ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
Электротермические установки представляют собой различные нагреватель-
ные устройства, в которых электрическая энергия превращается в тепловую (электро-
печи и др.).
Электропечи сопротивления косвенного действия
имеют металлические или керамические нагреватели и служат для плавки цвет-
ных металлов, их термообработки, для сушки изделий после окраски и пр.
Электропечи для плавки цветных металлов выпускают мощностью от 50 до
600 кВт, для термообработки металлов — 10 000 кВт (например, непрерывный отжиг
стальной ленты после холодного проката).
В машиностроении применяют электропечи для сушки изделий, мощность ко-
торых составляет от 300 до 1000 кВт (например, в автомобильной промышленно-
сти сушка целиком покрашенных автомобилей).
Отдельную группу электропечей косвенного действия составляют электропечи,
вкоторых нагревателем служит среда расплавленных солей (соляные и селитро-
вые ванны). Соль находится в рабочей камере из огнеупорного кирпича, в кото-
рую введены два стальных электрода. При прохождении тока между электродами
через соль последняя разогревается, происходит циркуляция расплавленной соли,
обеспечивающая нагрев всего объема камеры.
Электропечи с о п р о г и в л с и и я прямого действия пред-
ставляют собой агрегаты, в которых ток проходит через изделия и нагревает их,
143
Например, в агрегатах лужения жести при помощи роликов через стальную ленту
пропускают ток. Мощность таких агрегатов достигает 2000 кВт.
В стекловарных печах нагрев осуществляется прохождением тока через жидкую
массу расплавленного стекла. Стекло является диэлектриком, но при высоких тем-
пературах становится проводником. Мощность стекловарных печей составляет
от 400 до 4000 кВт. Прямой нагрев осуществляется также в графитовых печах, где
ток пропускается через угольные электроды (мощность от 800 до 8000 кВ-А), превра-
щая их в графит.
Дуговые электропечи выделяют тепло при горении электрической
дуги и применяются для плавки стали, чугуна, меди, титана, молибдена и других
металлов. В химической промышленности с помощью дуговых электропечей полу-
чают ацетилен из метана.
Мощности дуговых электропечей разнообразны — от 400 до 80 000 кВт. Дуговые
электропечи получают электроэнергию
Рис. 128. Схема дуговой электропечи:
/ — трансформатор, 2 — шины, 3 — гиб-
кая часть, 4 — токоподвод к электродам,
5 — электроды, 6 — металл
через печные трансформаторы с первичным
напряжением 6, 10, 35 и ПО кВ и вто-
ричным 100—500 В. Принципиальная
схема устройства дуговой электропечи
показана на рис. 128.
Участок электросети между трансфор-
матором и электродом электропечи назы-
вается короткой сетью электропечи и
состоит из шин 2, гибких соединений 3
и токопровода 4 к электроду. Сила тока
в короткой сети достигает десятков тысяч
ампер. Гибкая часть короткой сети позво-
ляет с помощью специальных автоматиче-
ских электромашинных регуляторов из-
менять положение электрода в печи и
осуществлять наклон печи для разлива
плавки.
Мощные электропечи емкостью 80 т и
выше имеют устройство электромагнитного
перемешивания с помощью индукционной катушки, расположенной под ванной и
получающей питание от электромашинного или ионного преобразователя мощностью
500—1200 кВ-А при частоте тока 0,5—2 Гц.
Для плавки жаропрочных сплавов и редких металлов высокой чистоты (титан,
цирконий, молибден и др.) служат вакуумные дуговые электропечи, которые работают
на постоянном токе 12,5—50 кА при напряжении 30—75 В, получая питание от полу-
проводниковых статических выпрямителей. Имеются и другие разновидности дуго-
вых электропечей: руднотермические (получение ферросплавов, никеля, свинца,
цинка, карбида кальция и бора и пр.) и печи электрошлакового переплава (ЭШП),
работающие на переменном токе.
Индукционные электропечи однофазные, работают при различ-
ных частотах тока: нормальной 50 Гц, повышенной до 10 кГц и высокой 60—75 кГц.
Нагрев происходит токами, индуктируемыми в расплавляемом металле.
Индукционные электропечи нормальной частоты с сердечником представляют
собой трансформатор, в котором роль вторичной обмотки выполняет металлическая
ванна в виде замкнутого кольца (рис. 129). Наклонный уровень расплавленного
металла объясняется наличием «центробежного эффекта», оттесняющего металл
к стенкам ванны. Мощность индукционной печи нормальной частоты зависит от ее
емкости (200—17 000 кВт).
Индукционные печи повышенной частоты без сердечника получают питание от
преобразователей частоты; обычно к одному преобразователю подключают две печи.
Мощность индукционных печен без сердечника достигает 5000 кВт.
Для плавки редких металлов (титан, молибден и др.) служат вакуумные индук-
ционные печи.
Широкое применение в промышленности имеют установки индукционного нагрева
токами нормальной частоты для сушки электрических машин и аппаратов, подогрева
жидкостей и газов в трубопроводах и других целей.
Индукционный нагрев осуществляется наложением на металлические корпуса
и трубопроводы обмоток с определенным числом витков, через которые пропускают
141
ток нормальной частоты 50 Гц, при пониженном напряжении 9—36 В. В ряде случаев
применяют двухчастогный индукционный нагрев: вначале подогрев детали идет
при частоте 50 Гц и длится до так называемой «точки Кюри» (730° С), выше этой
точки магнитные свойства металлов падают и подогрев переводится на токи повы-
шенной частоты порядка 1000 Гц.
Индукционный нагрев получил также широкое распространение для поверх-
ностной закалки металлов, которая ведется при частоте 2500—8000 Гц. Принцип
нагрева стальной детали токами высокой часчогы показан на рис. 130,
Рис. 129. Схема индукционной печи с замкнутым сталь-
ным сердечником:
/ — первичная обмотка трансформатора, 2 — уровень
расплавленного металла, 3 — расплавленный металл, 4 —
ярмо трансформатора
Рис. 130. Принцип наг-
рева стальной детали то-
ками высокой частоты:
1 — нагреваемая деталь, 2 —
индуктор
Нагреваемую деталь 1 помещают в индуктор 2, через который проходит ток высо-
кой частоты. Часть детали, обозначенная черной краской, показывает распределение
тока в нагреваемой детали. Вследствие «поверхностного эффекта» переменный ток
сосредоточивается на наружной поверхности стального проводника. «Поверхност-
ный эффект» переменного тока в стали усиливается с увеличением частоты.
§ 38. ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИЗА
В современном промышленном производстве электролиз использу-
ется для нанесения металлопокрытий (кадмирование, цинкование,
никелирование, свинцева-
ние, омеднение, хромиро-
вание, серебрение, окси-
дирование, воронение) в
металлургических процес-
сах и установках электро-
химии.
Нанесение металлопок-
рытий осуществляется в
гальванических ваннах.
Каждая ванна работает
при напряжении постоян-
ного тока 3,5—24 В и то-
ках порядка 100—5000 А
и выше.
Электропитание ванн
металлопокрытий в связи
Рис. 131. Схема питания гальванической ван-
ны постоянным чоком:
АД — асинхронный короткозамкнутый двигатель,
Г — генератор постоянного тока, ПП — плавкие
предохранители, ПМ — магнитный пускатель, ДП —
обмотка добавочных полюсов, ШО — параллельная
обмотка возбуждения, ШР — шунговой регулятор,
Р — рубильник, Ь — ванна
145
с их различным режимом работы производится от индивидуальных
преобразователей или от общих магистралей напряжением 6—24 В.
. Регулирование напряжения и тока ванн производится реостатами.
Схема питания гальванической ванны от индивидуального двигателя-
генератора показана на рис. 131. Ток и напряжение ванны регулиру-
ются шунтовым реостатом ШР. Защита генератора имеется только на
стороне переменного тока: от коротких замыканий — плавкими предо-
хранителями ПП, от перегрузок — магнитным пускателем ПМ.
Если от одного двигателя-генератора питается несколько ванн,
их включают параллельно, а в цепь каждой ванны вводят реостат
для регулирования тока.
Подводку питания к гальваническим ваннам выполняют преиму-
щественно алюминиевыми шинами и сваривают все контактные сое-
динения, так как при применении болтовых соединений контактная
поверхность окисляется, в результате чего значительно увеличивается
переходное сопротивление контакта. Открыто проложенные шины
должны быть окрашены масляной краской. Если местные условия не
позволяют проложить в цехе открытые шины, подводку питания к
ваннам выполняют кабелями.
Методом электролиза производится также электролитическое обезжиривание
и травление перед нанесением металлопокрытий. В металлургии применяется элек-
тролитическое лужение жести; стальная лента движется непрерывно со скоростью
до 10 м/с. Электролиз происходит при напряжении 9—24 В и токе порядка 120—
215 кА. В непрерывную автоматическую линию производства холоднокатаного
стального листа входят ванны электролитического обезжиривания и травления при
напряжении 18 В и токе до 12 кА.
Более мощными являются установки электролиза в цветной металлургии для
получения легких металлов (алюминий, магний, кадмий и др.) и для рафинирования
тяжелых металлов (медь, серебро, золото и др.). Напряжение ванн составляет не-
сколько вольт при токах, достигающих десятки и сотни тысяч ампер. Такие ванны
соединяются последовательно в серии и питаются от общей преобразовательной уста-
новки. При электролизе алюминия в отдельных ваннах с графитовыми или уголь-
ными электродами иногда наблюдается так называемый «анодный эффект», когда
вокруг анода образуется и держится в течение 5—10 мин газовая пленка, при кото-
рой напряжение и мощность, потребляемые ванной, возрастают в 5—10 раз. В связи
с возможностью «анодного эффекта» предусматривается запас мощности в преобра-
зовательной установке для питания серии ванн.
Электролиз цветных металлов является высокоэнергоемким производством.
Например, на получение одной тонны алюминия расходуется 18 000 кВт-ч, а одной
тонны лития — 66 000 кВт-ч.
Широкое развитие получила электрохимия, где путем электролиза добывают
хлор, водород, калий и другие химические элементы и их соединения.
Напряженно отдельных ванн находится в пределах 2—12 В, преобразователь-
ные установки для серии ванн имеют напряжение 150—850 В при токах, доходящих,
например при электролизе хлора, до 100—190 кА.
Электролизные установки, как правило, не допускают даже кратковременных
перерывов в ходе технологического процесса, поскольку это может привести к засты-
ванию электролита и выходу из строя ванн на длительное время.
§ 39. ЭЛЕКТРОИСКРОВАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
Электроискровая обработка металла применяется для получения в нем отвер-
стий и полостей различной сложной формы, а также для резки и шлифовки. При
электроискровом способе обработки металла небольшой участок обрабатываемой
поверхности нагревают кратковременными (импульсными) электрическими раз-
146
рядами, получаемыми от периодических разрядов батареи конденсаторов. Этот
способ предложен советскими учеными Б. Р. Лазаренко и Н. II. Лазаренко.
В электроискровой установке контактного дейст-
вия (рис. 132, а) в ванну 2 с жидким диэлектриком (керосин, трансформаторное
масло) погружают обрабатываемую деталь /, являющуюся анодом. Катодом служит
латунный или медный стержень 3, закрепленный на ползуне 4, жестко соединенном
с сердечником 5 соленоида 6. К соленоиду подводится переменный ток частотой
а)
Рис. 132. Схема электроискровой установки:
а — контактного действия, б — бесконтактного действия; 1 — обрабаты-
ваемая деталь^ 2 — ванна, 3 — стержень, 4 — ползун, 5 — сердечник,
6 — соленоид* 7 — винт, 8 — маховичок
Рис. 133. Схема анодно-механической об-
работки металла:
/ — обрабатываемая деталь, 2 — инструмент
50 Гц, и ползун 4 вместе со стержнем 3 получает колебательное движение с числом
колебаний 100 Гц/с. К электродам 1 и 5, питаемым постоянным током через сопро-
тивление /?, параллельно присоединена конденсаторная батарея С. При разомкну-
тых электродах 1 и 3 батарея заряжается через сопротивление R. Когда электроды
сближаются, происходит искровой пробой, а затем короткое замыкание электродов.
В момент искрового пробоя конденсатор С дает импульсный разряд. Когда же
стержень 3 начинает удаляться от де-
тали 7, между ними образуется зазор
и конденсатор С вновь заряжается,
после чего при сближении электродов
происходит следующий пробой и т. д.
При каждом импульсном разряде
на поверхности электродов образуют-
ся небольшие лунки и следующий
разряд происходит уже в другом месте
между наиболее близкими точками
электродов. Таким образом, в обра-
батываемой детали можно круглым
стержнем получать круглые отверстия,
а прямоугольным стержнем — прямо-
угольные.
В электроискровой ус-
тановке бесконтактного
Действия (рис. 132, б) электрод 3,
закрепленный на ползуне 4, не колеб-
лется. Между электродом 3 и обрабатываемой деталью 1 устанавливают зазор —
искровой промежуток. При включении питания постоянным током конденсатор С
заряжается через сопротивление R', напряжение на электродах повышается до тех
пор, пока не происходит пробой искрового промежутка. При пробое конденсатор С
147
разряжается, напряжение На электродах падает, затем конденсатор вновь за-
ряжается и т. д. Вследствие происходящих разрядов с поверхности электродов
снимается металл и увеличивается зазор между разрядами. Для сохранения необ-
ходимого для разрядов зазора электрод 3 во время работы постепенно опускают с
помощью маховичка 8 и винта 7.
Советскому инженеру В. Н. Гусеву принадлежит изобретение принципа элек-
троискровой обработки металлов, называемого а н о д и о - м е х а н и ч е с к и м
(рис. 133). Постоянный ток напряжением 20—30 В подводится к электроду-инстру-
менту 2 (отрицательный полюс) и к обрабатываемой детали 1 (положительный полюс).
Электрод-инструмент с незначительным трением скользит по обрабатываемой поверх-
ности. Через соприкасающиеся выступающие неровности поверхностей детали и
электрода-инструмента протекает ток, который нагревает место контакта и быстрыми
импульсами плавит его. Кроме того, происходят искровые разряды между поверх-
ностями детали и электрода-инструмента, также расплавляющие металл. В зазор
между электродом-инструментом и обрабатываемой поверхностью направляют
рабочую жидкость (смесь жидкого стекла с водой), которая образует на поверхносы
детали пленку с высоким электрическим сопротивлением, что усиливает нагрева-
тельный эффект.
Контрольные вопросы
1. Поясните принцип полуавтоматической дуговой электросварки.
2. В чем различие электропечей сопрошвления прямого и косвенного действия?
3. Что представляет собой «короткая сеть» в дуговой электропечи и каково
ее назначение?
4. Поясните принцип действия поверхностей закалки ме1аллов токами высокой
частоты.
Глава VIII
ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОМОНТАЖНОГО ДЕЛА
§ 40. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОМОНТАЖНОГО
ПРОИЗВОДСТВА В СССР
Капитальное строительство в нашей стране в основном ведется подрядным
способом. Головная стротельная организация (генеральный подрядчик) заключает
общий договор на строп и-льно-моптажпые работы с предприятием, для которого
осуществляется строительство, — заказчиком.
Генеральный подрядчик в порядке субподряда привлекает к производству раз-
личных видов монтажных и специальных строительных работ специализиро-
ванные организации (электромонтажные, механомонтажные, сантехмонтажные
и т. д.).
Создание крупных специализированных подрядных организаций позволяет
вести строительство индустриальными методами с постоянными квалифицирован-
ными кадрами, располагать мощной материально-технической базой.
При хозяйственном способе ведения капитальных работ строитель-
ство осуществляется силами предприятия-заказчика, организующего строительные
отделы или управления. Хозяйственный способ применяется при небольших масшта-
бах строительства, главным образом связанных с реконструкцией.
Специализированные электромонтажные организации сосредоточены в основном
в Министерстве монтажных и специальных работ и Министерстве транспортного
строительства (строительство электрифицированных железных дорог и метрополи-
тена). В этих министерствах имеются главные управления по производству электро-
монтажных работ (Главэлектромонтаж), в состав которых входят территориальные
тресты по производству электромонтажных работ (Центроэлектромонтаж, Урал-
электромонтаж и т. д.).
Кроме того, в состав Главэлектромонтажа входит трест, объединяющий сеть
заводов по производству электромонтажных изделий, механизмов, инструментов.
Основной структурной единицей электромонтажного треста является террито-
риальное электромонтажное управление, в составе которого находятся монтажные
участки, организуемые на крупных объектах строительства или для группы терри-
ториально близких объектов. Непосредственными руководителями рабочих-электро-
монтажников являются мастера и производители работ (прорабы).
В состав монтажного управления входит монтажно-заготовительный участок
с центральными мастерскими, задачей которых является выполнение макси-
мально возможного объема подготовительных и монтажных работ вне монтаж-
ной зоны, иногда задолго до окончания строительных работ и начала мон-
тажа. Рабочие электромонтажники организованы в бригады (6—12 чел.) и звенья
(2—4 чел.).
§ 41. ЭЛЕКТРОМОНТАЖНЫЕ ИЗДЕЛИЯ,
МЕХАНИЗМЫ И ИНСТРУМЕНТЫ
Основой современного электромонтажного производства является его индустри-
ализация, т. е. перенесение наибольшего объема работ с места монтажа на заводы
и заготовительные базы для укрупнения отдельных узлов монтажа в предварительно
собираемые блоки. Этой же цели способствует развитие производства на заводах
149
электропромышленности комплектных изделий: трансформаторных подстанций,
камер распределительных устройств, шинопроводов и др.
Развитие индустриальных методов монтажа тесно связано с повышением уровня
его механизации. Механизацию электромонтажных работ осуществляют по двум
основным направлениям:
механизируют трудоемкие процессы с помощью универсальных механизмов
(автовышки и автогидроподъемники, ямобуры-столбоставы, механизмы для обра-
ботки листовой профильной стали, шин из меди и алюминия и др.);
внедряют малую механизацию; инструменты и различные приспособления, по-
вышающие производительность труда электромонтажников (электроинструменты,
пиротехнические инструменты,
Рис. 134. Строительно-монтажные пистолеты:
а — СМП-3, б — ПЦ-52; 1 — предохранительный на-
конечник, 2 — муфта блокировки, 3 — рукоятка,
4 — корпус с ударно-спусковым механизмом, 5 —
полиэтиленовый наконечник, надеваемый на дюбель-
гвоздь, 6 — дюбель-гвоздь, 7 — пороховой патрон,
8 — дюбель-винт
подъемные и погрузочные плат-
формы, приспособления для
соединений и оконцеваний про-
водов и кабелей и т. д.).
Большое значение для ме-
ханизации трудоемких крепеж-
ных и дыропробивных работ
имеет применение строительно-
монтажного пистолета, с по-
мощью которого встреливают в
кирпичные и металлические осно-
вания гвоздевидные и винтовые
дюбеля (рис. 134, а). Дюбель-
гвоздь (ДГ) дает глухое креп-
ление, а дюбель-винт (ДВ) поз-
воляет закреплять на нем кон-
струкцию и оборудование с
помощью гаек. Пистолет заря-
жают специальными патронами,
которые подбираются по табли-
цам инструкций в зависимости
от размера забиваемых дюбелей
и материала, в который их за-
бивают.
Работа со строительно-мон-
тажным пистолетом требует стро-
гого соблюдения инструкции по
эксплуатации пистолетами правил
техники безопасности. К работе
с пистолетом допускают специ-
ально обученных монтеров, имею-
щих квалификацию не ниже IV
разряда для монтажника и III
разряда для эксплуатационни-
ка. Они должны проработать не
менее трех лет по своей спе-
циальности и зарекомендовать
себя как аккуратные и дис-
циплинированные работники. Перед работой с пистолетом электромонтер наде-
вает защитные очки (или специальную защитную маску) и противошумные на-
ушники. Строительно-монтажный пистолет целесообразно использовать для за-
бивки дюбелей при большом объеме работ, когда это значительно увеличивает про-
изводительность труда.
С 1975 года внедряется новая конструкция строительно-монтажного пистолета
ПЦ-52 (рис. 134, б). В отличие от пистолета СМП-3, который выстреливает заклады-
ваемый дюбель-гвоздь так, как обычный пистолет выстреливает пулю, ПЦ-52 является
поршневым. Поршень, находящийся внутри пистолета, силой разрыва порохового
патрона ударяет по дюбель-гвоздю и забивает его. Такой пистолет значительно
повышает безопасность работы и в ближайшее время полностью заменит пистолет
СМП-3.
150
металлоконструкциях можно пользоваться
Для оборудования гнезд и отверстий в бетонах высоких марок применяют
электрические молотки различных конструкций. Электромолоток
ИЭ-4207, имеющий массу 6,5 кг, показан на рис. 135.
Элемент поворота сверла или пробойника при ударе значительно улучшает про-
цесс бурения, на принципе которого работает электромолоток.
При небольших объемах монтажных работ успешно выполняют забивку дюбе-
лей вручную при помощи специальных оправок. На рис. 136 показана
оправка ОД-9 для забивки всех видов дюбелей диаметром стержня 3,5 мм в бетон,
кирпич и шлакобетон. Забивают дюбеля, ударяя молотком по головке бойка.
В монтажной и эксплуатационной практике широко применяют однофазные и
трехфазные электросверлилки серий И и С. Наиболее безопасны электросверлилки
на напряжение 36 В. Трехфазные электросверлилки С-363 работают при напряжении
36 В и повышенной частоте тока 200 Гц. Чтобы получить ток частотой 200 Гц и напря-
жением 36 В, используют преобразователи частоты И-75Б и С-572, включаемые
в сеть 380/220 В и имеющие по-
лезную мощность 4 кВт.
При работе электросверлилка-
ми на напряжение 127—220 В по
правилам техники безопасности
требуется заземлить корпус специ-
альной жилой шлангового провода,
по которому электросверлилка по-
лучает питание, и выполнять работу
в диэлектрических перчатках.
В настоящее время внедряют
электросверлилки и другие электро-
инструменты на 220 В с двойной
изоляцией (корпус сверлилки из
изолирующего материала), что зна-
чительно повышает безопасность
работ и позволяет отказаться от
применения преобразователей ча-
стоты.
В сырых местах и при работе на
электросверлилками только на 36 В.
Рис. 136. Оправка ОД-9 для забивки дюбелей:
а — общий вид, б — схема; / — корпус из стали, 2 — сменный боек, 3 — хлор-
виниловая ручка, 4 — стальной шарик с пружиной, 5 — пружинное кольцо
Чтобы облегчить труд рабочего при сверлении отверстий в потолках, применяют
специальные приспособления — стойки, позволяющие выполнять сверление стоя
на полу помещения.
151
Рис. 137. Телескопический подъемник
«Теми»:
/ — тележка, 2 — неподвижная чапь,
3 — выдвижная часть, 4 — рабочая пло-
щадка, 5 — ручная лебедка
Для работы на высоте используют различные приспо-
собления. Запрещается при производстве работ на высоте применять неисправные
лестницы, леса и случайные предметы (ящики, бочки). Приставные лестницы и стре-
мянки используют для работы на высоте не более 4 м. Они должны быть такими, чтобы
их мог перенести один рабочий. Ступени лестниц должны быть надежно закреплены
к вертикальным стойкам на врезных шипах болтами или железными скобами. На
нижних концах стоек лестниц и стремянок необходимы наконечники с острыми
шипами, а для работы на плиточных полях — резиновые наконечники. Стремянка
имеет на обеих стойках на высоте 1200—1500 мм стальные крюки с петлями, препят-
ствующие раздвиганию стоек.
Лестницы и стремянки изготовляют из добротной сухой древесины, алюминие-
вых труб или сортовой стали; их наруж-
ные поверхности должны быть глад-
кими.
Для работы на высоте используют
подъемные механизмы. При монтаже и экс-
плуатации наиболее удобен новый телеско-
пический подъемник «Темп» (рис. 137), в
котором рабочая площадка поднимается
и опускается ручной лебедкой.
Грузоподъемность подъемника
«Темп» — 100 кг. Высота от пола до ра-
бочей площадки 7 м (максимальная) и
4 м (минимальная). Скорость подъема и
опускания площадки 5 м/мин, масса подъ-
емника 125 кг, он легко передвигается
на тележке из дюралюминиевых труб.
Для устойчивости подъемник имеет от-
кидные закрепляемые аутриггеры (упоры),
а на случай обрыва троса, с помощью
которого происходит движение подвиж-
ной секции, ловители, которые осуществ-
ляют стопор при свободном падении.
Телескопические вышки выпускают
на базе грузовых автомобилей для ра-
боты на высоте до 16 и 23 м. Гидроподъ-
емники на базе автомобилей работают на
высоте до 12 м и обладают большой ма-
невренностью, имея максимальный вылет
корзины 7 м и угол поворота мачты
270°.
Для гнутья труб и шин применяют
трубогибы. Для труб диаметром до 25 мм
и небольших размеров шин служат руч-
ные шинотрубогибы. Универсальный ши-
нотрубогиб УШТМ-2 с электроприводом
(рис. 138) осуществляет механизированное
гнутье труб и шин.
Разнообразные монтажные
изделия, изготовляемые заводами элек-
тромонтажных организаций, способствуют повышению производительности труда
электромонтажников и качества монтажных работ.
Различные штампованные монтажные профили и стойки (рис. 139) приме-
няют для крепления проводов, кабелей труб и аппаратов с помощью закладных
гаек.
Пример крепления труб и кабелей с применением Z-образпого профиля показан
на рис. 140. Для безметизного крепления труб используют специальные закрепы
(рис. 141).
Выпускается также большая номенклатура различных коробок (пластмассовых,
чугунных и штампованных) для трубных и кабельных электропроводок, крепежных
скоб, пряжек и т. д. (
152
Рис, 138. Универсальный шинотрубогиб У1ПТМ-2:
а — гнутье шин размером 100 10 мм, G — 1нутье труб диаметром до 60 мм
Рис. 139. Перфорированные полосы, профили, стойки и рейки:
а— полосы К-100, К-200, б — клеммные рейки К-Ю9, в — профиль К-225,
К-240, К-347, г— профиль К-235, д — уголок К-236, е — крепление кабеля
закладной гайкой и полоской с пряжкой, ж — стойка К-305 (СА-1) для кно-
почных станций, з — стойки К-31 ОМ (СА-2), соединенные профилем для креп-
ления аппарата
Рис. 141. Закрепы для безметизного крепления труб:
а — детали, 6 — пример крепления труб; 1 — скоба для вмазки, 2 —
накладная скоба, 3 — трубы
§ 42. КОНТАКТНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ
Монтаж электрических контактных соединений является ответст-
венной операцией, от правильного выполнения которой зависит надеж-
ность эксплуатации электроустановок. Контактные соединения прово-
дов кабелей подвергаются при эксплуатации нагреву и охлаждению.
При коротких замыканиях в сети нагрев токопроводящих жил может
быть значительным. Для резиновой или поливинилхлоридной изоля-
ции кратковременный нагрев жил при коротком замыкании допуска-
ется до 150° С, а для бумажной до 200 0 С.
Основными материалами токопроводящих жил проводов и кабелей
являются алюминий и медь.
Вследствие дефицитности и дороговизны меди в настоящее время
наибольшее применение имеют провода и кабели с алюминиевыми
жилами, которые легче и дешевле проводов и кабелей с медными жи-
лами. Однако выполнить контактные соединения алюминиевых жил
более трудно, чем медных. Как медь, так и алюминий в воздухе окис-
ляются с образованием на их поверхности пленки окиси, но медь
окисляется медленнее, чем алюминий, и пленка окиси легко удаляется,
незначительно влияя на качество контактного соединения.
У алюминия пленка окиси образуется быстро, обладает большой
твердостью и высоким электрическим сопротивлением. Температура
плавления алюминия 650—657° С, а пленки окиси алюминия — около
2000и С. Кроме того, особенностью алюминия является его низкий
предел текучести; при чрезмерной затяжке болтового соединения оно
154
Рис. 142. Различные способы опрессования:
а — местное вдавливание* б — сплошное шестигранное обжатие
с течением времени ослабевает, так как алюминий из-за большого
давления под болтом вытесняется в соседние области, где этого дав-
ления нет.
Следует также иметь в виду, что при соприкосновении алюминия
с медью образуется гальваническая пара, в которой алюминий явля-
ется отрицательным электродом и подвергается постепенному разру-
шению в результате происходящего электрохимического процесса.
Во избежание этого при соединении с медью или другими металлами
обе контактные поверхности покрывают каким-либо третьим метал-
лом, например оловом (облуживание) или кадмием (кадмирование).
Рис. 143. Технология опрессовки алюминиевых проводов в гильзах ГАО:
а — подготовка для односторонней опрессовки, б — подготовка для двусторонней
опрессовки, в — процесс опрессовки, г — опрессованные соединения, д — готовые
соединения
155
Рис. 144. Клещи для опрессования алгоминиевых жил сечением 2,5—10 мм2:
а — гидравлические ГКМ, б — ПК-2М, в — ПХ-1М
Кроме того, применяют различные бескислотные смазки поверхностей
алюминия перед выполнением контрольного соединения (кварцева-
зелиновая и цинковазелиновая пасты.).
В настоящее время научно
разработана такая технология
Рис. 145. Оконцевание алюминиевых
жил опрессовкой:
а — конец жилы со снятой изоляцией,
б — зачистка жилы, в — надевание нако-
нечника, г — опрессовка, д — опрессован-
ный наконечник, е — готовое оконцевание
исследовательскими организациями
монтажа алюминиевых контактных
соединений, при соблюдении ко-
торой обеспечивается надежное и
долговременное качество контакта.
Соединение и оконцевание прово-
дов и кабелей выполняют метода-
ми опрессования, сварки, пайки и
с помощью болтов и винтов.
Опрессование приме-
няют для соединения и оконцева-
ния медных и алюминиевых жил
проводов и кабелей при напряже-
нии не выше 10 кВ. Процесс опрес-
сования соединения заключается в
том, что токопроводящая жила вво-
дится в трубчатую часть соедини-
тельной гильзы и обжимается с по-
мощью пресса. Существует два спо-
соба опрессования: местным вдав-
ливанием (рис. 142, а) и сплошным
шестигранным обжатием (рис.
142, б).
Сплошное обжатие требует зна-
чительных усилий и соответствен-
но более мощных инструментов и
механизмов, чем для местного вдав-
ливания.
156
Соединение и ответвле-
ние алюминиевых жил се-
чением 2,5—10 мм2 выпол-
няют в гильзах ГАО обыч-
но одним местным вдавли-
ванием с вводом проводов
в гильзу с одной стороны
(рис. 143, а). Если суммар-
ное сечение рабочих жил
меньше, чем номинальное
для данной гильзы, то в
гильзу вводятдополнитель-
ные жилы (рис. 143, б).
Опрессование этих жил
производят с помощью руч-
ных рычажных или гидрав-
лических клещей: ПК-1М,
ПК-2М и ГКМ (рис. 144) с
наборами пуансонов и мат-
риц, подбор которых (а
также гильз) производят
по таблицам специальных
инструкций. Концы токо-
проводящих жил (см. рис.
143, а) и внутреннюю по-
верхность гильз перед оп-
рессовкой зачищают (см.
рис. 143, б) до металличе-
ского блеска и смазывают
кварцевазелиновой пастой.
После опрессовки готовое
соединение изолируют по-
лиэтиленовым колпачком
или изоляционной лентой
(см. рис. 143, в, а, 5).
Соединение и оконцева-
ние алюминиевых жил се-
Рис. 146. Технология выполнения соединений
алюминиевых жил изолированных проводов и
кабелей сечением 16—240 мм2 способом опрес-
совки:
а — зачистка внутренней поверхности гильзы» б —
смазка внутренней поверхности гильзы кварцевазе-
линовой пастой, в — концы жил со снятой изоля-
цией, е — зачистка жил, д — смазка жил кварце-
вазелиновой пастой, е — соединение, подготовленное
к опрессовке, ж — опрессовка гильзы, з — опрессо-
ванное соединение, и — готовое соединение
чением 16—240 мм2 выполняют в алюминиевых гильзах ГА (соеди-
нение) и с помощью наконечников (оконцевание): алюминиевых
(ТА) и медно-алюминиевых (ТАМ). Наконечники опрессовывают дву-
мя местными вдавливаниями (рис. 145), а соединения — четырьмя
(рис. 146).
Опрессовку выполняют с помощью ручных и приводных прессов,
Показанных па рис. 147. Однопроволочные жилы сечением 25—120 мм2,
Имеющие секторную форму, перед опрессовкой предварительно скруг-
ляют также с помощью специального пресса.
Соединение и оконцевание медных жил сечением 4—240 мм2 выпол-
няют в медных гильзах ГМ и медными наконечниками ТМ. Наконеч-
ники опрессовывают одним местным вдавливанием, гильзы — двумя
157
вдавливаниями. Для опрессовки используют те же механизмы, что
и для алюминиевых жил, без применения кварцевазелиновой пасты.
Наибольшее применение имеют сейчас два способа сварки токо-
проводящих жил: с помощью контактного разогрева угольного элект-
Рис. 147. Механизмы для опрессования алюминиевых
жил сечением 16—240 мм2:
а — пресс гидравлический с электроприводом ПГЭП-2, б —
пресс механический РМП-7м, в — пресс гидравлический руч-
ной РГП-7М
рода для небольших сечений —2,5—10 мм2 и термитная для сечений
16 мм2 и выше. Не допускается соединение и оконцевание алюми-
ниевых жил обычной электросваркой, так как при этом расплескива-
ется расплавленный алюминий и пережигаются концы жил.
Соединение и ответвление алюминиевых жил сечением 2,5—10 мм2
угольным электродом показано па рис. 148. Для сварки используют
трансформатор со вторичным напряжением 9—12 В мощностью не
158
Рис. 148. Сварка жил угольным электродом:
а — процесс сварки, б — алюминиевые жилы, подготовленные к соединению,
6 и г — алюминиевые жилы с медной жилой, подготовленные к соединению,
д — сваренное соединение алюминиевых жил, е и ж — сваренное соединение
алюминиевой жилы с медной; 1 — алюминиевая жила, 2 — медная жила
Рис. 149. Сплавление конца многопроволочной жилы
в монолитный стержень:
а — положение жилы, электрода и охладителя при сварке,
б — начало оплавления, в — образование и перемешивание
ванночки расплавленного металла, г — присадка алюминие-
вого прутка; 1 — провода к трансформатору, 2 — хомутик
для крепления формы, 3 — присадочный пруток, 4 — эле-
ктрододержатель, 5 — угольный электрод, 6 — форма, 7 —
охладитель, 8 — многопроЕолочная жила, 9 — асбестовая
подмотка, 10 — металл в расплавленном состоянии
е;
Рис. 150. Последовательность
операций при сварке многопро-
волочных алюминиевых жил:
а — начало расплавления жил, б —
образование ванночки (ввод приса-
дочного стержня), в — перемеши-
вание плавки, г — готовое соедине-
ние; / — жилы, 2 — охладитель,
3 — предварительно сплавленный
монолитный стержень, 4 — уголь-
ный электрод, 5 — открытая форма,
6 — асбестовая обмотка, 7 — при-
садочный пруток, 8 — сварочная
ниже 0,5 кВ-А. Токопроводящие жилы зачищают до металлического
блеска и скручивают. После сварки соединение очищают напильником,
покрывают лаком и изолируют.
Соединение многопроволочных алюминиевых жил сечением 16—
240 мм2 выполняют в два приема. Сначала сваривают концы отдельных
проволок жил в монолитный стержень (рис. 149), а затем стержни между
собой (рис. 150). Торцы жил смазывают тонким слоем флюса, изоля-
цию жил защищают от перегрева и обгорания охладителями 2 и асбес-
товой подмоткой 6. После сварки соединение обрабатывают напиль-
ником и изолируют.
Оконцевание многопроволочных алюминиевых жил сечением 16—
150 мм2 сваркой выполняют с помощью литых алюминиевых наконеч-
ников ЛА, как показано на рис. 151.
Во всех случаях сварки алюминиевых жил (кроме соединения
жил сечением 2,5—10 мм2 угольным электродом) необходим флюс для
защиты алюминия от окисления в процессе сварки. Флюсы выпуска-
ются заводами в виде порошков, помещенных в герметически закры-
тые банки. Наибольшее распространение имеет флюс ВАМИ (Всесоюз-
ный институт алюминия и магния), в сос-
тав которого входят: хлористый калий —
50%, хлористый натрий — 30%, креолит
К-1 — 20%. Перед употреблением флюс
приготовляют в виде сметанообразной
пасты путем перемешивания 100 массо-
вых частей порошка флюса с 30 частями
воды. Флюс перед сваркой наносят тон-
ким слоем на свариваемые жилы и при-
садочные прутки.
Термитную сварку выполняют с по-
мощью специальных термитных патро-
нов, которые поджигают термитными
спичками.
Алюминиевые жилы сечением 2,5—
10 мм2 соединяют термитной сваркой
обычно в распаечных коробках с по-
мощью термитных патронов АТО (рис.
152). Соединяемые жилы, предваритель-
но зачищенные, скручиваются, затем на-
девается термитный патрон 1 и поджи-
гается термитной спичкой 2, После сго-
рания термитной массы расплавленный
металл перемешивают мешалкой 3 из
стальной проволоки во избежание обра-
зования окисной пленки.
После затвердевания шлак раскалы-
вают плоскогубцами, а металлическую
формочку внутри патрона снимают. Ме-
сто сварки зачищают щеткой из кардо-
ленты и изолируют.
160
Рис. 151. Оконцевание электросваркой алюминиевой жилы
наконечником ЛА:
/ — присадочный пруток, 2 — электрододержатель, 3 — угольный
электрод, 4 — наконечник, 5 — охладитель, 6 — жила
Алюминиевые жилы проводов суммарным сечением 50—240 мм2 в
коробках и нишах сваривают по торцам в общий стержень, как по-
казано на рис. 153, с помощью термитных патронов марки АТ. Тех-
нология сварки этих проводов такая же, как и для проводов сечением
2,5—10 мм2.
Соединение алюминиевых жил кабелей сечением 16—240 мм2
термитной сваркой производят с помощью приспособления (рис. 154),
состоящего из специальной подставки-штатива 5 с охладителями 3
с применением термитных патронов 4 марки А. Одновременно с нача-
лом горения патрона в литниковое отверстие его вводится присадочный
пруток (из обрезков алюминиевых проволок жил кабеля). После
Рис. 152. Соединение алюминиевых жил сечением 2,5—10 мм2 термитной
сваркой:
а — скрутка концов проводов, б — поджигание патрона, в — разрушение плен-
ки окиси; / — патрон, 2 — термитная спичка, 3 — мешалка, 4 — кокиль
6 Трунковский Л. Е.
161
Рис. 153. Соединение алюминиевых жил суммарным сече-
нием 50—240 мма термитной сваркой:
/ — термитный патрон, 2 — алюминиевый колпачок, 3 — про-
вода, 4 — присадочный пруток, 5 — кокиль, 6 — асбестовая
прокладка, 7 — уплотнение асбестовым шнуром, 8 — охлади-
тель (клещи), 9 — коробка
расплавления жил металл перемешивают мешалкой. Когда металл
затвердеет, скалывается шлак и удаляется литниковая прибыль,
соединение очищается кардолентой и изолируется.
Пайка токопроводящих жил осуществляется рас-
плавленным припоем, у которого температура плавления ниже, чем
у меди и алюминия.
Для пайки медных жил применяют преимущественно оловянисто-
свипцовый припой ПОС-ЗО (содержание олова 30%), для тонких
медных проводников — более мягкие припои: ПОС-40, ПОС-50 и
ПОС-Gl. В качестве флюса при пайке медных жил используют кани-
фоль или раствор мелкотолченой канифоли в спирте.
Рис. 154. Приспособление для сварки жил кабелей:
1 —скоба для закрепления асбеста, 2 — асбест для защиты жилы
от пламени (защита остальных жил не показана), 3 — охлади-
тель, 4 — термитный патрон, 5 — штатив
162
Для пайки алюминиевых жил применяют цинково-оловянистый
припой А (40% олова) и цинково-алюминиевые припои ЦО-12 (12?4
олова и 88% цинка) и ЦА-15 (15% алюминия и 85% цинка).
Соединение пайкой и ответвление однопроволочных алюминиевых
жил сечением до 10 мм2 показано на рис. 155.
До
• го Желооок
Рис. 155. Соединение и ответвление однопроволочных алюминиевых
проводов пайкой:
а — соединение, б — ответвление, в — соединение в коробке
Рис. 156. Ступенчатая разделка много-
проволочных алюминиевых жил при
пайке:
а — для сечений 16—35 мм2, б — дчя се-
чений 50 — 95 мм2,в — для сечений 120 —
150 мм2
Рис. 157. Соединение многопроволочных алюминиевых жил
пайкой:
/ — защитный экран, 2 — металлическая форма, 3 — ступенчатая раз-
делка жил, 4 — асбест, 5 — изоляция
6*
163
Концы соединяют двойной скруткой так, чтобы в месте касания
их образовался желобок. Место соединения предварительно прогрева-
ют пламенем паяльной лампы или пропан-бутаповой горелки. После
прогрева его натирают палочкой припоя в пламени горелки. Таким
образом желобок соединения облуживается и заполняется припоем.
Эту же операцию повторяют на другой стороне желобка и в местах
скрутки жил.
Пайку соединений и оконцевании многопроволочных алюминиевых
жил выполняют после предварительного облуживания всех проволок
на конце жилы. Для подготовки к пайке многопроволочных алюмини-
евых жил делается ступенчатая разделка конца провода (рис. 156).
Рис. 158. Оконцевание
многопроволочной
алюминиевой жилы
пайкой:
/ — защитны/! экран. 2 —
асбестовая подмотка, 3 —
наконечник, 4 — пруток
припоя, 5 — паяльная
лампа, 6 — расплавлен-
ный припой
Рис. 159. Кольцевой наконечник
(пистон):
а — до опрессования, б — после опрес-
сования на колечке провода
Рис. 160. Присоединение алюминиевых однопроволочных жил к винтовым зажимам:
а — при наличии резьбы в теле зажима, б — при креплении винтом с гайкой, в — при окон-
цевании кольцевым наконечником; / — винт М4, 2 — пружинная шайба, 3 — шайба-звез-
дочка. 4 — кольцевой наконечник, 5 — стандартная пружинная шайба
164
Перед лужением край изоляции жилы обматывают асбестовым шнур-
ком. Затем конец жилы прогревают пламенем горелки, после чего
вводят палочку припоя и усиленно натирают им поверхность жил и
торцы.
Облуженные концы многопроволочных жил вводят в разъемную
металлическую форму 2 (рис. 157), в которой торцы жил центрируют.
Предварительно поверхность металлической формы покрывают слоем
кокильной краски и высушивают. Места ввода жил в форму уплотняют
асбестом 4, а форму закрепляют с помощью проволочного бандажа.
Для предохранения изоляции 5 жилы от обгорания устанавли-
вают защитные экраны 1 из стали диаметром 100 мм и толщиной
0,4 мм.
Рис. 161. Ответвительные сжимы в пластмассовом корпусе:
а — в крестообразном корпусе, б, в — в тройниковом корпусе, г — кон-
тактные пластины
Затем пламенем горелки прогревают среднюю часть формы и через
ее литниковое отверстие вводят пруток припоя, который плавится
и заполняет форму, при этом расплавленный припой перемешивают
стальной проволокой, удаляя шлак.
Для пайки наконечников на алюминиевую многопроволочную
жилу применяют те же наконечники, что п для сварки, но сечение их
выбирают на одну ступень больше сечения жилы для обеспечения
заполнения припоем зазора между жилой и стенкой наконечника.
Процесс напайки наконечника аналогичен пайке соединения (рис. 158).
Алюминиевая жила может быть оконцована медным наконечником,
который в этом случае предварительно облуживают припоем ПОС-ЗО.
Вначале алюминиевую жилу облуживают припоем Л или Ц-12,
а затем ПОС-ЗО. Места пайки соединений и окоикеганий для защи-
ты от коррозии покрывают два раза влагоупорным лаком (например,
битумный лак Б-577), обматывают изоляционной лентой и вновь по-
крывают тем же лаком.
165
Болтовые (винтовые) контактные соединения
применяют преимущественно для присоединения проводов и кабелей
к электрическим машинам, аппаратам и приборам.
Медные жилы малых сечений подключают к винтовым зажимам
обычно без наконечников изгибом в колечко. Для повышения на-
дежности контакта, особенно во влажных средах, такое колечко об-
луживают. При многопроволочных жилах применяют опрессовку
жил кольцевым наконечником (рис. 159) с помощью клещей.
Присоединение алюминиевых однопроволочных жил к винтовым
зажимам для надежности контактного соединения осуществляется
«в колечко» с помощью шайб-звездочек 3 и пружинящих шайб 5
(рис. 160).
Соединение проводов с помощью механических сжимов позволяет
осуществить ответвление от провода без его разрезания. Для этой
цели применяют специальные ответвительные зажимы в пластмас-
совых корпусах (рис. 161,а). Внутри корпусов имеется квад-
ратный зажим из штампованных пластин (рис. 161, г), затягиваемых по
углам четырьмя винтами. Очищенные от изоляции участки соединяе-
мых проводов после протирки бензином покрывают тонким слоем
кварцевазелнновой пасты, закладывают между пластинами и затяги-
вают винтами.
§ 43. МОНТАЖ ВНУТРЕННИХ ЭЛЕКТРОПРОВОДОК
Электропроводки на изолирующих опорах. К этой группе относят
электропроводки на изоляторах, клицах и роликах. Подготовка к
монтажу проводок на изоляторах после проведения разметки трассы
состоит в армировке изоляторов, креплении их к опорным конструк-
циям и установке на элементах сооружений (стенах, потолках и
фермах). Для крепления изоляторов на крюках, якорях и штырях
наматывают паклю, пропитанную суриком, тертым на олифе. Намотку
производят тонкими прядями на конец крюка (штыря) или якоря так,
чтобы она имела бочкообразную форму, на 2—3 мм превышающую
в наиболее утолщенной части внутренний диаметр резьбовой части
армируемого изолятора. Перед навертыванием изолятора внутрь его
закладывают небольшой комок пакли, предохраняющий его от повреж-
дения торцом крюка или штыря. Изолятор плотно навертывают на
крюк до конца, затем его отворачивают на пол-оборота во избежание
поломки при возможных изменениях температуры.
Наиболее современным способом армировки изоляторов является
применение специальных пластмассовых колпачков-втулок, надевае-
мых на конец крюка или штыря. Пластмассовые колпачки изготовляют
предприятия электромонтажных организаций.
Армированные изоляторы крепят на металлических скобах, кото-
рые устанавливают на строительные основания вмазкой, сваркой или
пристрелкой с помощью строительно-монтажного пистолета.
На промежуточных опорах провода крепят как на шейках, так и
на прорезях головок изоляторов. Вязку проводов выполняют стальной
оцинкованной проволокой с подмоткой в местах привязки проводов
166
изоляционной ленты. На угловых и конечных опорах провода закреп-
ляют только на шейках изоляторов.
Расстояние между проводами при их пересечениях должно быть
не менее 100 мм. Если это условие выполнить невозможно, провода
в месте пересечения закладывают в борозды, применяя для этой цели
изоляционные трубки. В местах пересечений проводок с горючими
трубопроводами их прокладывают от последних на расстоянии 100 мм.
Кроме того, провода защищают обмоткой из асбестового шнура или
применяют провода с жаростойкой изоляцией.
При проходе через стены изолированные провода закладывают в
неразрезные изоляционные трубки с оконцеванием изолирующими
втулками (в сухих помещениях) и воронками (в сырых помещениях
и при выходе наружу). При проходе из одного помещения в другое
провода могут быть заложены в общую изоляционную трубку, а из
сухого помещения в сырое каждый провод помещают в отдельную
изоляционную трубку и концевые воронки заливают изолирующим
компаундом.
Перед монтажом необходимо произвести тщательную отбраковку
изоляторов до армировки. Не допускаются изоляторы с надломами,
сколами, повреждениями глазури и даже с мелкими, но видимыми
трещинами. Недостаточно тщательная отбраковка изоляторов может
привести в эксплуатации к образованию во влажной среде больших
токов утечки, а в отдельных случаях и к авариям.
Монтаж плоских проводов в пластмассовой оболочке. Плоские
провода в пластмассовой оболочке марок ППВ, АППВ, ППВС и
АППВС применяют в осветительных сетях и для небольших силовых
нагрузок при напряжении до 380 В. Плоские провода прокладывают
как открыто по поверхности стен и потолков, так и скрыто, без труб
и какой-либо другой защиты, а также непосредственно под слоем мок-
рой или сухой штукатурки.
По несгораемым стенам и перегородкам открытую прокладку
плоских проводов ведут непосредственно по их поверхности, по сго-
раемым — с подкладкой под провод по всей длине слоя листового
асбеста толщиной 3 мм, выступающего с каждой стороны провода
не менее чем на 5 мм.
Скрытую прокладку по деревянным стенам и перегородкам при
мокрой штукатурке производят по намету алебастрового раствора
толщиной не менее 5 мм или с подкладкой листового асбеста толщиной
3 мм. При сухой штукатурке плоские провода прокладывают между
стеной и сухой штукатуркой в сплошном слое алебастра таким обра-
зом, чтобы толщина слоя алебастра под и над проводом была не менее
5 мм. Возможна также прокладка плоских проводов между двумя
слоями листового асбеста каждый толщиной 3 мм.
Широко распространена скрытая прокладка плоских проводов в
перекрытиях из бетонных плит. Ее выполняют в каналах пустотных
плит, в зазорах между плитами с заделкой алебастровым раствором.
Наконец, плоские провода прокладывают поверх плит перекрытия,
под чистым полом следующего этажа, в сплошном слое алебастрового
или цементного намета.
167
Размотка плоских проводов допускается при температуре не ниже
— 15й" С. Провода проглаживают зажатой в руке ветошью или с по-
мощью роликового приспособления.
Изгибание плоских проводов (рис. 162) для открытых и скрытых
прокладок производят вырезанием соединительной пленки (для ППВ
и АППВ) или разрезанием разделительных канавок (АПН). При
открытой прокладке на прямых
участках трассы плоские провода
крепят через 200—250 мм гвоз-
дями диаметром 1,4—1,8 мм,
длиной 20—25 мм с диаметром
шляпки 3 мм или полосками с
пряжками.
Специализированные органи-
зации ведут монтаж электро-
проводок плоскими проводами
только индустриальными метода-
ми с предварительной заготовкой
всех узлов проводки в мастер-
ских монтажно-заготовительного
участка (МЗУ) на специально
оборудованных стендах. Это
позволяет свести до минимума
трудовые затраты на месте мон-
тажа.
В объем стендовой заготовки
проводок входят: отмеривание
и отрезка проводов, устройство
соединений в коробках, окон-
6)
Рис. 162. Изгибание плоских проводов:
а — ППВ и АППВ, б — АПН
цевание, проверка электриче-
ской схемы в сборе и маркировка. Готовые и замаркированные узлы
проволок складывают в бухты и отправляют на место монтажа.
Заводами специализированных монтажных организаций выпуска-
ется серия станков и приспособлений, из которых в МЗУ комплекту-
ются поточные технологические линии для обработки и заготовки
проводок.
Электропроводки на тросах. Конструкция тросовых электропро-
водок позволяет полностью выполнять их заготовку в мастерских
монтажно-заготовительного участка и вести монтаж индустриальными
методами. Тросовые проводки применяют в цехах только для сети
общего освещения при условии, если такая проводка размещается в
свободном пространстве между нижним поясом ферм и мостом крана.
Для тросовых проводок выпускают специальные тросовые провода
марки APT (с резиновой изоляцией) и АВТ (с полйвинилхлоридной
изоляцией). Внутри проводов APT и АВТ имеется несущий стальной
трос.
Выпускается серия монтажных изделий для крепления и натяжки
тросовых проводов: серьги, зажимы, натяжные устройства (рис. 163,
а) и ответвительные коробки (рис. 163,6).
168
Пролет между двумя натяжными устройствами определяется про-
ектом, но, как правило, не должен превышать 60 м. Во всех случаях
трос должен быть заземлен, но не может служить заземляющим про-
водником. В качестве проводника заземления применяют отдельный
провод или отдельную жилу кабеля. Несущий трос может быть исполь-
зован в качестве четвертой (нулевой) жилы в сети с глухозаземленной
нейтралью, если сечение его достаточно по проводимости, что опреде-
ляется проектом.
Высота подвески тросовых проводок и кабелей установлена не
менее 2,5 м от уровня пола или площадки обслуживания, а в помеще-
ниях с повышенной опасностью — не менее 3,5 м. В зависимости от
массы подвешиваемых проводов и кабелей применяется подвеска на
двух и более параллельных несущих тросах.
При расположении тросовых проводок параллельно трубопроводам
с горючими жидкостями или газами расстояние от проводов и кабелей
до таких трубопроводов должно быть не менее 250 мм, а до прочих
трубопроводов — не менее 100 мм. При прокладке вблизи горючих
трубопроводов используют провода и кабели с жаростойкой изоляцией
или специально защищают их от воздействия высокой температуры.
В силовых сетях могут быть применены тросовые проводки с под-
веской на тросах лотков, труб и кабельных конструкций. Варианты
169
тросовой подвески кабелей приведены на рис. 164. Тросовая электро-
проводка с открытой прокладкой изолированных проводов на пласг-
массовых подвесках (клипах) показана на рис. 165.
Электропроводки небронированными кабелями. К этой группе
электропроводок относят проводки кабелями с резиновой и пластмас-
совой изоляцией жил, в свинцовой или пластмассовой оболочках ма-
Рис. 164. Тросовая подвеска кабелей:
а — одного кабеля на подвесках, б — двух кабелей на под-
весках, в — горизонтальный кабельный мосг» г — верти-
кальный кабельный мост
рок: СРГ, АСРГ, ВРГ, АВРГ, НРГ, АНРГ, ВВГ, АВВГ. Перечислен-
ные кабели имеют оболочки, которые при низких температурах стано-
вятся хрупкими, поэтому кабели ВРГ, НРГ, ВВГ допускается прокла-
дывать при температуре не ниже — 15° С, а СРГ не ниже — 2СГ С.
Крепления небронированных кабелей зависят от материала осно-
ваний (бетон, кирпич, металл) и диаметра кабелей и выполняются:
стальными скобами с одной или двумя лапками; пластмассовыми
пружинящими скобами для плоских и круглых кабелей (скобы пред-
варительно закрепляют на основании); бандажными стальными по-
170
Рис. 165. Тросовая электропроводка открытыми изолированными про-
водами на пластмассовых подвесках (клицах)
Рис. 166. Крепление проводов и кабелей к основаниям на сталь-
ной полосе (а) или проволоке (б):
/ — полоса, 2 — кабель, у — дюбель-гвоздь, 4 — полоски с пряжкой,
f — анкерная пластинка, 6 — проволока (катанка), 7 — промежуточ-
ное крепление проволоки накладкой
Рис. 167. Установка ответвительных коробок:
а — с наружным обходом кабеля, б — с заходом под коробку
пряжками, закрепляемыми
лосками на стальной полосе или проволоке (катанке), которые предва-
рительно крепят вплотную к бетонному или кирпичному основанию
вдоль трассы прокладки кабелей (рис. 166); бандажными стальными
полосками по перфорированной полосе, алюминиевыми полосками-
непосредственно к основанию. Наимень-
шие допустимые радиусы изгибов кабелей
составляют 10 наружных диаметров.
Проходы через стены и перекрытия
кабелей с резиновой изоляцией выпол-
няют в металлических или изоляцион-
ных трубах. Правила разрешают про-
кладывать в одной трубе несколько ка-
белей, относящихся к одной цепи. При
проходах через перекрытия трубы долж-
ны выступать на высоту не менее 1,5 м
от уровня пола, при выходе из по-
толка нижнего этажа — выступать из
края проходного отверстия. Проходы
небронированных кабелей через степы
допускается производить в открытых
оштукатуренных проемах без труб.
В местах пересечений на один ка-
бель надевают изолированную трубку
либо делают в месте пересечения откры-
тую оштукатуренную борозду. Пересе-
чения могут быть выполнены также в
металлических коробках. При закрепле-
нии кабелей прокладывают защитные
прокладки из прессшпана, выступающие
из-под скобки на 1,5—2 мм с обеих сто-
рон равномерно.
Кабели рихтуют (выравнивают) с
помощью деревянного бруска или дере-
вянного молотка. Брусок подкладывают
под кабель в месте его правки.
Примеры установки ответвительных
коробок при монтаже небронированных
кабелей показаны на рис. 167. Концы
кабелей должны быть надежно окон-
цованы. Сухая концевая заделка кабелей СРГ, АСРГ, ВРГ, АВРГ
и АНРГ показана на рис. 168. Монтаж концевой заделки производят
в такой последовательности: перед разделкой оболочку протирают
бензином; на свинцовой оболочке зачищают место для припайки
заземляющего проводника; поясную изоляцию 5 закрепляют бандажом
11 из ниток №00; жилы кабеля протирают и разводят к местам под-
ключения; на жилы надевают поливинилхлоридные трубки 4.
Напайку’ наконечников на жилы и провод заземления производят
припоем ПОС-40 с флюсом из раствора канифоли в спирте. На поло-
вину хвостовой части наконечников и конец поливинилхлоридной
Рис. 168. Сухая концевая задел-
ка кабелей марок СРГ, АСРГ,
ВРГ, АВРГ, НРГ, АНРГ:
1 — кабельные наконечники, 2 —
бандаж из ниток № 00, покрьпый
лаком ПХВ-1, 3 — поливинилхло-
ридная трубка для маркировки,
4 — поливинилхлоридная грубка
для изоляции, 5 — поясная изоля-
ция, 6 — наружная оболочка, 7 —
маркировочный поясок, -5 — гибкий
медный проводник заземления се-
чением 1,5 мм2, 9 — бандаж из
крученого шнура диаметром 1 мм,
покрытый лаком ПХВ-1, 10 — об-
мотка из липкой поливинилхлорид-
ной ленты, 11 — бандаж из ниток
№ 00
172
трубки 3 накладывают бандаж 2 из ниток №00. На рис. 168 показана
концевая заделка с напайкой наконечников на жилы и заземляющий
проводник. При сечении однопроволочной жилы до 10 мм2 напайку
наконечников выполняют лишь в тех случаях, когда это обусловлено
специальными требованиями проекта или технических условий.
Обычно присоединение таких жил осуществляют без наконечников,
колечком под винт клеммника или аппарата. Заземляющий проводник
также присоединяют пайкой или сваркой без наконечника.
Рис. 169. Заземление металлических оболочек проводов и кабелей у ответ-
вительных коробок:
а — металлический, б — пластмассовый; 1 — коробка, 2 — заземляющий винт,
3 — пайка, 4 — медные проводники
При заземлении металлических оболочек проводов и кабелей у
ответвительных коробок (рис. 169) необходимо обеспечить непре-
рывность электрической цепи с помощью заземляющих перемычек.
Металлические оболочки к сети заземления присоединяют у группо-
вых пунктов многопроволочным медным луженым проводом сечением
1,5—2,5 мм2 или стальными хомутиками, плотно прилегающими к
оболочке и припаянными к ней.
Для заземления свинцовой оболочки кабелей используют отрезки
медных гибких проводов сечением не менее 1,5 мм2. Заземляющий
проводник прикрепляют к свинцовой оболочке бандажом из медной
проволоки диаметром 1 мм и припаивают припоем ПОС-40, используя
в качестве флюса паяльный жир, остатки которого после пайки во
избежание окисления свинца тщательно удаляют.
Заземление оболочек пучка проложенных кабелей выполняют одним
гибким луженым медным проводом, пересекающим пучок под прямым
углом и припаянным к оболочке каждого провода или кабеля в пучке.
Кабели, проложенные на высоте менее 2 м от уровня пола, а также
в местах, где они могут подвергнуться механическим повреждениям,
защищают стальными трубами, угловой сталью, металлическими
коробками. В электротехнических помещениях такая защита не тре-
буется.
173
Электропроводки в стальных трубах. Стальные трубы для электро-
проводок применяют только в тех случаях, когда это обусловлено
правилами (ПУЭ) по условиям среды и характеру помещений (взрыво-
опасность, пожароопасность). Чердачные электропроводки, как пра-
вило, выполняют в стальных трубах.
Для взрывоопасных установок используют водогазопроводные
трубы, в остальных случаях — тонкостенные электросварные.
Электромонтажные организации применяют индустриальный ме-
тод монтажа электропро-
водок в стальныхтрубах:
их предварительно заго-
товляют в мастерских и
комплектуют в отдель-
ные блоки и узлы. Заго-
товка труб в мастерских
ведется по эскизам про-
ектной организации или
замерам с натуры. Ис-
пользуюттакже метод за-
готовки трубных узлов
на макетах, где имити-
руют монтируемую эле-
ктроустановку с распо-
ложением электропри-
емников, к которым под-
ходят трубы.
После очистки внут-
ренней поверхности труб
от окалины и грата их ок-
рашивают асфальтовым
Рис. 170. Соединения (а) и вводы стальных труб
в коробки (б):
1 — муфтой на резьбе, 2 и .9 — гильзой на винтах, —
отрезком трубы с приваркой по краям, 4 и 7 — гильзой
на сварке, 5 — муфтой с раструбом, 6 — на резьбе в
патрубок коробки, 8 — царапающими гайками с обеих
сторон
лаком изнутри и снару-
жи. Трубы, прокладывае-
мые в бетоне, снаружи
не окрашивают для луч-
шего сцепления с бето-
ном. Оцинкованные тру-
бы прокладывают без окраски. Для помещений с химически активной
средой в проектах приводятся специальные указания о марке про-
тивокоррозийной краски для стальных труб.
В сухих непыльных помещениях допускается соединение труб без
уплотнения на гильзах и манжетах (рис. 170,а). Муфта с раструбами
изготовляется из отрезка трубы того же диаметра с развальцовкой
раструбов на специальном станке или кузнечным способом с помощью
стальной болванки.
Тонкостенные трубы можно соединять на резьбе нормальными
муфтами для водогазопроводных труб, по для этого на них накатывают
резьбу с помощью специальных резьбонакатных головок. Муфты на
резьбе натягивают до отказа, при этом резьба (сгон) должна быть
равной длине муфты плюс толщина контргайки.
174
Крепление стальных труб при открытой прокладке осуществляют
скобами, хомутами и электросваркой к металлоконструкциям. Во
взрывоопасных помещениях приварка труб запрещена, также не до-
пускается приварка тонкостенных труб в любых помещениях.
При прокладке стальных труб необходимо выдержать определен-
ные расстояния между точками крепления (не более 2,5 м для труб
диаметром условного прохода до 3/4", 3 м — 1 1/4" и не более 4 м —
для труб 2" и выше), а также между протяжными коробками в зави-
симости от числа изгибов: не более 50 м — при одном изгибе трубы,
40 м — при двух и 20 м — при трех.
Наиболее надежным соединением стальных труб являются муфты
на резьбе, уплотняемые паклей и суриком. Такие соединения обяза-
тельны в сырых, жарких, содержащих пары и газы, вредно влияющие
на изоляцию проводов, взрывоопасных и пожароопасных помещениях
и во всех случаях скрытой прокладки труб.
Вводы стальных труб и коробки приведены на рис. 170, б. Выбор
размеров труб для затяжки в них проводов и кабелей зависит как от
диаметра и числа последних, так и от конфигурации трубопровода,
его протяженности и наличии на нем изгибов.
В ряде электромонтажных организаций, выполняющих большие
объемы работ по монтажу электропроводок в стальных трубах, применя-
ют поточные линии для химической очистки и окраски стальных труб,
что позволяет значительно повысить производительность труда на
этих трудоемких операциях и качество обработки труб. Основными
химическими реагентами для очистки труб в этих установках являют-
ся серная и ортофосфорпая кислота.
Для изгибания труб под различными углами используют ручные
и приводные трубогибы.
Одной из трудоемких операций при монтаже электропроводок в
стальных трубах является затяжка в трубы проводов и кабелей. Для
предохранения изоляции проводов от повреждений при затяжке в
трубы на открытых концах трубопроводов устанавливают втулки
(металлические или пластмассовые).
Специализированные электромонтажные организации применяют
для затягивания проводов в трубы специальные приспособления:
ПМТ с электроприводом и ППТ пневматическое с подачей сжатого
воздуха от компрессора или заводской сети. Оба приспособления
предназначены для труб диаметром 3/4"—3" и позволяют производить
протяжку проводов со скоростью — 5—7 м/мин.
Электропроводки в пластмассовых трубах. Пластмассовые трхбы
для электропроводок используют во всех средах и помещениях кроме
взрывоопасных, пожароопасных и жарких. При использовании пласт-
массовых труб сокращается расход стальных труб, а также снижается
трудоемкость и стоимость электропроводок, прокладываемых в тру-
бах.
Трассы электропроводок в пластмассовых трубах выбирают так,
чтобы они не совпадали и не пересекались с горячими трубопроводами,
дымоходами и т. и. В несгораемых стенах п перекрытиях трубы про-
кладывают в бороздах, закрепляя их через 0,5—0,8 м алебастровым
1 /5
раствором. В стенах и перекрытиях из сгораемых материалов необхо-
димо подкладывать под трубы, располагаемые в бороздах, полосы из
листового асбеста толщиной не менее 3 мм. Вместо листового асбеста
допускается слой штукатурки толщиной не менее 5 мм.
Пластмассовые трубы применять в горячих цехах (литейные сва-
рочные, термические) запрещено. Соединения и ответвления проводов,
прокладываемых в пластмассовых трубах, выполняют только в короб-
ках или соединительных ящиках. Соединения и ответвления проводов
внутри труб не допускаются. Диаметры пластмассовых труб подбираю!
в зависимости от диаметра и числа закладываемых в них проводов
Провода должны затягиваться в трубы легко. Необходимо также
обеспечить возможность их замены. Для этой же цели устанавливают
наибольшие допустимые расстояния между соединительными и про
тяжными ящиками и коробками.
При проходах через стены и междуэтажные перекрытия пластмас-
совые трубы должны быть цельными (без соединения). Также недо-
пустимы соединения пластмассовых труб муфтами на участках трассы
между коробками при прокладке по деревянным оштукатуренным
поверхностям.
При вводе в ящики, коробки и шкафы пластмассовые трубы окон-
цовывают втулками или воронками. Если используются коробки
из изоляционного материала, оконцевание труб на вводах необяза-
тельно.
К пластмассовым относят трубы из винипласта, полиэтилена и полипропилена.
Винипластовые трубы жесткие, их применяют как для скрытых, так и открыты*
электропроводок непосредственно по несгораемым основаниям. В зависимости от
толщины стенок винипластовые трубы разделяют на три группы: легкие (Л), сред-
ние (С) и тяжелые (Т). Для электропроводок преимущественно используют легкие
и средние трубы.
При монтаже винипластовых труб необходимо учитывать изменение их длины
в зависимости от температуры. Температурное изменение длины 1 м трубы из вини-
пласта составляет 0,08 мм на zb Г С.
Для компенсации температурных изменений винипластовых труб применяют
два способа их крепления: неподвижное и подвижное, при котором труба может
перемещаться вдоль своей оси. Иногда тля обеспечения температурной компенсации
делают на винипластовых трубах изгибы в виде «уток» или применяют специальные
сальниковые компенсаторы.
Выбор диаметра винипластовых труб зависит от числа и сечения проводов, слож-
ности трассы.
При параллельной прокладке с горячими трубопроводами (отопление, горячее
водоснабжение) необходимо обеспечить расстояние в свету между винипластовыми
и горячими трубами не менее 100 мм. Винипластовые трубы располагают ниже горя-
чих.
В местах прохода через стены и перекрытия винипластовые трубы проклады-
вают в гильзах из стали, винипласта, полиэтилена или резины диаметром на 5—10 мм
больше диаметра прокладываемой трубы. Обработку и монтаж винипластовых труб
ведут при температуре выше —0° С, так как при отрицательных температурах вини-
пласт становится хрупким.
При открытой прокладке винипластовые трубы монтируют после завершения
отделочных работ в помещениях (грунтовка и покраска за один раз), при скрытой
прокладке — после монтажа С1роителъных конструкций и закладных деталей.
Особенностью технологии монтажа винипластовых труб является выполнение работ
по правке труб при перекосах. Для снятия возникающих местных механических
напряжений равномерно прогревают напряженный участок трубопровода горячшм
воздухом с помощью горелки (газовой или бензиновой).
176
Полиэтиленовые трубы имеют меньшую прочность, чем винипластовые, поэтому
при обработке и монтаже они не должны подвергаться механическим нагрузкам и
ударам. Кроме того, полиэтиленовые трубы надо оберегать от царапин и надрезов,
снижающих прочность полиэтилена, особенно на изгиб.
Радиусы изгибов полиэтиленовых труб при прокладке в них кабелей и проводов
со свинцовой, алюминиевой или поливинилхлоридной оболочками и при прокладке
их в бетонных массивах должны быть не менее десяти диаметров трубы, а в осталь-
ных случаях скрытых прокладок — не ниже шестикратных.
Трубы из полиэтилена подвержены температурным деформациям: температурное
изменение 1 м трубы составляет 0,22 мм на ±1°С. Однако полиэтиленовые трубы
более эластичны по сравнению с винипластовыми. Механические свойства полиэти-
леновых труб зависят от температуры. Различают трубы из полиэтилена низкой
плотности (ПНП) и высокой плотности (ПВП), последние отличаются от ПНП вдвое
большей прочностью и более высокой температурой плавления (125—135° С против
110—120° С). Оба вида полиэтилена обладают высокой морозоустойчивостью и хими-
ческой стойкостью.
Рекомендуется применение для электропроводок полиэтиленовых труб с мини-
мальной толщиной стенок. В фундаментах и больших бетонных массивах допускается
использовать полиэтиленовые трубы с большой толщиной стенок среднего и тяже-
лого типов.
Полипропиленовые трубы обладают теми же свойствами, что и полиэтиле-
новые, но отличаются от них повышенной хрупкостью при отрицательных темпера-
турах и большей термостойкостью (температура плавления 164—168° С).
Следует иметь в виду, что полиэтилен и полипропилен разрушаются от жиров,
нефтепродуктов и длительного воздействия дневного света. Трубы из полиэтилена
и полипропилена при отрицательных температурах становятся хрупкими, поэтому
их обработку и монтаж выполняют при плюсовых температурах. Недопустима про-
кладка этих труб в полах горячих цехов и там, где по условиям работы или при
ремонтах перемещают большие тяжести.
Полиэтиленовые трубы можно также применять для защиты подземных кабе-
лей от действия агрессивных грунтов, предохраняя трубы сверху от механических
повреждений кирпичом или бетонными плитами.
При параллельной прокладке с трубопроводами отопления и горячего водоснаб-
жения полиэтиленовые и полипропиленовые трубы располагают ниже горячих на
расстоянии не менее 100 мм.
Соединение и ответвление проводов внутри полиэтиленовых и полипропиле-
новых труб запрещено. Для этой цели применяют коробки из негорючих изоляци-
онных материалов либо из стали или силумина. Полиэтиленовые и полипропилено-
вые трубы, укладываемые в бороздах, закрепляют через 0,7—0,8 м методом «примора-
живапия» алебастровым раствором. Пакет из нескольких труб закрепляют деревян-
ными распорками с расстоянием в свету между трубами не менее 10 мм.
Наиболее прочным видом соединения полиэтиленовых и полипропиленовых
труб является сварка, выполняемая специальным нагревательным инструментом.
Надежное соединение полиэтиленовых труб можно получить методом горячей
обсадки раструбов. Муфты с раструбами заготовляют в мастерских из отрезков
той же полиэтиленовой трубы с помощью металлической оправки.
Возможно также соединение полиэтиленовых и полипропиленовых труб без
муфты, но с предварительной осадкой конца одной из соединяемых труб в форме
раструба. Полиэтиленовые и полипропиленовые трубы, так же как и винипластовые,
подогревают с помощью пропан-бутановой горелки или паяльной лампы с надстав-
кой из стальной трубки, чтобы не происходило прямого попадания пламени
на трубу.
Электропроводки в лотках и коробах. Эти проводки относят к груп-
пе открытых электропроводок.
В помещениях и цехах, где допускается открытая прокладка про-
водов и кабелей, применение лотков позволяет сократить расход труб
и значительно снизить трудоемкость монтажных работ. Лотки для
электропроводок выпускают двух типов: сварные и перфорированные
177
(pi с. 171). Ширина сварных секций 200 или 400 мм, перфорирован-
ных оО или 100 мм. Наиболее распространено крепление лотков на
полках кабельных конструкций.
Лотки располагают на высоте не менее 2 м от уровня пола или
площадки обслуживания. В помещениях, обслуживаемых специально
обученным персоналом (например, в электротехнических), высота
расположения лотков не нормирована. При сближении и пересечении
ЛОТКОВ С трубопроводами ДОЛЖНЫ быть —им мини.
1 2
ff)
их на кабель-
Рис. 171. Типы лотков и крепление
них конструкциях:
а — сварной. б — перфорированный;
выдержаны следующие мини-
мальные расстояния от
них до ближайшего ка-
беля или провода: при
параллельной прокладке
250 мм, при пересечении
100 мм.
Лотки применяют как
для горизонтальной, так
и для вертикальной про-
кладок с поворотами на
углах и с обходом раз-
ных препятствий. Между
колоннами и стенами
лотки подвешивают на
тросах.
Кабели в лотках
укладывают в один ряд
с расстоянием между
ними в свету примерно
5 мм, провода — также
раздельно в один ряд
или пучками. При этом
в пучке не следует укла-
дывать более 12 прово-
дов. Пучок проводов
скрепляют бандажами
или обоймами. Расстоя-
ние между пучками, уло-
женными в один ряд,дол-
жно быть ие менее 20 мм.
лотках, крепят во всех
б — перфорированный; / — кабельные
стоики СК, 2 — прижим, 3 — кабельные полки ПК
Кабели и провода, прокладываемые в
местах поворотов и ответвлений, па прямых участках не более чем
через каждые 0,5 м при вертикальной прокладке и не более чем через
3 м — при горизонтальной. Для крепления применяют скобки, полоски
с пряжками, пластмассовую ленту с кнопками из ассортимента крепеж-
ных заводских изделий.
Перед прокладкой в лотках кабели и провода раскатывают па полу
вдоль трассы лотков. Кроме того, используют способ протяжки кабе-
лей вдоль лотков по роликам с резиновыми валиками, которые уста-
навливают на концах трассы, а также в местах поворотов и переходов
с одной отметки на другую,
178
Электропроводки в коробах в отличие от электропроводок в лотках
позволяют защитить провода и кабели от грязи и пыли окружающей
среды. Короба изготовляют в виде П-образных профилей с перегород-
ками, секциями длиной 3 м.
В коробах имеются планки для крепления проложенных в них
проводов и кабелей. Монтируют короба на горизонтальных и верти-
кальных тросах или закрепляют на кронштейнах, стойках, подвесках
(рис. 172).
Монтаж шинопроводов. Общие сведения о конструкциях шино-
проводов приведены в § 24 и 33.
Расстояние от опорной конструкции шинопроводов до перекрытия
по условиям монтажа и обслуживания должно быть не менее 700 мм.
Рис. 172. Выполнение проводок в коробах:
а — подвеской, б — креплением на кронштейнах; / — опорный уголок, 2 — штырь
Допускается местное сближение под балками перекрытий до 350 мм,
если в место сближения не попадает сварной стык шин.
От чистого пола до шинопровода должно быть выдержано минималь-
ное расстояние 2500 мм. В электрических помещениях это расстояние
не нормируется. Расстояние между шинопроводом и стеной должно
быть не менее 50 мм, а до горячих трубопроводов не менее 500 мм.
При параллельной прокладке шинопроводов расстояние между
ними в вертикальной и горизонтальной плоскостях должно быть не
менее 500 мм.
При соединении секций магистральных шинопроводов между
собой следует отдавать предпочтение сварке, которая обеспечивает
наиболее надежный контакт. Соединение с помощью специального
сквозного сжима выполняется по заводской инструкции.
При больших объемах работ по монтажу шинопроводов специали-
зированные организации выполняют в мастерских на специально
оборудованной стендовой линии заготовку шинопроводов в укруп-
ненные секции длиной до 12 м.
179
Сварку шин на стыках секций производят квалифицированные
сварщики не ниже 5-го разряда в соответствии с инструкцией *.
Наилучшее качество сварного шва дает полуавтоматическая сварка в
среде аргона с помощью сварочного полуавтомата ПРМ-4М.
Собранные на полу секции шинопроводов поднимают на место
установки с помощью крановых механизмов на специальных травер-
сах (рис. 173).
Перед сборкой в блоки проверяют сопротивление изоляции каждой
секции шинопроводов мегомметром на 1000 В, которое должно быть
не менее 1 МОм.
Рис. 173, Траверса для подъема блоков секций магистральных шино-
проводов:
/ — стальная труба, 2 — стальной трос диаметром 10 мм, 3 — стальное кольцо,
4 — тросовый сжим
По окончании монтажа проверяют наличие крышек кожуха на
всех секциях и на торцах крайних секций и металлической связи за-
земляемых элементов шинопровода и токоприемников с сетью за-
земления, прочность крепления опорных конструкций, затяжку
болтовых сжимов, качество сварки соединения шин (выборочно),
качество изоляции мест сварных соединений, а также измеряют со-
противление изоляции смонтированного шинопровода (каждая фаза
на корпус), которое должно быть не менее 0,5 МОм.
В заключение проводят испытание изоляции шин переменным
током напряжением 1000 В в течение 1 мин. Допускается испытание
мегомметром 2500 В в течение 1 мин, но если сопротивление изоляции,
измеренное мегомметром, окажется меньше 0,5 МОм, испытание
переменным током напряжением 1000 В является обязательным.
§ 44. МОНТАЖ УСТРОЙСТВА ЗАЗЕМЛЕНИЯ
Устройство заземления состоит из заземлителей и заземляющих
проводников. Назначение его — предотвратить поражение людей при
соприкосновении их с элементами электроустановки, нормально изо-
лированных от токоведущих частей, но вследствие различных неис-
правностей, оказавшихся под напряжением.
Правилами (ПУЭ) рекомендуется в качестве заземлителей исполь-
зовать в первую очередь естественные заземлители в виде проложен-
* Инструкция по электродуговой сварке шин из меди, алюминия и его сплавов
МСН 162-67
ММСС СССР ’
180
ных в земле водопроводных труб, обсадных труб артезианских сква-
жин, металлоконструкций и арматуры железобетонных конструкций
сооружений, имеющих надежное соединение с землей.
В качестве заземляющих проводников обычно используют сталь-
ные полосы сечением не менее 24 мм2 и толщиной 4 мм, нулевые про-
вода электропроводок, металлические фермы зданий, шахты лифтов,
подкрановые пути, стальные водогазопроводные трубы электропро-
водок, алюминиевые оболочки кабелей (применение свинцовых оболо-
чек кабелей в качестве заземляющих проводников не допу-
скается).
Все виды естественных заземлителей должны иметь соединение с
заземляющими проводниками электроустановок не менее чем в двух
местах. При отсутствии естественных заземлителей используют ис-
кусственные.
Углубленные заземлители (полосовая или круговая сталь) укла-
дывают горизонтально на дно котлованов одновременно с сооруже-
нием фундаментов зданий, опор и т. п. Применение этих заземлите-
лей — наиболее экономичный способ устройства заземления, исклю-
чающий дополнительные земляные работы.
Вертикальные заземлители заглубляют в земле на 2,5—5 м. В ка-
честве вертикальных заземлителей используют стальные стержни
диаметром 12—16 мм (арматурная сталь), заглубляемые ввертыванием
на глубину 4—5 м, угловую сталь с толщиной стенки не менее 4 мм,
длиной 2,5—3 м, заглубляемую в землю механизмами и приспособле-
ниями; стальные трубы с толщиной стенки не менее 3,5 мм, длиной
2,5—3 м, заглубляемые так же, как и угловая сталь.
Вертикальные заземлители должны быть заглублены в землю
таким образом, чтобы верхний конец их выступал над поверхностью
земли в траншее не менее чем на 0,5—0,6 м. После этого их выступаю-
щие концы в траншеях соединяют путем сварки горизонтальными
заземлителями (стальные полосы толщиной не менее 4 мм или круглая
сталь диаметром не менее 6 мм).
Все соединения заземляющего устройства выполняются сваркой
внах естку, длина которой должна быть не менее двойной ширины
стальной полосы или шести диаметров при круглом сечении. Сварные
швы в земле покрывают битумным лаком (кузбасслак) для защиты
от коррозии.
Все остальные находящиеся в земле элементы заземляющего
устройства не должны окрашиваться. Если почва имеет высокую
коррозийную активность по отношению к стали, применяют оцинко-
ванные заземлители.
Присоединение заземляющих проводников к трубопроводам, где
сварка может вызвать их деформацию, допускается с помощью хому-
тов из стальной полосы толщиной не менее 4 мм, при этом контактную
поверхность трубопровода предварительно зачищают до металличес-
кого блеска. Примеры присоединения к трубопроводам на хомутах
показаны на рис. 174.
В местах, где горизонтальные заземлители могут получить повреж-
дения (пересечение с трубопроводами, кабелями и пр.), их защищают
181
отрезками стальных труб. Траншеи с уложенными в них заземлителями
засыпают чистой землей с последующей трамбовкой.
Для ввертывания круглых электродов в землю изготовляют при-
способления ПВЭ с приводом от электросверлилки (электроды диа-
метром до 12 мм) и ПЗД-12 с приводом от двигателя бензомоторной
пилы «Дружба» (электроды диаметром до 1G мм).
При использовании металлоконструкций в качестве заземляющих
проводников все стыки, а также болтовые и заклепочные соединения
должны иметь обходные перемычки сечением не менее 100 мм2, при-
соединенные с помощью сварки (рис. 175),
Рис. 175. Присоединение перемычек
сваркой на стыках металлоконструк-
ций, используемых в качестве зазем-
ляющих проводников:
а — на стыке с разрывом, б — на стыке с
болтовым соединением
Рис. 174. Присоединения зазем-
ляющих проводников к трубо-
проводам на хомутах:
а — стальной полосы к трубопро-
воду, б — обход задвижки
В местах температурных швов зданий, на стыках металлоконструк-
ций должны быть приварены гибкие перемычки из стального к ната
диаметром 12 мм. Число перемычек определяется расчетом в проекте.
Стальные водогазопроводные трубы, используемые в качестве заземля-
ющих проводников, соединяют муфтами с применением сурика. При
скрытой прокладке правила требуют дополнительной приварки муфт
к трубам в двух точках с каждой стороны.
При наличии в электропроводках в стальных трубах соедини-
тельных и ответвительных коробок в обход их приваривают к концам
труб стальные перемычки из круглой стали диаметром не менее 5 мм.
В протяжных стальных ящиках, коробках, куда входят стальные тру-
бы, последние приваривают в двух точках в месте входа. Допускается
вместо приварки устанавливать на трубы в местах присоединения
закрепляющие (царапающие) гайки. Заземляющие проводники кре-
пят на стенах и колоннах дюбелями с помощью строительно-монтаж-
ного пистолета или ручной оправки. При креплении с прокладкой
последнюю устанавливают только в месте крепления.
182
В помещениях сырых, особо сырых и с химически агрессивной
средой крепления выполняют на опорных скобах. К строительному
основанию крепят опорную скобу, а затем к ней приваривают зазем-
ляющий проводник.
Опорные скобы устанавливают на следующих расстояниях друг
от друга: на прямых участках — через 600—1000 мм, на поворотах—
100 мм, от мест ответвлений — 100 мм, от уровня пола — 400—600 мм.
<*)
Рис. 176. Присоединение к сети защитного заземления:
а — правильно, б — неправильно
Проходы через стены помещений с нормальной средой заземляю-
щих проводников выполняют через открытые проемы или в трубах,
через перекрытия — в отрезках стальных труб, выступающих на 30—
50 мм.
При устройстве защитного заземления электрооборудования ПУЭ
требуют присоединения каждого токоприемника к заземляющей сети
самостоятельным ответвлением и запрещают последовательное соеди-
нение (рис. 176).
Рис. 177. Заземление корпуса аппарата через трубу электропроводки:
а — гибкой перемычкой от трубы, б — двумя царапающими гайками, в, г —
царапающей гайкой и оконцевателем; 1 — корпус аппарата, 2 — заземляю-
щий болт, J — гибкая перемычка, 4 — флажок, приваренный к трубе, 5 —
царапающая гайка, 6 — лист корпуса аппарата, 7 — контргайка, 8 — оконце-
ватсль
Присоединение к корпусам электрических машин заземляющих
проводников выполняют болтовым соединением, при этом контактные
поверхности зачищают до блеска и смазывают тонким слоем вазелина.
Электрические машины и аппараты, устанавливаемые на зазем-
ленных металлических рамах и других конструкциях, дополнитель-
на
ного заземления не требуют; необходимо лишь обеспечить между
ними надежный контакт. Во взрывоопасных помещениях во всех
случаях обязательно заземление машин и аппаратов отдельным от-
ветвлением помимо заземленных металлоконструкций, на которых
они закреплены. Дополнительные меры надежного крепления контак-
та заземления (контргайки, пружинные шайбы и др.) применяют в слу-
чае возможных вибраций.
Переносные электроприемники заземляют специальной жилой
шлангового переносного провода помимо нулевого, заключенного в
общем шланге.
На рис. 177 показаны примеры заземления корпусов электрических
аппаратов с использованием стальной трубы, защищающей электро-
проводку в качестве заземляющего проводника.
Заземление металлических защищенных оболочек кабелей осу-
ществляют соединением оболочки и брони между собой и с корпусами
концевых или соединительных гибким медным проводником, сечение
которого выбирают в зависимости от сечения жилы кабеля:
Сечение гибкого медного
Сечение жилы заземляющего проводника,
каоеля, мм2 ммг
До 10 6
16-35 10
50-120 16
150—240 35
§ 45. ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОМОНТАЖА
ВО ВЗРЫВООПАСНЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ
Взрывоопасными считают такие установки, в которых могут обра-
зоваться взрывоопасные смеси горючих газов с воздухом, кислородом
или газами-окислителями (например, с хлором), или горючей пыли
и горючих волокон при переходе их во взвешенное состояние.
Правила устройства электроустановок разделяют помещения и на-
ружные установки в отношении их опасности при использовании
электрооборудования на следующие классы:
В-1 — помещения, в которых выделяющиеся газы или пары могут
образовать с воздухом или другими газами взрывоопасную смесь при
нормальных недлительных режимах работы (загрузка или разгрузка
аппаратов).
ВПа — помещения, в которых при нормальных режимах работы
взрывоопасных смесей не бывает, но они могут образоваться в резуль-
тате аварий или неисправностей;
В-16 — те же помещения, что и в классе В-Ia, но отличающиеся
следующим:
горючие газы при концентрации 15°6 и более могут взрываться и
имеют резкий запах (аммиачные, кохмпрессорные, холодильные, аб-
сорбционные установки и др.);
исключена возможность образования общей взрывоопасной кон-
центрации при авариях, но возможна местная взрывоопасная кон-
184
центрация (например, помещения для электролиза воды, поваренной
соли);
имеются небольшие количества горючих газов и легко воспламе-
няющихся жидкостей, работа с которыми производится без примене-
ния открытого пламени;
В-1г — наружные установки (газгольдеры, резервуары), содержа-
щие взрывоопасные газы, пары, горючие и легко воспламеняющиеся
жидкости, где взрывоопасные смеси могут образоваться только в ре-
зультате аварий или неисправностей;
В-П — помещения, в которых горючая пыль или волокна, обра-
зующие взрывоопасные смеси, выделяются в ходе технологического
процесса при нормальных недлительных режимах (загрузка и вы-
грузка технологического оборудования);
В-Па — те же помещения, что и в классе В-П, но если при нормаль-
ных режимах взрывоопасные смеси в них отсутствуют и могут обра-
зоваться только в результате аварий и неисправностей.
Классы помещений определяются проектной организацией или
вышестоящим ведомством, в которое входит предприятие.
Электропроводки. Для электропроводок, прокладываемых в сталь-
ных трубах, применяют только обыкновенные водогазопроводныетрубы.
Запрещается использовать тонкостенные стальные и пластмассо-
вые трубы во взрывоопасных установках. Соединение стальных труб
выполняют муфтами на резьбе с уплотнением паклей на сурике, раз-
веденном олифой. Соединения и крепления труб сваркой не допуска-
ются.
Для герметичности трубопроводов и разделения их при переходах
из одного помещения в другое устанавливают разделительные уплот-
нения в виде специальных фитингов, заливаемых уплотнительным
составом УС-65. Запрещается применять битумные и кабельные массы
для заполнения разделительных уплотнений.
В помещениях класса В-16 и наружных установках класса В-1г
разделительные уплотнения не требуются. Для соединения и ответвле-
ния трубных электропроводок в помещениях классов В-1, В-Ia и В-П
применяют литые чугунные фитинги серии Ф, а в помещениях осталь-
ных классов и на наружных установках — пыленепроницаемые ко-
робки серии У-500. Для открытых кабельных прокладок можно ис-
пользовать специальные пластмассовые коробки У-409 из негорючей
пластмассы с патрубками на резьбе и уплотнениями. Выбор фитингов
и коробок в зависимости от класса помещений приведен в табл. 15,
а общий вид их показан на рис. 178.
Во взрывоопасных помещениях классов В-I и В-Ia не допускается
применять электрические провода и кабели с алюминиевыми жилами
для прокладки в стальных трубах.
В помещениях классов В-П, B-IIa, В-16 и наружных установках
класса В-1г разрешается использовать провода и кабели с алюминие-
выми жилами для прокладки в стальных трубах, однако сечения жил
должны быть не меньше приведенных в табл. 16.
Правила устанавливают наибольшие расстояния между крепле-
ниями открытых электропроводок в стальных трубах, не более: 0,8 м
185
Рис. 178. Фитинги и коробки для взрывоопасных установок:
а — фп (проходной), б — ФСД (концевой), в — ФТ (тройниковый), г —
ФПБ (проходной с ответвлением в дне), д — ФКР (крестовидный), г —
ФПЗ (проходной уплотнительный), ж — ФУСМ (универсальная соединитель'
ная муфта), 8 — серия Ф для труб, и — серия ФТ для кабелей, к — короб-
ка У505, л — коробка У525, м — пластмассовая коробка У409
от электрических машин и аппаратов: 0,3 м от фитингов и коробок;
1,0 м от кронштейнов со светильниками.
Трубопроводы после монтажа проводов и кабелей испытывают
на плотность соединений избыточным давлением: 2,5 кгс/см2 для
помещений класса В-1, 0,5 кгс/см2 для помещений класса B-Ia, В-П
и В-Па. В течение 3 мин давление не должно уменьшаться более чем
на 50%.
Таблица 15. Выбор фитингов и коробок в зависимости от класса помещений
Класс поме- щения или установки Допустимое исполнение по ПУЭ Рекомендуемое исполнение
фитингов и коробок ответви- тельных и соединительных коробок с наборными зажимами
В-1 Взрывонепроницае- мое Фитинги серии Ф в испол- нении ВкЗГ Не допускается
В-1а Любое взрывозащи- щенное То же, но допускается в исполнении ВЗГ Не рекомендуется применять. Допуска- ется взрывонепрони- цаемое
В-16 Пыленепроницаемое Коробки серии У-500 и пластмассовые серии У-409 Закрытое или уплот- ненное
В-1г Взрывонепроницае- мое Фитинги серии Ф с уплот- нением крышки и коробки серии У-500 Пыленепроницаемое
В-П Взрывонепроницае- мое Фитинги серии Ф в испол- нении ВкЗГ Не допускается
В-Па Пыленепроницаемое Коробки серии У-500 Пыленепроницаемое
Примечания: 1. ВкЗГ обозначает взрывонепроницаемое исполнение с уче-
том короткого замыкания в оболочке для категории 3.
2. Разрешено применять во взрывоопасных помещениях класса В-Ia взрыво-
непроницаемые фитинги только с маркировкой ВкЗГ в исполнении повышенной
надежности против взрыва. При этом между крышкой и корпусом фитинга должна
быть предусмотрена резиновая прокладка, обеспечивающая их пыленепроницаемость.
Для испытания трубопроводов на плотность соединений выпускают
инвентарное приспособление ПИТ-20, работающее от компрессора
или автомобильного насоса. В комплект приспособления входит не-
обходимый набор штуцеров, шлангов, ключей и манометров.
Таблица 16. Наименьшие сечения жил проводов и кабелей
для классов взрывоопасных помещений и установок
Электрические проводки Сечение жилы, мм2
алюмпниевоп для клас- сов В-11, 1М1а, В-16, В-1 г медной для классов В-I, В-1а
Осветительные сети 2,5 1,5
Силовые сети 2,5 1,5
Цепи управления и сигнализации . . . 4,0 2,5
Вторичные цепи трансформации, изме- рения, блокировки ..... 2,5 1,5
157
Допускается открытая прокладка кабелей ВБВ и АВБВ во взрыво-
опасных помещениях и установках всех классов.
Силовые кабели повышенной надежности ВБВ и АВБВ имеют
поливинилхлоридную изоляцию жил и внутреннюю оболочку, бронь
из двух стальных лент и поверх брони наружную поливинилхлорид-
ную оболочку. Эти кабели можно применять в помещениях всех клас-
сов взрывоопасности, причем в помещениях классов В-I и В-1а —
только с медными жилами марки ВБВ, а в помещениях других клас-
сов допускается прокладывать кабели АВБВ с алюминиевыми жилами.
Кабели ВБВ и АВБВ прокладывают теми же способами, что и
другие бронированные кабели, но предпочтительной является проклад-
ка их по сварным и перфорированным лоткам. Кабели прокладывают
вплотную друг к другу. Защита их от механических повреждений
независимо от высоты не требуется за исключением мест, где возмож-
ны повреждения кабеля движущимися транспортными средствами.
В наружных установках при поливинилхлоридной оболочке не-
обходимы защитные меры от непосредственного воздействия на кабели
ВБВ и АВБВ солнечных лучей. Радиусы изгиба кабелей этих марок
должны быть не менее 10 диаметров кабеля.
Устройство соединительных и ответвительных муфт на кабелях
во взрывоопасных установках запрещено. Кабели марок ВБВ и АВБВ
вводятся в коробки аппаратов и электродвигателей, имеющих на вво-
дах специальные резиновые (или другие эластичные) уплотнительные
кольца, которые надевают на наружные оболочки кабелей.
Проходы кабелей через стены или перекрытия в помещениях клас-
сов В-I, B-Ia, В-П и В-Па выполняют через отрезки труб с уплотнением
на концах трубным сальником. Сальники более высокого качества
устанавливают со стороны взрывоопасного помещения, в помещениях
класса В-1 — по обе стороны прохода. При одновременном проходе
до пяти кабелей применяют заделанные в проем стены из кирпичной
кладки на цементном растворе стальные плиты с приваренными к ним
патрубками и сальниками (рис. 179, я), при числе кабелей более пяти —
в коробах с песком (рис. 179, б) с расстоянием в свету между кабелями
не менее 10 мм. Для засыпки коробов используют сухой песок с фрак-
цией не более 0,7 мм.
По окончании монтажа кабели ВБВ и АВБВ испытывают мегом-
метром на 1000 В на величину сопротивления изоляции жилы кабеля
по отношению к другим жилам, соединенным с землей, которое должно
быть не менее 4,5 МОм на 1 км кабеля. Если, например, длина испы-
тываемого кабеля составляет 300 м, то нормой сопротивления изоля-
ции является 4,5 : 0,3 = 15 МОм. Измерение прочности изоляции
производят мегомметром на 2500 В в течение 1 мин.
Электрооборудование. Во взрывоопасных установках применяют
следующее электрооборудование во взрывозащищенном исполнении:
взрывонепроницаемое (В), в котором взрыв, если он произойдет
внутри оболочки оборудования, не распространяется во внешнюю
взрывоопасную среду. Это объясняется тем, что нагретые взрывом
газы, проходя через зазоры между фланцами под напором образовав-
шегося внутри оболочки повышенного давления от взрыва, охлажда-
188
ются до температуры, не вызывающей воспламенения газов внешней
среды. Кроме того, благодаря выходу газов через зазоры внутри сосуда
спадает давление, вызванное взрывом. Размер требуемой ширины
щели зависит от температуры воспламенения взрывоопасной смеси и
ее химического состава;
повышенной надежности против взрыва (Н), исключающей возмож-
ность возникновения искр, электрической дуги и опасных температур;
маслонаполненное (М), исключающее возможность соприкосновения
нормально искрящих и не искрящих частей между собой и с взрыво-
Рис. 179. Устройство проходов кабелей через стены:
а — через стальные плиты с патрубками и сальниками, б — л коробах с
песком; / — заделка цементным раствором, 2 — сухой песок фракции
не более 0,7 мм, 3 — компенсатор с песком, 4 — короб,.5 — кабельный
лоток, 6 — кабельная потолочная конструкция, 7 — профиль К231
опасными смесями благодаря погружению искрящих частей в масло;
продуваемле под избыточным давлением (П), в котором внутри
оболочки поддерживается избыточное давление, предотвращающее
засасывание внутрь оболочки взрывоопасных смесей из окружающей
среды;
искробезопасное (И), в котором искры, связанные с нормальной
работой, не воспламеняют взрывоопасную среду;
специальное (С), которое имеет конструкцию, отличную по прин-
ципу устройства от приведенных выше.
Фланцевые зазоры корпусов электрических машин и аппаратов
во взрывонепроницаемом исполнении должны иметь расстояние до
любой пролегающей поверхности не менее 100 мм. Это требование
189
вызвано тем, что наличие преград для выбега газов взрыва через узкие
щели фланцевой защиты не позволяет газу быстро охладиться до без-
опасной температуры и взрыв может перейти в окружающую среду.
Трубопроводы, подходящие к машинам и аппаратам для подключения
кабелей или проводов, выполняют конструктивно так, чтобы при
замене машин и аппаратов не было надобности в демонтаже труб.
Провода при вводе в коробку взрывонепроницаемого электродви-
гателя уплотняют резиновыми шайбами заводской поставки в комп-
лекте с двигателями; отверстия в шайбах просверливают на месте при
монтаже соответственно диаметру провода жилы кабеля.
При отсутствии уплотнительной резиновой шайбы во вводном уст-
ройстве необходимо устройство заливочного уплотнения с помощью
фитинга ФПЗ на трубе, подходящей к вводному устройству на рас-
стоянии не далее 120 мм от него. Взрывонепроницаемые двигатели
перед монтажом проверяют внешним осмотром; производить ревизию
с частичной или полной разработкой их на месте монтажа не рекомен-
дуется, поскольку двигатели имеют тонкую щелевую фланцевую
защиту корпусов и вводных устройств для свободного и безопасного
выхода газов при взрыве внутри двигателя. Поэтому, чтобы обеспечить
при сборке двигателя чистоту и размеры калиброванной щели флан-
цевой защиты, требуются помимо чистоты рабочего места специальный
инструмент, оснастка и квалифицированный персонал.
При внешнем осмотре проверяют, не повреждены ли оболочка дви-
гателя и крышки подшипников. Затем вручную проворачивают вал
электродвигателя и убеждаются в отсутствии заеданий ротора и заде-
вания его за статор.
У вводного устройства проверяют целостность проходных изоля-
торов и заменяют поврежденные новыми. Наличие поврежденных изо-
ляторов во вводном устройстве может привести к его разрушению и
взрыву.
В объем проверки входит испытание изоляции обмоток двигателя
мегомметром на 1000 В в холодном состоянии. Сопротивление изоля-
ции каждой фазы по отношению к двум другим вместе с корпусом
должно быть не менее: 0,2 МОм при номинальном напряжении 220 В;
0,4 и 0,7 МОм при номинальном напряжении 380 и 660 В соответственно.
Если сопротивление изоляции ниже нормы, двигатель следует просу-
шить.
Если со дня отгрузки двигателя с завода-изготовителя прошло
больше 1 года, необходимо дополнительно осмотреть подшипники,
сняв с них крышки, и проверить наличие смазки, которая должна
заполнять 2 Л, объема подшипникового гнезда. Для подшипников
следует применять смазку, указанную в заводских инструкциях, или
марки УТБ.
При подключении к двигателям кабелей с бумажной изоляцией
рекомендуется в вводных устройствах выполнять сухую разделку ка-
беля с применением липкой поливинилхлоридной ленты и лаков № 1
и 2 во всех классах взрывоопасных помещений, кроме класса В-1,
где заделку кабеля в вводных коробках производят уплотнительным
составом УС-65.
190
Если конструкция вводной коробки двигателя не позволяет вы-
полнить сухую разделку кабеля с бумажной изоляцией, применяют
чугунную переходную коробку КСВ для кабелей сечением жилы 35—
95 мм2. При сечении жилы кабеля 95 мм2 и выше заделку в коробках
выполняют с переходом на изолированный проход. Переходную ко-
робку КСВ соединяют с вводной коробкой двигателя отрезком водо-
газопроводной трубы. Если диаметр трубы не соответствует диаметру
резьбы в вводной коробке, используют переходные муфты.
§ 46. МОНТАЖ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
И ПУСКОРЕГУЛИРУЮЩЕЙ АППАРАТУРЫ
Электрические машины прибывают на место монтажа
в собранном пли разобранном виде. Машины, прибывающие в собран-
ном виде, как правило, перед установкой не разбирают. Если при
внешнем осмотре выявлены повреждения и загрязнения машины в ре-
зультате транспортировки и хранения, заказчик и монтажная орга-
низация составляют акт, определяющий необходимость и степень раз-
борки машины. Такие работы монтажная организация выполняет по
отдельному иаряд-заказу в соответствии с инструкциями заводов-
изготовителей.
Перед монтажом электрической машины проверяют состояние изо-
ляции ее обмоток и, если оно неудовлетворительно, производят сушку
обмоток. Проверку изоляции обмоток выполняют мегомметром.
Сопротивление изоляции обмоток электрических машин на номи-
нальное напряжение до 1000 В включительно проверяют мегомметром
на 500 В, выше 1000 В — мегомметром на 1000 В.
Сопротивление изоляции обмоток электрических машин относи-
тельно их корпуса (измеренное через 60 с после начала отсчета
на шкале мегомметра) и сопротивление изоляции между обмотками
при рабочей температуре машины должно соответствовать вычислен-
ному по формуле, но не менее 0,5 МОм:
п ___ ____Uh
Лб° 1000 + 0,1? ’
где С7„ — номинальное напряжение обмотки машины, В; Р — номи-
нальная мощность машины, кВт (для машин постоянного тока, кВ *А).
За рабочую температуру принимают 75° С. Если сопротивление
изоляции обмотки было измерено при другой температуре, но не ниже
10° С, оно может быть пересчитано на температуру 75® С (табл. 17).
Кроме того, можно пользоваться соотношением: при увеличении температуры
на каждые 20° С сопротивление изоляции уменьшается примерно в 2 раза.
Если сопротивление изоляции обмоток электрических машин напряжением
до 1000 В ниже величин, приведенных в табл. 17, необходимо произвести сушку
обмоток. Существуют различные способы сушки электрических машин: индукцион-
ным нагревом, внешним нагревом, электрическим током от постороннего источника
и др. Наиболее распространена сушка электрических машин индукционным нагре-
вом (рис. 180). При использовании этого способа можно одновременно сушить не-
сколько машин, соединяя последовательно их намагничивающие обмотки.
Обмотку из изолированных проводов наматывают на наружной поверхности
корпуса машины и присоединяют к источнику переменного тока. Для сушки индук-
191
ционным нагревом могут быть применены сварочные трансформаторы с регулиров-
кой тока дросселем.
Если намагничивающую обмотку невозможно намотать по всей наружной
поверхности станины, приподнимают машину над плитой, либо смещают обмотку
на подшипниковые щиты, как показано на рис. 180.
При сушке индукционным способом ведут непрерывное наблюдение за темпера-
турой обмотки (последняя не должна превышать 70° С) и через каждый час измеряют
ее сопротивление изоляции. В начале нагрева сопротивление изоляции обычно падает,
а затем начинает возрастать.
Таблица 17. Сопротивление изоляции обмоток электрических машин
в зависимости от температуры
Температура обмотки, °C Сопротивление изоляции, МОм, при номинальном напряжении машины, В
220 380 500 660
10 2,7 4,6 6 7,9
20 1,85 3,3 4,3 5,6
30 1,3 2,1 2,8 3,6
40 0,85 1,5 2 2,6
50 0,6 1 1,3 1,8
60 0,4 0,7 0,9 1,2
70 0,3 0,5 0,6 0,8
75 0,22 0,38 0,5 0,65
Рис. 180. Схема сушки
электрических машин ин-
дукционным нагревом
Сушку заканчивают, когда прекращается нарастание сопротивления изоляции.
Если в процессе сушки сопротивление изоляции достигло требуемой нормами вели-
чины, но продолжает повышаться, сушку не останавливают. Ее продолжают до тех
пор, пока сопротивление изоляции не будет примерно одинаковым в течение 2—3 ч.
Другой распространенный способ сушки электрических машин — внешний
нагрев (рис. 181). Машину помещают в кожух, у которого внизу оставляют отверстие
для входа нагретого воздуха, а вверху (в противопо-
ложном углу) отверстие для выхода теплого воздуха.
Кожух должен быть огнестойким (из металла или ли-
стового асбоцемента). Если его выполняют из деревян-
ных щитов, последние обшивают кровельной сталью по
войлоку. Воздух нагревают с помощью тепловоздухо-
дувки, ламп накаливания, нагревательных сопротивле-
ний или батарей пароводяного отопления, которое
устанавливают вблизи нижнего входного отверстия.
Температуру нагретого воздуха у входа необходимо
контролировать: она не должна быть выше90°С. Каж-
дый час измеряют также сопротивление изоляции
обмоток.
Электрические машины сушат также электриче-
ским током (переменным или постоянным) от посто-
роннего источника. Для сушки асинхронных двигате-
лей трехфазным током применяют напряжение но
более 10—15% номинального. При этом ротор должен
быть заторможен. В двигателях с фазным ротором
обмотку закорачивают на кольцах.
При сушке асинхронных двигателей однофазным
переменным или постоянным током ротор также дол-
жен находиться в неподвижном состоянии. Схемы включения обмоток двигателя
в этом случае выбирают в зависимости от числа выводов обмотки статора (рис.
182, а, б).
При сушке асинхронных двигателей током от постороннего источника недоста-
точна вентиляция, так как ротор двигателя находится в неподвижном состоянии.
Поэтому ток сушки на каждой фазе не должен превышать 50—70% номинального.
192
При этом необходимо вести непрерывный контроль за нагревом обмотки с помощью
термометра (температура должна быть не выше 70° С). Если сушку производят по
схемам, показанным на рис. 182, в, г, рекомендуется каждые 2 ч переключать фазы
обмотки электродвигателя так, чтобы нагрев всех трех фаз шел равномерно.
Перед установкой электрических машин необходимо проверить
по чертежам соответствие проекту фундаментов, кабельных каналов
и монтажных проемов для транспортировки оборудования или его
отдельных узлов.
Особое внимание должно быть обращено на уточнение массы пере-
мещаемых электрических машин или их узлов (для машин, поступаю-
щих в разобранном виде) и на соответствие грузоподъемности кранов,
кран-балок или других механизмов и приспособлений для подъема и
Рис. 181. Сушка внешним нагревом
перемещения машин. При этом необходимо учитывать, что превышение
паспортной грузоподъемности такелажных приспособлений и обору-
дования не допускается.
Электродвигатели устанавливают на чугунных или стальных пли-
тах (рамах) из профильного металла, на сварных кронштейнах или
подкладках непосредственно на фундаментах. Если требуется обеспе-
чить продольное перемещение двигателя (например, при ременной пере-
даче), его устанавливают на салазках.
Перед окончательным закреплением выверяют горизонтальное
положение двигателя, а также совпадение его оси с осью вала приво-
димого механизма (выверка линии валов). При ременной передаче та-
кую выверку выполняют с помощью стальных линеек, прикладываемых
к торцам шкивов (при одинаковой их ширине). Если ширина шкивов
разная, выверку делают шнуровыми отвесами (рис. 183). От приво-
димого шкива до пола опускают два отвеса А и Б и протягивают
между ними шнурок, образующий прямую линию. От середины шкива
электродвигателя тоже опускают два отвеса В и Г и перемещают
электродвигатель до совпадения отвеса его шкива со шнуром.
При непосредственном соединении двигателя с приводимым меха-
низмом полумуфтами осевую линию валов выверяют центровочными
скобами (рис. 184), насаженными на полумуфты или их ступицы.
Скобы располагают одну против другой, устанавливая зазоры а и б
7 Трунковский Л. Е. 193
в пределах 1—2 мм. Затем оба вала поворачивают вокруг оси на 90э
и замеряют зазоры al и 61. Далее повторяют эти измерения еще 3 раза,
каждый раз поворачивая оба вала на 90°. Зазоры замеряют калиб-
рованными щупами.
Результаты выверки считают удовлетворительными, если соблю-
даются равенства: al + аЗ = а2 + а4 и 61 + 63 = 62 + 64 или,
если разность между суммами двух зазоров (например, al + аЗ) и
двух других (а2 + а4) не превышает 0,05 мм.
Рис. 182. Схемы для сушки асинхрон-
ного двигателя однофазным перемен-
ным и постоянным током:
а, б — при шести выводах обмотки, в, г —
при трех выводах обмотки
Рис. 183. Выверка установки элек-
тродвигателя с ременной переда-
чей при разной ширине шкивов
Если эти условия не обеспечиваются, двигатель перемещают в
вертикальной или горизонтальной плоскости, подкладывая под его
лапы прокладки из тонкой листовой стали.
При получении удовлетворительных результатов выверки окон-
чательно закрепляют крепящие болты двигателя. При установке
двигателей на бетонном фундаменте подливают жидкий бетон. Перед
подливкой поверхность соприкосновения фундамента с подливаемым
бетоном тщательно и непрерывно увлажняют.
Пускорегулирующие аппараты перед монтажом
подвергают ревизии, которая включает внешний осмотр, очистку,
продувку и регулировку. Изоляция аппаратов и катушек, если она
из-за неудовлетворительного хранения увлажнилась, подлежит сушке.
Допустимые величины сопротивления изоляции можно принимать
по табл. 17.
194
Перед монтажом пускорегулирующей аппаратуры выполняют раз-
метку и установку на стенах, колоннах или на полу опорных металло-
конструкций, к которым крепят аппаратуру. „
Пускорегулирующую аппаратуру двигателей группируют в общие
узлы и блоки, которые предварительно собирают в монтажно-загото-
вительных мастерских и на месте монтажа устанавливают в собран-
ном виде. Объединение пускорегулирующей аппаратуры в укрупнен-
ные блоки ускоряет производство электромонтажных работ.
Конструкции для установки пускорегулирующей аппаратуры,
как правило, крепят к основанию (стене или колонне) дюбелями,
пристреливаемыми строительно-мон-
тажным пистолетом.
Отдельно стоящие магнитные пу-
скатели устанавливают строго верти-
кально (допустимое отклонение по
вертикали не более 5°). Подвижная
система аппаратов должна иметь лег-
кий ход (включаться и отключаться
без заеданий). Якорь включающего
магнита должен плотно прилегать к
сердечнику. В магнитных пускателях
и контакторах плотность прилегания
Рис. 184. Выверка осевой линии
валов соединяемых машин центро-
вочными скобами
контактов достигается в результате
нажатия пружин. Силу нажатия пру-
жин регулируют. Она должна быть
достаточной для того, чтобы с необхо-
димым усилием прижимать контакты друг к другу, и не быть чрезмер-
ной, ибо сила включающего электромагнита может оказаться недоста-
точной для полного включения.
Замыкание контактов в контакторе происходит по схеме, показан-
ной на рис. 185, а. Положение I соответствует начальному нажатию
контактов, положение II — промежуточному (перекатыванию кон-
тактов), положение III — конечному нажатию. При размыкании
процесс происходит в обратном порядке. Обычно контакт обгорает
по краям (положение /), а не на рабочих поверхностях (положение III).
Сила нажатия контактов может быть измерена пружинным динамо-
метром, на крюк которого зацепляют петлю из проволоки, надеваемой
на контакт (рис. 185, б, в). Динамометр оттягивают в направлении
стрелки.
Во время регулировки между контактами закладывают тонкую
полоску бумаги. Силу нажатия контактов определяют по показанию
динамометра в момент, когда бумагу можно свободно вынуть. Нормаль-
ные значения силы нажатия контактов приводят в заводских паспор-
тах на оборудование, а также в справочниках.
В нормально включенных магнитом пускателе и контакторе
наблюдается равномерное легкое гудение магнитной системы. Сильное
гудение и дребезжание указывает на неисправность аппарата. Не-
исправности могут быть вызваны различными причинами: наличием
грязи или ржавчины на торцевой части сердечника магнита (якоря),
7*
195
чрезмерной затяжкой контактных пружин, повреждением коротко-
замкнутого витка на сердечнике, заеданием вала в подшипниках,
перекосом торцевой поверхности сердечника, повреждением катушки.
При заедании вала вливают в подшипник три-четыре капли ма-
шинного масла через специальное отверстие. Если после смазки вал
проворачивается туго, значит подшипники перекошены. Чтобы устра-
нить перекос, ослабляют затяжку болтов, крепящих подшипник,
включают и отключают контактор несколько раз от руки. Подшип-
ник должен занять правильное положение. Затем снова затягивают
крепящие болты.
Рис. 185. Схемы регулирования контактов:
а — последовательность замыкания контактов, б — проверка
начального нажатия контактов, в — проверка конечного нажа-
тия контактов; / — неподвижный контакт, 2 — подвижный
контакт, 3 — упор подвижного контакта, 4 — пружинная шайба;
А — провал контактов, В — зазор между подвижным контактом
и его упором
Реостаты (проволочные и пластинчатые) устанавливают так,
чтобы обеспечить свободный доступ охлаждающего воздуха снизу
и выход его вверх. Расстояние между реостатом и полом должно быть
не менее 100 мм. Масляные реостаты заливают трансформаторным
маслом до отметки на маслоуказателе. Механизм реостата регулируют
так, чтобы обеспечить легкий и плавный ход, а также четкую работу
конечных выключателей и сигнально-блокировочных контактов рео-
статов с моторным приводом. Для цепного привода реостата допуска-
ется свободный ход в пределах шага цепи.
Ящики сопротивлений устанавливают таким образом, чтобы эле-
менты сопротивлений находились в вертикальной плоскости и вдали
от сгораемых предметов. Изоляцию проводов, подключенных к ящи-
кам сопротивлений, снимают на расстоянии не менее 100 мм от зажи-
ма, а соединения между ящиками выполняют шинами или голым
проводом.
Щиты станций управления и отдельные панели, собранные пред-
варительно в мастерских, крепят к закладным деталям, заранее уста-
196
новленным на черном полу. Основание щитов заливают жидким раст-
вором бетона до отметки чистого пола.
Перед включением электрической машины в работу убеждаются
в отсутствии на ней или внутри нее посторонних предметов (например,
инструмента, случайно оставшегося после монтажа), проверяют со-
стояние контактных колец или коллектора (контактные поверхности
должны быть чистыми, а щетки плотно прилегать к ним). После этого
осматривают положение рукоятки или штурвала реостата (они должны
быть в положении Пуск), а также выполняют установленные местной
инструкцией правила предупреждения работающих о пуске электри-
ческой машины. Если на подшипниках электрической машины имеет-
ся указатель уровня масла, проверяют, соответствует ли уровень
залитого масла нормальному. Если машина, приводимая в движение
двигателем, имеет ременную передачу с холостым шкивом, убеждают-
ся, что ремень перед пуском находится на холостом шкиве.
Двигатели мощностью до 300 кВт и напряжением до 1000 В про-
веряют в работе на холостом ходу (или с ненагруженным механизмом)
в течение 1 ч.
После включения двигателей в работу под нагрузкой контролиру-
ют работу электрической машины, обращая внимание на то, чтобы не
было перегрева корпуса машины и подшипников сверх установленной
нормы, ненормальных вибраций, шума или гудения, биения ремен-
ной передачи или соединительной муфты, значительного искрения
под щетками.
У асинхронных двигателей с фазным ротором необходимо пере-
вести пусковой реостат в начальное положение после того, как электро-
двигатель достигнет нормального числа оборотов и будет включено
короткозамыкающее устройство на контактных кольцах. В против-
ном случае при перерыве в подаче электрической энергии и повторном
включении двигатель останется с замкнутым накоротко ротором, что
вызовет большой толчок и может привести к аварийным отключениям,
а иногда и к поломке механизма.
Для автоматического предупреждения неправильных включений
на пусковых реостатах ставят конечные выключатели, соединенные
с рукояткой или штурвалом реостата и включаемые в цепь пусковой
схемы двигателя.
Контрольные вопросы
1. Кого допускают к работе со строительно-монтажным пистолетом?
2. Каковы условия работы с электросверлилками на напряжение 220 В?
3. Каким образом производят опрессование соединения алюминиевых жил сече-
нием 2,5—10 мм2?
4. Для чего перед опрессованием зачищенные алюминиевые жилы покрывают
кварцевазелиновой пастой?
5. Для чего применяют флюсы при пайке?
6. Какие припои используют при пайке медных и алюминиевых жил?
7. В каких случаях запрещается применять электропроводки в пластмассовых
трубах?
8. При каких условиях допускается использование металлоконструкций соору-
жения в качестве заземляющих проводников?
9. Какими способами осуществляют сушку электрических машин?
Глава IX
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ
ОБСЛУЖИВАНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
§ 47. ЗАДАЧИ И СТРУКТУРА СЛУЖБЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ
Основная задача службы обслуживания — обеспечение беспере-
бойной, безопасной и экономичной работы электроустановок и со-
держание их в исправном состоянии. Для решения этой задачи персонал
службы обслуживания выполняет следующее:
организует и проводит планово-предупредительный ремонт в сроки,
установленные Правилами технической эксплуатации электроуста-
новок и местными инструкциями;
своевременно проводит профилактические испытания электрообо-
рудования и электрических сетей;
внедряет новую технику в электрохозяйство, способствующую
повышению производительности труда персонала службы обслужи-
вания и более надежной, экономичной и безопасной работе;
разрабатывает и внедряет мероприятия по экономии электроэнер-
гии;
организует обучение и периодические проверки знаний персонала,
обслуживающего электроустановки;
организует и развивает социалистическое соревнование среди
обслуживающего персонала за достижение наилучших показателей
по экономичности и безопасности электрохозяйства;
своевременно расследует причины аварий и несчастных случаев,
принимает и проводит необходимые меры против их повторения в
дальнейшем.
В практике эксплуатации отечественных предприятий сложились
два основных вида структуры управления электрохозяйством, нахо-
дящиеся в подчинении главного энергетика предприятия:
электроцех, в состав которого входят специализированные
участки по обслуживанию осветительного хозяйства, силовых сетей,
подстанций и высоковольтных сетей, ремонтный участок. Такая
структура электрохозяйства присуща небольшим и средним по вели-
чине предприятиям;
служба главного электрика, в состав которой
входят специализированные цехи: электроремонтный (ЭРЦ), электро-
техническая лаборатория (ЭТЛ), цех сетей и подстанций (ЦСП) и
электроцех ТЭЦ (если она входит в состав предприятия). Кроме того,
в каждом производственном цехе в подчинении начальника цеха име-
ются службы электрохозяйства, возглавляемые помощником началь-
ника цеха по электрохозяйству или старшим электриком. Техниче-
198
ское руководство электрослужбами цехов осуществляет главный элек-
трик предприятия.
Вторая форма управления электрохозяйством существует на
крупных электроемких предприятиях. Электрослужбы производст-
венных цехов ведут дежурства, повседневное обслуживание электро-
двигателей, пусковой аппаратуры, осветительных и силовых сетей
в цехах, выполняют ремонтные работы, устраняют дефекты и неисправ-
ности.
Специализированные цехи выполняют следующие функции:
электроремонтный цех изготовляет запасные детали
к электрической аппаратуре. В его состав входят электроремонтная
мастерская и участок внешних ремонтов. В электроремонтной мас-
терской выполняют средний и капитальный ремонты электрообору-
дования, имеющего массу в пределах грузоподъемности кранов, нахо-
дящихся в мастерской. Участок внешних ремонтов ЭРЦ выполняет
на месте установки электрооборудования только те ремонты, которые
не в состоянии произвести электрослужбы цехов. В составе участка
внешних ремонтов в зависимости от характера производства имеются
специализированные бригады по ремонту крупных агрегатов, крано-
вого и лифтового оборудования, пускорегулирующей аппаратуры и
т. д.;
электротехническая лаборатория современных
мощных и автоматизированных предприятий выполняет наладку и
испытания оборудования после монтажа и капитального ремонта,
периодические профилактические испытания, предусмотренные пра-
вилами ПТЭ. В зависимости от характера и масштаба предприятия
она может иметь группы или отделы электропривода, релейной защиты,
электрических измерений, грозозащиты и изоляции электрических
машин и аппаратуры. Иногда в состав ЭТЛ входят пусконаладочные
бригады, выполняющие наладку электрооборудования вновь отстраи-
ваемых или реконструируемых цехов;
цех сетей и подстанций осуществляет текущую экс-
плуатацию, ремонты и профилактические испытания кабельных и
воздушных сетей высокого напряжения и оборудования подстанций.
В состав ЦСП входят специализированные бригады по обслуживанию
и ремонту трансформаторов, кабелей, масляных выключателей, акку-
муляторов и т. д.;
электроцех ТЭЦ ведет эксплуатацию всего электрохо-
зяйства на территории электростанции. В его состав входят дежурный
и оперативный персонал главного щита управления, собственных
нужд, электроремонтная мастерская, бригады по планово-предупре-
дительным ремонтам и т. д. Эксплуатацию релейной защиты и испы-
тания высоким напряжением обычно выполняет ЭТЛ.
Общие правила обслуживания электроустановок содержатся в
Правилах технической эксплуатации электроустановок потребителей,
обязательных для всех ведомств. Учитывая конкретные условия ра-
боты электроустановок на каждом предприятии, руководитель экс-
плуатации (главный энергетик) утверждает местные инструкции по
эксплуатации, которые обслуживающий персонал, в частности электро-
199
монтер-эксплуатационник, должен тщательно изучить и строго выпол-
нять. Кроме того, по отдельным видам электрооборудования имеются
инструкции по эксплуатации, составленные заводами-изготовителя-
ми, специальными организациями (например, ОРГРЭС—трестом по
организации эксплуатации электрических станций). Нарушение пра-
вил и инструкций по эксплуатации, помимо преждевременного износа
оборудования и аварий, может привести к несчастным случаям.
Одним из важнейших условий для нормальной эксплуатации
электроустановок является соблюдение чистоты. Пыль, грязь и вла-
га, попадая в обмотки электрических машин и детали аппаратуры,
разрушают изоляцию, загрязняют контактные части и т. д. Периоди-
чески необходимо производить чистку электрического оборудования
и убирать помещения, в которых оно находится. Для удаления пыли
из электрических машин и аппаратов и из помещений следует приме-
нять пылесосы.
В Правилах технической эксплуатации и безопасности обслужи-
вания электроустановок промышленных предприятий приводится
периодичность осмотров электрического оборудования, находящегося
в эксплуатации для различных видов производства. Периодические
осмотры необходимы для поддержания чистоты и устранения мелких
дефектов. В зависимости от специальных условий работы местными
инструкциями могут быть установлены более частые сроки эксплуата-
ционных осмотров.
Электродвигатели мощностью 40 кВт и выше, а также электродви-
гатели, в которых нагрузки определяются технологическим процессом
производства, должны иметь амперметр для измерения тока статора.
На шкале амперметра красной чертой отмечают силу тока, превышаю-
щую номинальную электродвигателя на 5%. Синхронные двигатели
должны, кроме того, иметь амперметр в цепи возбуждения.
Трансформаторы и распределительные устройства высокого напря-
жения в цеховых подстанциях предприятий должны находиться в от-
дельных помещениях или быть обнесены сетчатыми ограждениями.
По правилам безопасности входить в такие помещения и находиться
в них могут не менее двух человек. При этом электромонтер 2-го раз-
ряда может находиться в этих помещениях в качестве второго лица—
в присутствии электромонтера или инженерно-технического работ-
ника, имеющего квалификацию по правилам безопасности не ниже
III группы.
Осмотр электроустановок до 1000 В разрешается выполнять одному
лицу, но с квалификацией не ниже III группы. При осмотрах, выпол-
няемых несколькими лицами, одно из них должно иметь квалифика-
цию не ниже III группы.
Научная организация труда (НОТ) — это научно обосно-
ванный порядок работы предприятия при непрерывном совершенствовании произ-
водства на основе последних достижений науки и техники. Применительно к мест-
ным условиям каждого предприятия составляется ежегодный план работы по НОТ.
При разработке планов НОТ необходимо уделять большое значение организа-
ции специализированных бригад, особенно для крупных предприятий с развитым
электрохозяйством (например, бригады по ремонту крупных машин, кранов, лифтов,
пускорегулирующей аппаратуры, ревизии трансформаторов) и оснащению их спе-
200
циальными наборами инструмента. Необходимо отражать в планах НОТ результаты
изучения передового опыта и приемов лучших электромонтеров и опыта внедрения
новой технологии.
Научная организация труда как обязательный раздел включает всегда мероприя-
тия по созданию благоприятных условий для трудящихся, которые обеспечивали бы
человеку высокую работоспособность при сохранении его сил и здоровья. При этом
необходимо учитывать такие факторы, как состав воздуха, шумы, вибрацию, осве-
щение и пр. Отрицательное влияние на работоспособность человека оказывают
высокие температуры и влажность окружающей среды, в связи с чем в планах НОТ
вопросам оборудования вентиляции рабочих помещений уделяется большое внимание.
Вопросы повышения культуры производства и производственной эстетики
также должны учитываться при разработке планов НОТ. Производственная эсте-
тика включает планировку, красивую и рациональную окраску технологического
оборудования и производственного инвентаря, достаточное освещение, создание
по возможности уютной обстановки рабочих мест. Эти факторы благотворно воздей-
ствуют на работающих, способствуя повышению их работоспособности. Однообраз-
ная, монотонная обстановка рабочего места вызывает у работающих пассивность,
усталость и даже сонливость.
На современных предприятиях трубопроводы и коммуникации скрывают по
возможности в полу, в подвесных потолках, внедряют скрытые электропроводки,
открытые шинопроводы заменяют красиво оформленными закрытыми шинопрово-
дами ШМА-65 и ШРА-66, конструкциям распределительных устройств, щитов, пуль-
тов придают современные формы, соответственно окрашивают, учитывая требования
эстетики. В раздел эстетики входят также вопросы озеленения как территории,
так и рабочих мест.
Значительно способствует реализации планов НОТ организация социалистиче-
ского соревнования внутри предприятия, движение за коммунистический труд,
организация периодических смотров, конкурсов на лучшие рационализаторские
предложения по состоянию техники безопасности и охраны труда, за высокую куль-
туру производства.
§ 48. ОСНОВНЫЕ ОБЯЗАННОСТИ ДЕЖУРНОГО ПЕРСОНАЛА
Дежурство эксплуатационного персонала ведется по графику,
утвержденному начальником цеха (главным энергетиком). Заменяют
одного дежурного другим только с разрешения администрации. За-
прещается дежурство одного и того же лица в течение двух смен под-
ряд, а также уходить с дежурства без сдачи смены. Если электромон-
тер, сменяющий дежурного, не явился вовремя, находящийся на де-
журстве электромонтер ставит об этом в известность вышестоящего
дежурного или начальника цеха и ожидает прибытия вновь назначен-
ного дежурного. Дежурный обязан точно выполнять распоряжения
и указания вышестоящего по должности дежурного.
Каждый дежурный должен записывать показатели работы обору-
дования в журналы учета эксплуатации и отмечать в них все неисправ-
ности и замеченные недостатки в действующем оборудовании. В жур-
налах также отмечают изменения, внесенные в оперативную схему,
и переключения, которые выполнялись во время дежурства.
Если во время дежурства замечено повреждение оборудования
или произошла авария, угрожающая жизни людей или сохранности
оборудования, дежурный обязан немедленно вызвать вышестоящего
по должности дежурного, а до его прибытия самостоятельно принять
необходимые меры в соответствии с аварийными инструкциями,
вплоть до отключения действующего оборудования.
201
Во время приема смены дежурный знакомится с состоянием и ре-
жимом работы оборудования на своем участке в объеме, установленном
местной инструкцией. Кроме того, принимая смену, дежурный читает
все записи и распоряжения, которые поступили за время, прошедшее
с предыдущего его дежурства, а также проверяет и принимает мате-
риалы, инструмент, ключи от помещений, журналы записей техни-
ческого учета-эксплуатации. Дежурный, сдающий смену, обязан
сообщить дежурному, принимающему смену, свои замечания об обо-
рудовании, за которым надо вести особо тщательное наблюдение для
предупреждения аварий и неполадок, а также сведения об оборудо-
вании, выведенном в ремонт.
Если произошла авария или выполняются переключения, прием
смены откладывают до тех пор, пока не ликвидируют аварию или не
окончат переключения. При длительном времени ликвидации аварии
(более двух смен) сдачу смен производят с разрешения админи-
страции.
Если дежурный электромонтер обнаружит, что производственный
механизм находится в неудовлетворительном состоянии, угрожая
нормальной работе электрооборудования или же вызывает чрезмерный
перерасход электрической энергии, он имеет право требовать от на-
чальника производственного цеха остановки механизма и вывода его
в ремонт.
Дежурный должен уметь оказывать первую помощь попавшим под
напряжение и знать правила первой помощи пострадавшим. Эти пра-
вила должны быть вывешены во всех электроустановках. В доступном
месте помещают аптечку с медикаментами и перевязочными материа-
лами для оказания первой помощи.
Инструменты, требующиеся электромонтеру-эксплуатационнику,
разбивают на две группы: личный инструмент, специальный инстру-
мент и приборы, которые должны находиться в дежурной эксплуата-
ционной мастерской.
К личному инструменту обычно относят комбинированные плоско-
губцы с бокорезами, разводной гаечный ключ, набор малых и больших
отверток, складной монтерский нож, складной метр, резиновые пер-
чатки, предохранительные очки, указатель напряжения до 380—500 В.
К специальному инструменту в зависимости от характера эксплуа-
тируемой установки относят: мегомметр на напряжение 500—1000 В,
тахометр для измерения числа оборотов, термометры для измерения
температуры до 50 и 150° С, комплект для измерения полярности
электрических машин, отвес для проверки вертикальности, электричес-
кий пылесос или ручные мехи, пластинчатый щуп для измерения воз-
душных зазоров, электродвигателей, набор гаечных ключей под
размер гаек от 1/2" до 2", скобы для стягивания шкивов, деревянную
лестницу-стремянку, монтерские когти с поясом, имеющие штамп
проверки в соответствии с правилами техники безопасности, паяль-
ную лампу, ручной медный паяльник, электрический паяльник на
напряжение 36 В, электрическую сверлилку (желательно на напряже-
ние 36 В) с патроном и набором сверл, понизительный трансформатор
220—127/36 В.
202
Кроме инструментов и приборов, в эксплуатационной мастерской
дежурных электромонтеров должен находиться запас аварийных де-
талей к машинам и аппаратам (щетки, пружины, плавкие вставки
к предохранителям), установочные автоматы, вспомогательные ма-
териалы (изоляционные ленты, стеклянная бумага, лаки). Подробный
перечень и размер аварийного запаса устанавливает руководитель
электрохозяйства применительно к местным условиям предприятия.
Дежурный персонал периодически в соответствии с местной инст-
рукцией производит опробование действия аппаратов оповеститель-
ной, предупредительной и аварийной сигнализации.
По распоряжению руководящего электротехнического персонала
дежурный персонал электроустановок может быть привлечен к ремонт-
ным работам в электроустановках данного предприятия с освобожде-
нием от дежурства.
§ 49. КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Основным показателем, характеризующим качество электроэнер-
гии, является устойчивость по напряжению и частоте тока.
Как известно, на промышленных предприятиях наиболее распро-
странены асинхронные двигатели. Влияние качества напряжения на
работу асинхронных двигателей зависит от их загрузки. При загрузке
электродвигателей до 70% от их номинальной мощности отклонения
напряжения даже на 10—15% от номинального не вызывает сущест-
венного изменения частоты их вращения. По мере увеличения загруз-
ки электродвигателей становится ощутимым влияние снижения на-
пряжения и при наличии сильно загруженных асинхронных двигате-
лей качество напряжения приобретает важное значение.
При использовании для компенсации реактивных нагрузок кон-
денсаторов следует учитывать, что реактивная мощность их пропор-
циональна квадрату напряжения. Поэтому при снижении напряже-
ния резко снижается реактивная мощность статических конденсато-
ров, что вызывает возрастание реактивных токов в питающих сетях.
Если для печей, электродвигателей, конденсаторов решающее влия-
ние имеет снижение напряжения, то для осветительных приемников
как повышение, так и понижение его. Срок службы ламп накаливания
при увеличении напряжения на 1% от номинального сокращается на
15%, а на 5% — в два раза. Для люминесцентных ламп при увеличе-
нии напряжения на 10% от номинального срок службы сокращается
на 20—30%. Повышение напряжения в сети может привести к боль-
шим затратам на замену ламп.
При снижении напряжения у ламп уменьшается их световой поток,
что ведет к снижению производительности работающих и общему ухуд-
шению санитарно-гигиенических условий труда. При значительных
снижениях напряжения (около 20%) невозможно зажечь люмине-
сцентные и другие газоразрядные лампы.
Повышение напряжения в сети также вызывает ряд отрицательных
последствий: у асинхронных двигателей усиливается намагничива-
ние железа статора, что увеличивает его нагрев, перегорают лампы
203
электрического освещения и в электротехнологических установках
происходит расстройство технологического процесса.
Уменьшение частоты тока против номинальной 50 Гц прямо про-
порционально снижает частоту вращения электродвигателей пере-
менного тока, приводя к сокращению выработки продукции предприя-
тий.
Таким образом, отклонения напряжения и частоты тока от номи-
нальных значений приносят народному хозяйству существенный ма-
териальный ущерб.
В нашей стране введен Государственный стандарт на качество
электроэнергии, вырабатываемой районными энергосистемами и собст-
венными электростанциями предприятий (ГОСТ 13109—67). Допус-
тимое отклонение напряжения от номинального в сетях внешнего
электроснабжения составляет ±5%, а по частоте тока ±0,5 Гц.
Внутрипромышленные сети должны быть так рассчитаны и скон-
струированы, чтобы отклонение напряжения у электродвигателей
не превышало ±5% от номинального, а снижение напряжения у наи-
более отдаленных ламп рабочего освещения — 2,5%.
Во внешних электросетях энергосистем предусматривается ряд
мер по поддержанию устойчивости напряжения и частоты тока. На
подстанциях крупные трансформаторы имеют устройство автоматиче-
ского регулирования напряжения под нагрузкой (РПН), в электри-
ческих схемах распределительные устройства — автоматическую раз-
грузку по частоте (АРЧ), сущность которой заключается в том, что
при уменьшении частоты тока ниже допустимой нормы автоматически
отключается часть наименее ответственных потребителей и, таким
образом, на время снимается с генераторов электростанций перегруз-
ка, вызывающая снижение их частоты вращения и соответственно час-
тоты тока.
Конденсаторные батареи высокого напряжения, используемые для повышения
cos (р, также иногда применяют для поддержания устойчивого напряжения путем
регулирования их мощности. Это осуществляется одноступенчатым или многосту-
пенчатым включением и отключением конденсаторов вручную или автоматически.
Число и мощность ступеней определяются графиком нагрузки предприятия и режи-
мом работы энергосистемы.
Ряду производств (в особенности электротермическому и электролизному, отли-
чающимся большим потреблением электроэнергии) установленное правилами допус-
тимое отклонение напряжения ±5% не удовлетворяет требованиям экономического
режима, в результате возникает необходимость в дополнительных устройствах
для стабилизации напряжения в целом по предприятию или частично для отдельных
агрегатов.
На основании детальных обследований некоторых промышленных предприятий
установлено, какое важное значение для экономики предприятия имеет качество
напряжения. На одном машиностроительном заводе в электропечах для плавки
цинкового сплава (три индукционные печи и две печи сопротивления) в течение
месяца среднее снижение напряжения составило 3,86% номинального. Хотя это
отклонение находится в пределах действующих норм, оно привело к значительному
ущербу. Из-за снижения напряжения увеличилось время плавки, что вызвало пере-
расход электроэнергии за год 65 тыс. кВт«ч. Кроме того, увеличение времени плавки
снижало производительность оборудования.
На заводе по обработке цветных металлов длительно снижалось напряжение
на шинах заводской подстанции в пределах 6—7% от номинального, что отразилось
на печах сопротивления для отжига изделий и привело к большому ущербу. Техно-
204
логический процесс в печах затягивался до 7 ч вместо 3 по технологической карте.
Когда напряжение снижалось на 10% и более от номинального, работать на отжи-
гальных печах становилось невозможно, так как нельзя было получить минимально
необходимую температуру и металл оставался «сырым». На заводе была проведена
реконструкция электроснабжения, обеспечивающая устойчивое напряжение на уровне
номинального.
Приведенные примеры показывают, что эксплуатационный персонал должен
уделять первостепенное внимание качеству напряжения. Необходимо вести суточный
контроль за отклонениями напряжения и предъявлять соответствующие требования
энергоснабжающей организации в тех случаях, когда отклонения превышают допус-
тимые нормы.
В зависимости от особенностей технологического процесса на том или ином пред-
приятии могут потребоваться для обеспечения экономичной работы устройства для
стабилизации напряжения или его регулирования в отдельные периоды суток, даже
при соблюдении энергоснабжающей организацией установленных норм на отклоне-
ние напряжения (d=5%).
§ 50. КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ
И СПОСОБЫ ЕГО УЛУЧШЕНИЯ
Коэффициент мощности (cos ф) имеет существенное значение не
только в экономике предприятия, но и в целом для энергетики госу-
дарства. Известно, что в цепях переменного тока, содержащих индук-
тивность (или емкость), мощность переменного тока определяется
величинами, связанными между собой тре-
угольником мощностей (рис. 186).
Коэффициент мощности находят из вы-
ражения
Р д
cos ф = -о-, л
где Р — активная мощность, кВт; S — ка- —1--------------------
жущаяся мощность, кВ *А. ?
Отношение Рис. 186. Треугольник мощ-
Q __j.0 ностей в цепи переменного
р — Ф» тока
где Q — реактивная мощность, квар.
Кажущаяся мощность трехфазного тока (кВ *А)
s=K3f//,
где U — действующее междуфазное (линейное) напряжение, В; / —
сила тока, А.
Активная мощность Р = 3UI cos ф кВт.
При cos ф = 1 Р = S.
Из приведенных выражений следует, что с уменьшением значения
cos ф при одной и той же активной мощности увеличивается сила тока
/. Известно, что с увеличением силы тока его тепловое действие воз-
растает в квадрате: если ток увеличится вдвое, производимый им на-
грев возрастет в 4 раза.
Таким образом, уменьшение тока при одной и той же передаваемой
мощности в квадратичной зависимости уменьшает потери на нагрев
проводов, кабелей, обмоток машин и трансформаторов. Одновременно
205
с этим уменьшение тока увеличивает возможность более полной
загрузки агрегатов, вырабатывающих электроэнергию (генераторы
электростанций), трансформирующих ее (трансформаторы на под-
станциях), и передающих воздушных и кабельных сетей.
Поясним это на примере. Предположим, что районная электростанция мощностью
в 700 МВт работает с нагрузкой 600 МВт при коэффициенте мощности, суммарно
создаваемом потребителями электроэнергии, cos <р = 0,8. При этом нагрузка током
генераторов с напряжением 11,5 кВ
; 600 • Юз
---------38 кА.
|/3-11,5-0,8
Суммарный номинальный ток генераторов, допустимый по их предельному на-
греву, составляет 38 кА. Таким образом, располагая установленной мощностью
агрегатов в 700 МВт, станция не может при cos <р = 0,8 развивать мощность более
600 МВт. Если же потребители электроэнергии повысят коэффициент мощности до
0,9, то при той же потребляемой предприятиями мощности ток нагрузки генераторов
/ 600-Ю3 -33 4 кА
3-11,5-0,9 -dd’4 А'
Следовательно, генераторы станции смогут принять дополнительную токовую нагру-
зку (38—33,4 = 4,6 кА) и станция сможет отдать дополнительную мощность
Р = /3£//cos<р=1,73- 11,5-4,6-0,9 = 81 МВт.
Таким образом, интересы народного хозяйства требуют поддержания достаточно
высокого значения коэффициента мощности.
Действующие в нашей стране тарифы на электроэнергию, отпускае-
мую предприятиям, предусматривают скидки с платы за электро-
энергию при достижении предприятием коэффициента мощности выше
0,92. Если потребление электроэнергии происходило при коэффици-
енте мощности ниже 0,92, взимаются штрафные надбавки.
Поскольку стоимость электроэнергии является составной частью
в себестоимости продукции, вырабатываемой предприятием, последнее
заинтересовано в проведении технических мероприятий, необходимых
для улучшения коэффициента мощности.
Среднее значение cos ср за определенный период времени (час, день,
месяц) определяется по показаниям счетчиков активной и реактивной
энергии. Предположим, что показания счетчиков составили: активной
энергии — 250 000 кВт *ч, реактивной энергии — 100 000 квар *ч.
Отношение величины реактивной энергии к активной определяет
тангенс угла ср, т. е.
. 100 000 л .
*g Ч5- 250 000 — °’4*
По таблицам тригонометрических величин находим, что tg ср = 0,4
соответствует cos ср = 0,92.
Реактивная мощность, потребляемая электроустановками про-
мышленных предприятий, распределяется между электроприемниками
примерно следующим образом: на асинхронные двигатели приходит-
ся свыше 60%, на трансформаторы — до 20%; остальная часть (около
20%) падает на долю различных индукционных аппаратов преобразо-
вательных установок, воздушных электрических сетей и др.
206
Таким образом, основными потребителями реактивной мощности
являются асинхронные двигатели. Поэтому мероприятиям по повы-
шению cos ф асинхронных двигателей должно уделяться особое вни-
мание.
Рекомендуется ряд основных и вспомогательных способов для по-
вышения коэффициента мощности электроустановок промышленных
предприятий. К ним в первую очередь относят мероприятия, не тре-
бующие компенсирующих устройств. Рассмотрим некоторые
из них.
Загрузка асинхронных двигателей. Наиболее простым способом
повышения коэффициента мощности является полная загрузка этих
электродвигателей. Чем меньше загружен асинхронный двигатель,
тем ниже его cos ф, а также
к. п. д. В табл. 18 приведены
данные изменения cos ф и
к. п. д. асинхронного двига-
Та блица 18. Изменения cos ф и к. п. д.
асинхронного двигателя средней мощности
в зависимости от степени его загрузки
теля средней мощности в за- г Процент нагрузки ВИСИМОСТИ ОТ степени его за- от номинальной гр узки. мощности Cos <р к. П. д.
В процессе эксплуатации ведут постоянные наблюдения (холостой ход) за загрузкой асинхронных 50 двигателей, записывая пока- 75 зания амперметров или про- 100 водя периодические измерения загрузки электродвигателей. Результаты измерений изучают, после чего заменяю! электродвигатели для их лучшей загрузки. 0,3 0,6 0,8 0,85 0,88 ? или пере< 0 0,8 0,87 0,88 0,87 ставляют
Переключение асинхронных двигателей с треугольника на звезду.
Коэффициент мощности у сильно недогруженного асинхронного дви-
гателя напряжением до 1000 В можно повысить переключением его
статорной обмотки с треугольника на звезду. Схема переключения
электродвигателя со звезды на треугольник была показана на рис. 77.
При соединении статорной обмотки в треугольник напряжение на
обмотке каждой фазы (фазовое напряжение) равно линейному напря-
жению сети.
При соединении обмотки в звезду фазовое напряжение на обмотке
меньше линейного в ]^3 раз.
При меньшем фазовом напряжении на той же обмотке уменьшается
ток намагничивания статора, что дает повышение cos ф. В то же время
уменьшение напряжения на обмотке влечет за собой уменьшение мощ-
ности электродвигателя, поэтому переключение его с треугольника
на звезду допустимо, если загрузка электродвигателя систематически
не превышает 40% его номинальной мощности.
Внедрение ограничителей холостого хода. Существенное значение
для повышения cos ф имеет установка ограничителей холостого хода
электродвигателей, которые устанавливают к электродвигателям тех
станков и механизмов, у которых продолжительность межоперацион-
ного периода превышает 10 с.
207
Межоперационным периодом называется та часть времени работы
станка-механизма, которая затрачивается на отвод инструмента в ис-
ходное положение, снятие обработанной детали со станка, установку
на станке новой детали и перемещение инструмента в рабочее положе-
ние. В зависимости от характера и устройства станков применяют раз-
личные конструкции ограничителей холостого хода, представляющие
собой контактные устройства, размыкающие цепь катушки магнитно-
го пускателя электродвигателей.
Применение сихронных двигателей вместо асинхронных той же
мощности (если это возможно по условиям технологического про-
цесса). Это мероприятие оправдывается преимуществами синхронных
двигателей перед асинхронными; синхронные двигатели могут отда-
вать в сеть реактивную мощность, работая с механической нагрузкой
при опережающем коэффициенте мощности.
Замена слабо загруженных трансформаторов менее мощными. Сла-
бо загруженные трансформаторы имеют пониженный cos ф. Признана
целесообразной для повышения cos ф замена или перегруппировка
трансформаторов, если они загружены менее чем на 30%.
При решении вопроса повышения коэффициента мощности возни-
кает необходимость применения компенсирующих установок. В этих
случаях «Руководящие указания» рекомендуют использовать в первую
очередь статические конденсаторы. Они получили широкое распро-
странение на промышленных предприятиях, так как отличаются
незначительными потерями активной мощности для получения реактив-
ной и простотой монтажа и эксплуатации.
Обычно применяют бумажно-масляные конденсаторы в банках
от 4 до 32 квар, соединяемых в батарею. Выпускают трехфазные кон-
денсаторы (на напряжение 220, 380, 500 и 660 В) и однофазные (на
напряжение 3,6 и 10 кВ).
В последние годы используют комплектные конденсаторные уста-
новки (ККУ), собираемые на заводе-изготовителе в виде отдельных
конденсаторных блоков, которые уменьшают объем строительных и
электромонтажных работ, снижают стоимость установки и резко сокра-
щают срок ввода их в эксплуатацию. Выпускают ККУ на напря-
жения 380 В мощностью 80, 160 и 280 квар в блоке, для напряжения
6—10 кВ мощностью 300, 330 и 500 квар в блоке для внутренней
установки и 400, 420 квар для наружной установки.
Во время эксплуатации конденсаторных установок при спаде
нагрузки часто возникает перекомпенсация реактивных нагрузок. Это
явление, связанное с повышением напряжения в сети, наносит ущерб
как самим конденсаторам, так и электроприемникам. Поэтому в ноч-
ные часы и выходные дни конденсаторные батареи в соответствии
с местной инструкцией предприятия отключают. Применяется также
автоматическое отключение батарей конденсаторов, которые с этой
целью секционируются. В зависимости от напряжения сети и времени
суток отдельные секции отключаются или включаются.
Различают три основные схемы установки статических конденса-
торов для компенсации реактивных нагрузок: индивидуальную, груп-
повую и централизованную.
208
Индивидуальная компенсация (рис. 187, а) за-
ключается в установке конденсаторов непосредственно у электро-
приемника (электродвигатель и др.) и является наиболее эффектив-
ной, так как разгрузка от реактивных токов происходит на всем пути
прохождения тока от генераторов станции до электроприемника.
Однако при отключении электроприемника прекращается действие
компенсации, поэтому индивидуальную компенсацию применяют
для электроприемпиков, длительное время работающих без отклю-
чения.
Групповая компенсация (рис. 187, б) заключается
в присоединении батареи конденсаторов к тинам силовых распре-
делительных пунктов или щитов. При этом способе улучшается
использование конденсаторов, но не разгружается от реактивных
г
Рис. 187. Схемы включения статических конденсаторов:
а — при индивидуальной компенсации, б — при групповой компенсации
токов распределительная силовая сеть от силовых пунктов и щитов
к электроприемпикам.
Централизованная компенсация заключается
в установке батареи статических конденсаторов на шинах трансфор-
маторной подстанции со стороны высшего или низшего напряжения.
Очевидно, что при таком способе компенсации внутризаводская сеть
от реактивных токов не разгружается. Компенсация происходит,
начиная от линии высокого напряжения питающей подстанции и далее
до генераторов электростанции.
При включении статические конденсаторы заряжаются. Чтобы
предотвратить повторное включение заряженных конденсаторов,
а также обеспечить безопасность обслуживания, конденсаторы должны
8 Трупковский Л. Е.
209
иметь параллельно включенные разрядные сопротивления, в качестве
которых могут служить осветительные лампы (см. рис. 187, б),
обмотки трансформаторов напряжения и обмотки электродвигателей
(см. рис. 187, а).
§ 51. ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ
И ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ
При измерении сопротивления изоляции в силовых цепях должны
быть отключены электроприемники, а также аппараты и приборы.
При измерении сопротивления в осветительных сетях лампы должны
быть вывинчены, а штепсельные розетки, выключатели, групповые
щитки отсоединены от электроприемников.
а)
Рис. 188. Мегомметр:
а — упрощенная схема, б — общин вид мегомметра Ml 10
Наиболее распространенным прибором для измерения сопротив-
ления изоляции является мегомметр (рис. 188). Рамки магнитоэлект-
рической системы 1 питаются током от индуктора 2, вращаемого
вручную. Когда зажимы X разомкнуты, ток проходит только через
рамку с добавочным сопротивлением R2 и подвижная часть магнито-
электрической системы устанавливается в одном из своих крайних
положений, отмеченном на шкале знаком оо (бесконечно большое
сопротивление). Если замкнуть накоротко зажимы XI и Х2, ток
пойдет и через вторую рамку с добавочным сопротивлением R1.
Подвижная система установится в другом крайнем положении, отме-
ченном на шкале цифрой 0 (измеряемое сопротивление равно нулю).
Если к зажимам XI и Х2 присоединить измеряемое сопротивление Rx,
подвижная система установится в промежуточных положениях между
крайними положениями оо и 0. Шкалу мегомметра градуируют на
килоомы и мегомы: 1 кОм = 1000 Ом; 1 МОм = 1000 кОм.
210
В качестве источника постоянного тока в мегомметрах применены
индукторные генераторы постоянного тока с ручным приводом от
рукоятки. Напряжение на внешних зажимах генератора зависит от
частоты вращения якоря. При вращении от руки неизбежны колеба-
ния частоты вращения. Для сглаживания этих колебаний в привод
генератора вмонтирован центробежный регулятор. Номинальная час-
тота вращения генератора мегомметра 120 об/мин.
Соединительные провода для подключения мегомметров должны
быть достаточной длины и с хорошей влагостойкой изоляцией. Лучше
всего для этой цели подходят гибкие провода марки ПВЛ. Провода
с хлопчатобумажной изоляцией не рекомендуются, так как вследствие
плохой влагостойкости могут существенно искажать показания мегом-
метра.
При измерении изоляции длинных кабельных линий и обмоток
крупных электрических машин и трансформаторов показания мегом-
метров в первые секунды вращения рукоятки резко снижаются. Это
объясняется наличием у длинных кабельных линий и крупных машин
значительной емкости, через которую в первые секунды вращения
протекает зарядный ток, искажающий действительную величину
изоляции в сторону ее снижения. Поэтому при измерениях сопротив-
ления изоляции принимают установившиеся показания мегомметра
через 60 с с момента начала вращения рукоятки (для установок с
большой емкостью) и через 15 с для установок с небольшой
емкостью.
При измерении сопротивления изоляции измеряемые цепи отклю-
чают от действующего напряжения сети, а также от приборов и аппа-
ратов, не рассчитанных на номинальное напряжение применяемого
мегомметра. Прикосновение к измеряемой цепи во время вращения
рукоятки мегомметра опасно и может служить источником поражения
током. Поэтому при измерениях мегомметром необходимо принимать
меры безопасности, исключив возможность прикосновения людей к
измеряемым цепям. В установках с большой емкостью (длинных
кабельных линиях, электромашинах и трансформаторах большой
мощности) измеряемая цепь может приобрести значительный электри-
ческий заряд. Поэтому после снятия напряжения перед началом
измерений изоляции мегомметром такие цепи надо разрядить на
землю. Это делается с помощью гибкого медного провода сечением
не менее 16 мм2, который вначале присоединяют одним концом к кон-
туру заземления установки, а затем другой конец с помощью штанги
к каждой из фаз измеряемой цепи. В установках напряжением выше
1000 В разрядку кабелей и крупных машин выполняют обязательно
в диэлектрических перчатках и защитных очках.
Заземляющие устройства проверяют с помощью внешнего осмотра
с последующим измерением величины сопротивления растеканию
тока. Также выборочно проверяют сопротивление контактов и стыков
в цепях заземлений (проверка надежности металлической связи).
Сопротивление заземляющих устройств измеряют без отделения есте-
ственных заземлителей от искусственных, как правило, летом, в сухую
погоду, когда грунты обладают наибольшим сопротивлением.
81
211
Применяют два основных метода измерения сопротивления зазем-
ляющих устройств: с помощью амперметра и вольтметра и измери-
теля заземления.
Измерение методом амперметра и вольтметра выполняют по схеме
рис. 189. Через измеряемый заземлитель 7?Л. и вспомогательный зазем-
литель В проходит переменный ток /. Замеряя падение напряже-
ния Ux между заземлителем Rx и зондом 3, определяем сопротивле-
ние заземлителя (Ом), пользуясь законом Ома, из выражения
Зонд 3 создает в схеме точку с нулевым потенциалом. Расстояние
от одиночного заземлителя Rx до зонда 3 принимают равным 20 м,
а для сложных заземлителей, состоящих из нескольких соединенных
Рис. 189. Схема измерения сопро-
тивления заземляющего устройства
методом амперметра и вольтметра
Рис. 190. Схема размещения измеряемого
заземляющего устройства зонда и вспомо-
гательного заземлителя
между собой одиночных заземлителей, — 5 Д, где Д — длина наи-
большей диагонали между одиночными заземлителями, входящими
в сложное заземляющее устройство ЗУ (рис. 190). Расстояние от зон-
да 3 до вспомогательного заземлителя В принимают равным не менее
40 м при одиночных заземлителях и не менее 5 Д при сложных.
Питание измерительной цепи осуществляют от сварочного или
понизительного трансформатора напряжением соответственно 65 или
36 В с регулировкой тока реостатом Р (см. рис. 189). Вспомогатель-
ный заземлитель имеет ту же конструкцию, что и измеряемый, либо
для указанной цели используют естественные заземлители. В качестве
зонда применяют металлический стержень с заостренным концом
длиной 1,2—1,5 м, забиваемый в землю.
Более простым и удобным является метод измерения с помощью
переносного прибора МС-07 (в пластмассовом корпусе МС-08). Прин-
ципиальная схема прибора показана на рис. 191.
Магнитоэлектрические рамки прибора включены одна как ампер-
метр, другая как вольтметр между измеряемым заземлителем Rx и
зондом 3. Показания прибора в такой схеме пропорциональны вели-
чине сопротивления Rx измеряемого заземлителя. Через рамку 1—1
протекает постоянный ток, а между измеряемым заземлителем Rx и
вспомогательным заземлителем В переменный, создаваемый прерыва-
телем П. На рамку 2—2 подается выпрямленное напряжение вынря-
212
мителем ВП. Расстояния между измеряемым заземлителем Rx, зон-
дом 3 и вспомогательным заземлителем В принимаются те же, что и
в методе амперметра и вольтметра. Прибор МС-07 подключается
Рис. 191. Принципиальная схема прибора МС-07:
Г — генератор, Eit Е? и /1 и /2 — зажимы, R — активное
сопротивление, П — прерыватель, ВП — выпрямитель, 3 —
зонд, В — вспомогательный заземлитель, /? — сопротив-
ление измеряемого заземлителя
с помощью гибких проводов сечением 1,5—2,5 мм2 с хорошей влаго-
стойкой изоляцией.
Контрольные вопросы
1. Каков порядок сдачи-приемки смены дежурным электромонтером?
2. Какие меры предосторожности необходимы при измерениях мегомметром?
3. Каковы мероприятия, способствующие повышению коэффициента мощности
асинхронных двигателей, находящихся в эксплуатации?
Глава X
ОБСЛУЖИВАНИЕ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
§ 52. ОБСЛУЖИВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ
Воздушные линии до 1000 В. Электромонтеры производят осмотр
общего состояния ВЛ до 1000 В не реже 1 раза в месяц.
После аварий, ураганов, во время ледоходов, при пожарах вблизи
линий, гололеде, морозе 40° С необходимы внеочередные осмотры
линий.
Во время периодических осмотров ВЛ до 1000 В электромонтеры
должны обращать внимание на целость изоляторов и вязок проводов
к ним, наличие обрывов и оплавления жил проводов, состояние опор
и крен их вдоль и поперек ВЛ, целость бандажей и заземляющих опор,
отсутствие набросов и касания проводов ветвями деревьев, состояние
соединений, вводных ответвлений и предохранителей, кабельных
воронок и спусков.
Если при осмотре ВЛ до 1000 В возникают сомнения в происшед-
ших нарушениях (стрелы провеса, расстояния от проводов ВЛ до
различных объектов, пересечения ВЛ с линиями связи, железными
дорогами и др.), электромонтер сообщает об этом руководителю элект-
рохозяйства, который организует контрольные измерения.
Кроме ежемесячных осмотров ВЛ электромонтерами, 1 раз в год
проводится контрольный осмотр инженерно-техническим персоналом.
Правилами технической эксплуатации установлены следующие
обязательные проверки на ВЛ до 1000 В:
проверка наличия трещин на железобетонных опорах и с выбороч-
ным вскрытием грунта в зоне переменной влажности — 1 раз в 6 лет
начиная с 4-го года эксплуатации;
определение степени загнивания деталей деревянных опор — 1 раз
в 3 года;
измерение сопротивлений заземления 1 раз в первый год эксплуа-
тации и в дальнейшем 1 раз в 3 года;
проверка и перетяжка болтов, гаек и бандажей — ежегодно в пер-
вые два года эксплуатации и в дальнейшем по мере необходимости.
Воздушные линии выше 1000 В. Периодические осмотры ВЛ
выше 1000 В проводятся инженерно-техническим персоналом при
участии электромонтеров не реже 1 раза в год, внеочередные осмот-
ры — после ураганов, степных и лесных пожаров, при появлении
гололеда и после автоматического отключения ВЛ. Верховой осмотр
выполняют 1 раз в 3 года без ее отключения.
214
В Правилах технической эксплуатации даны подробные указания
о периодичности осмотров ВЛ выше 1000 В, проверок и испытаний.
Наружные кабельные трассы. Надзор за кабельными трассами
осуществляют периодическими обходами и осмотрами их. Периодич-
ность осмотров кабельных трасс и требования к квалификации пер-
сонала, выделяемого для этой цели, приведены в табл. 19. Аварийные
осмотры выполняют после автоматических отключений кабелей и при
повреждении кабеля на данном участке.
Таблица 19. Периодичность осмотров кабельных трасс
и квалификация персонала
Участок трассы Квалификация персонала Периодичность осмотров
Кабели, проложен- Электромонтер, имеющий Не реже 1 раза в 3 мес.
ные в земле, коллек- квалификацию по технике Внеочередные осмотры: вес-
торах, туннелях и безопасности не ниже III ной—во время таяния снега,
других аналогичных группы, вместе с другим ли- ледохода, паводка, после
сооружениях цом, квалификация которого ливней; осенью —в период
не ниже II группы дождей, при размывке грун-
Кабельные колодцы То же та и возможных поврежде- ниях обнажившихся кабелей 1 раз в 6 мес
Концевые муфты на напряжение, В: выше 1000 > » 1 раз в 3 мес
ниже 1000 > > 1 раз в год
Электромонтеры, выполняющие обход и осмотр трасс кабелей, про-
ложенных в земле, следят за тем, чтобы на трассе не производились
работы (строительство сооружений, раскопка земли, посадка рас-
тений и др.), не согласованные с организацией, эксплуатирующей
кабели. Бригада осматривает места пересечений кабельными линиями
электрических, железных и шоссейных дорог, обращая внимание на
надежное металлическое соединение рельсов и мест стыков, пере-
сечений кабелями канав (кюветов), а также следит за целостью и
сохранностью опознавательных знаков на трассах кабелей. Для кабе-
лей, проложенных в земле, устанавливают охранную зону (по 1 м
в обе стороны от крайних кабелей).
При осмотре кабельных колодцев, каналов и туннелей проверяют
состояние люков колодца (нижняя крышка люка должна быть закры-
та), покрытий кабельных каналов, освещенность и вентиляцию. При
этом не должно быть чрезмерного натяжения кабелей или смещения
их с конструкций, а также воды, обтирочных концов, захламляющих
предметов и материалов.
При осмотре открыто проложенных кабелей проверяют темпера-
туру среды и поверхности кабеля в местах, где можно ожидать значи-
тельный нагрев, защиту от механических повреждений (короба,
трубы) в местах, где они возможны, отсутствие натяжения кабеля,
215
коррозии, вмятин, забоин брони и повреждений свинцовой и поли-
винилхлоридной оболочек кабелей.
Один раз в год, лучше всего в весеннее время (после таяния снега,
паводков), проводят профилактическое испытание изоляции кабелей
по действующим нормам.
Внутренние электрические сети предприятий. Правила технической
эксплуатации требуют производить регулярные осмотры и ремонт
электрических сетей, а также измерения их сопротивления. Сроки
осмотров и ремонта на каждом предприятии устанавливаются для
различных видов производства в зависимости от характера помещения.
При осмотрах проверяют:
провес проводов, расстояние между проводами и расстояние их
от земли;
состояние наружной изоляции проводов, втулок, воронок, прохо-
дов через стены и перекрытия, изоляторов и креплений проводов и
шин, надписей и предупреждающих плакатов;
соответствие номиналу плавких вставок в предохранителях и уста-
вок в автоматах.
Номинальные токи плавких вставок предохранителей и уставки
тока отключения автоматов, защищающих отдельные участки сети,
выбирают из расчета, чтобы защитные аппараты не отключали уста-
новку при кратковременных перегрузках. Кроме того, отключения
при перегрузках должны происходить селективно (в определенной
последовательности): вначале должны отключаться ответвления от
магистрали, а затем магистральная линия. Включение участков сети
после ремонта выполняют с разрешения руководителя электрохозяй-
ства после тщательного осмотра линии.
Если какой-либо участок сети находился без напряжения более
1 мес, перед включением его осматривают и измеряют сопротивление
изоляции. Возможны случаи, когда по характеру сети и местным
условиям могут потребоваться обязательные осмотры и измерения
изоляции после более кратковременных перерывов. Сопротивление
изоляции сети измеряют 1 раз в 3 года. Методы измерения сопротив-
ления изоляции рассмотрены в § 51.
В силовых и осветительных сетях сопротивление изоляции изме-
ряют при снятых предохранителях или отключенных рубильниках и
автоматах мегомметром на 1000 В. На измеряемом участке сети
сопротивление изоляции между любым проводом и землей или между
двумя любыми проводами должно быть не менее 0,5 МОм.
Во время эксплуатации не менее 1 раза в 3 года выполняют конт-
рольные измерения напряжений и нагрузок в отдельных точках элект-
росети. Места измерений и график их производства утверждаются
главным энергетиком предприятия. Эти измерения делают для того,
чтобы иметь возможность следить за правильной нагрузкой проводов,
поддерживать необходимый уровень напряжения, контролировать
потери в сетях и разрабатывать мероприятия по экономии электриче-
ской энергии. Если выявляют существенные отклонения от норм (пере-
грузка проводов, чрезмерное понижение или повышение напряже-
ния), проводят необходимые мероприятия по переустройству сети.
216
Места прохождения электросети вблизи источников тепла берут
под наблюдение. В этих местах устанавливают термометры и регу-
лярно (в сроки, указанные в местной инструкции) записывают темпе-
ратуру.
Поверхность брони и оголенной свинцовок! оболочки кабелей,
проложенных внутри сооружения, защищают от коррозии, покрывая
лаком, олифой или масляной краской. Лаки и краски, используемые
в помещениях с едкими парами или газами, должны быть стойкими
к воздействию окружающей среды.
§ S3. ОБСЛУЖИВАНИЕ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
Трансформаторные подстанции предприятий могут обслуживаться
постоянным дежурным персоналом или периодически осматриваться
персоналом, не находящимся на данной подстанции.
Наружные осмотры силовых трансформаторов без их отключения
должны производиться: в установках с постоянным дежурным персо-
налом — 1 раз в сутки, не имеющих’ постоянного дежурного персо-
нала — не реже 1 раза в месяц, на трансформаторных пунктах —
не реже 1 раза в 6 мес.
При наружном осмотре трансформаторов без их отключения про-
веряют: уровень масла (по маслоуказательному стеклу расширителя),
внешнее состояние изоляторов, характер гудения трансформатора,
температуру масла в трансформаторе (по термометру), внешнее состоя-
ние концевых кабельных заделок и ошиновки, чистоту помещения и
трансформатора, отсутствие течи масла через крышку, фланцы и спуск-
ные краны, целость дверей, окон и запоров помещения.
Внеочередные осмотры трансформаторов производят при резком
изменении температуры окружающего воздуха и при каждом отклю-
чении трансформаторов от действия релейной защиты.
Распределительные устройства выше 1000 В. Осмотр распредели-
тельного устройства напряжения выше 1000 В производится в следу-
ющие сроки: с постоянным дежурством — 1 раз в сутки (в темноте
для выявления разрядов коронировання в сроки, установленные мест-
ной инструкцией, но не реже 1 раза в месяц), без постоянного дежур-
ства — не реже 1 раза в 6 мес.
В зависимости от местных условий (усиленное загрязнение, силь-
ный туман, мокрый снег, гололед) открытые распределительные
устройства подвергают дополнительным осмотрам.
При осмотрах РУ выше 1000 В обращают внимание на состояние
помещений, исправность окон, дверей,установленных ограждений,
отсутствие течи кровли, исправность замков; исправность освещения
и сети заземления; наличие инвентарных средств безопасности (зако-
ротки, боты, перчатки, изоляционные штанги, клещи для съема высо-
ковольтных предохранителей); уровень и температуру масла в аппа-
ратах и отсутствие течи; внешнее состояние контактов; исправность
сигнализации, отопления и вентиляции на целость пломб у счетчиков
и реле.
217
Очистку помещений распределительных устройств и трансформа-
торов от пыли и загрязнений производят периодически в сроки, уста-
новленные местной инструкцией с соблюдением правил техники без-
опасности .
Аварийный запас оборудования и деталей необходимо осматривать,
чистить, смазывать и испытывать не реже 1 раза в 3 года.
Все осмотры ведутся дежурным с порогов камер или от барьеров.
Снимать ограждения и заходить в камеры, где оборудование нахо-
дится под напряжением, категорически запрещается. Также запре-
щается производство каких-либо работ в помещениях трансформаторов
и РУ выше 1000 В во время осмотров.
О проведенных осмотрах дежурный делает запись в эксплуатаци-
онном журнале, где также отмечаются замеченные при осмотрах
неисправности.
Распределительные устройства до 1000 В. К этой группе электро-
оборудования относят распределительные щи гы трансформаторных
подстанций, а также размещенные в цехах распределительные пункты,
пульты, сборки, щитки и т. п.
Крупные трансформаторные подстанции часто обслуживаются раз-
ными организациями: РУ выше 1000 В и трансформаторы находятся
в ведении районной энергосистемы, РУ до 1000 В — в ведении пред-
приятия.
В Правилах техники эксплуатации подчеркнуто, что помещения
РУ предприятия, примыкающие к помещениям, имеющим оборудо-
вание под напряжением и эксплуатируемым другими организациями,
не должны сообщаться с ними, для чего необходим отдельный запира-
ющийся выход. Обращается внимание на необходимость содержать
в порядке и чистоте помещения РУ: стены и потолки должны быть
побелены или окрашены в светлые тона, кабельные каналы — покрыты
съемными несгораемыми плитами и содержаться в чистоте.
Периодически (одновременно с присоединенными к РУ электро-
проводками) выполняют измерения изоляции РУ до 1000 В. При этом
сопротивление изоляции каждой секции РУ, замеренное мегомметром
до 1000 В, должно быть не менее 0,5 МОм.
Осмотр и чистку распределительных устройств до 1000 В, щитов,
сборок, щитков от пыли и загрязнения проводят в сроки, установлен-
ные местными инструкциями, но не реже 1 раза в 3 мес, текущий
ремонт — не реже 1 раза в год и капитальный — не реже 1 раза
в 3 года.
Очистка и сушка трансформаторного масла и уход за ним. Состояние изоляции
и надежность работы трансформаторов и других маслонаполненных высоковольтных
аппаратов зависят в значительной степени от качества находящегося в них трансфор-
маторного масла. Чтобы содержать трансформаторное масло в надлежащем состоянии,
ведут систематический контроль, отбирая пробы и выполняя контрольные испытания.
Свежее трансформаторное масло должно удовлетворять нормам, приведенным в ПУЭ.
Свежее и эксплуатационное изоляционное масло не должно содержать механи-
ческих примесей и взвешенного угля. Пробивное напряжение пробы масла должно
быть: при напряжении до 15 кВ — не ниже 20 кВ, при 15—35 кВ — не ниже 25 кВ,
при напряжении от 60 до 220 кВ — не ниже 35 кВ. В трансформаторах мощностью
до 630 кВ • А напряжением до 10 кВ масло не испытывается, а заменяется по браковоч-
ным показателям и результатам профилактических испытаний изоляции.
218
Рис. 192. Термосифонный фильтр:
1 — воздушный кран, 2 и 7 — загрузочные
люки, 3 — адсорбент, 4 — стойки, 5 — спу-
скная пробка, 6 — диск, 8 — подставка, 9 —
корпус фильтра
Изоляционное масло, находящееся в эксплуатации, подвергают испытаниям: для
трансформаторов, не имеющих термосифонных фильтров, — не реже 1 раза в год,
а в остальных случаях — во время капитальных и текущих ремонтов.
Трансформаторы прибывают на предприятие заполненные маслом. Перед вклю-
чением трансформаторов и других маслонаполненных аппаратов проводят сокращен-
ный химический анализ масла.
Испытывают масло на пробой в стандартном разряднике специального аппарата
для испытания масла — маслопробойнике. Отбирают масло для пробы в стеклянные
банки с притертыми пробками очень тщательно. При отсутствии стеклянных банок
пробу масла берут в обыкновенные стеклянные бутылки, которые закрывают пробкой,
обернутой пергаментом (чтобы не проникала влага) и заливают сургучом или парафи-
ном. Стеклянные банки и бутылки
тщательно промывают и высушивают.
Пробу масла из трансформаторов и
аппаратов, находящихся на открытом
воздухе, можно брать только в сухую
погоду.
Пробу масла для испытаний берут
из нижнего крана трансформатора,
причем перед заполнением стеклянной
посуды некоторое количество масла
сливают, поскольку масло вначале
имеет отстой. Затем не менее двух раз
промывают посуду маслом и только
после этого заполняют ее маслом для
пробы, немедленно плотно закрывая
пробкой. Для химического анализа
требуется 1,5 л масла, а для испыта-
ния на пробой — 0,75 л.
Хранят и транспортируют неболь-
шие партии трансформаторного масла
в стальных бочках, которые перед
заполнением тщательно очищают и про-
мывают горячим сухим трансформатор-
ным маслом, а затем просушивают горя-
чим воздухом от электро- или тепло-
воздуходувки. Для хранения больших
партий трансформаторного масла ис-
пользуют стальные баки, которые перед
заполнением чистым маслом также тща-
тельно очищают металлическими щет-
ками и промывают горячим сухим
трансформаторным маслом.
Для удлинения срока службы
трансформаторного масла, находяще-
гося в эксплуатируемых трансформато-
рах, применяют непрерывную регенерацию масла термосифонным фильтром (рис.
192), устанавливаемым снаружи на стенке бака трансформатора.
Корпус фильтра 9 представляет собой стальную трубу, заполняемую адсорбен-
том 3 (веществом, поглощающим продукты окисления масла). В качестве адсорбента
часто применяют силикагель в виде зерен размером 3—3,5 мм, которым загружают
фильтр через люк 2. Кран 1 служит для выпуска воздуха после заполнения фильтра
маслом. Количество силикагеля зависит от объема масла. В трансформаторах мощ-
ностью 750—1000 кВ-А силикагель берется из расчета 1% от общей массы масла,
залитого в баки трансформатора.
Масло постоянно циркулирует через фильтр: более нагретое из верхней части
трансформаторного бака поступает в фильтр через верхний патрубок, проходит через
адсорбент, осушается, очищается и возвращается в бак через нижний патрубок.
В небольших трансформаторах силикагель в мешочках опускают в поглотитель-
ный патрон из гофрированной стали. Этот патрон опускают в бак трансформатора
через отверстие, имеющееся в крышке трансформатора, и закрепляют на фланце.
219
Силикагель омывается постоянно маслом, циркулирующим в баке трансформатора,
и непрерывно его осушает и очищает.
В последние годы успешно проведены опыты по применению в термосифонных
фильтрах новых антиокислителей — пирамидона и антипирина вместе с окисью
алюминия, значительно удлиняющих срок службы трансформаторного масла. Кроме
того, имеются специальные стабилизирующие присадки (ВТИ-1), добавляемые в ко-
личестве 0,01% от общей массы масла, снижающие кислотное число и удлиняющие
срок службы трансформаторного масла в 2—3 раза.
Если при очередном сокращенном химическом анализе обнаруживают в транс-
форматорном масле влагу (пробивное напряжение ниже нормы) и механические
примеси, масло очищают и сушат. Наиболее распространенный метод очистки и сушки
масла — сепарация. Сепаратор (центрифуга) имеет электрический подогрев, приме-
няемый для ускорения сушки сильно обводненного масла. Для этой же цели исполь-
зуют фильтр-пресс, в котором масло прогоняется через многие слои специальной
фильтровальной бумаги, удерживающей механические примеси и поглощающей
влагу.
Очистка масла сепараторами является высокопроизводительной операцией,
очистка же фильтр-прессом требует значительно больше времени и применяется при
небольших партиях масла и незначительной влажности.
Заменив в трансформаторе старое отработавшее масло свежим, направляют старое
масло для восстановления на специальные установки регенерации, имеющиеся обычно
в энергосистемах и электрохозяйствах крупных предприятий.
Находящееся на хранении свежее трансформаторное масло перед заливкой в обо-
рудование не реже 1 раза в 3 года подвергают сокращенному химическому анализу
и испытанию на пробой.
§ 54. ОБСЛУЖИВАНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
И ПУСКОВОЙ АППАРАТУРЫ
Электросиловые установки осматриваются дежурным при обходах
по графику, установленному руководителем электроцеха. При этом
проверяют нагрев корпусов электродвигателей, подшипников, нали-
чие и исправность крышек над вводными контактами, у пусковой
аппаратуры, а также общее внешнее состояние (нет ли чрезмерной
запыленности, загрязненности).
Состояние нагрева определяется термометром или другими прибо-
рами, если они постоянно установлены на корпусах машин, подшип-
ников, или же «на ощупь» рукой. Если рука не терпит нагрева, это
указывает обычно на чрезмерный перегрев, о чем дежурный должен
сообщить старшему по смене для вызова представителя электроц^ха
(или электролаборатории) с необходимыми приборами, чтобы про-
верить степень нагрева и принять дальнейшие меры.
Чрезмерный перегрев электродвигателя опасен прежде всего для
изоляции его обмоток. При длительном перегреве сверх допустимой
температуры срок службы изоляции обмоток резко сокращается.
Иногда такой перегрев приводит к повреждению изоляции и аварии.
Величина допустимого перегрева зависит от класса изоляции. Так,
например, при изоляции класса А (эмалевое покрытие, пропитанная
лаками хлопчатобумажная, шелковая, бумажная изоляция) допус-
кается превышение температуры обмотки и стальных частей, соприка-
сающихся с обмоткой, над окружающей температурой на 60° С. При
изоляции класса В (изделия из слюды, асбеста и стекловолокна) до-
пустимое превышение температуры обмотки и стали, соприкасаю-
щейся с обмоткой, составляет 80° С.
220
Перегрев машины прежде всего указывает на перегрузку ее током.
Необходимо проверить контрольным амперметром силу тока и, если
она превышает номинальную, снизить нагрузку па электродви-
гатель.
Перегрев машины при ее нормальной нагрузке возможен вслед-
ствие неудовлетворительного охлаждения. Причиной может быть
повреждение крыльев вентилятора на роторе или засорение венти-
ляционных отверстий и каналов. Эти неисправности могут быть обна-
ружены и устранены при тщательном осмотре остановленного электро-
двигателя, иногда с выемкой ротора.
Наконец, причиной перегрева электродвигателя может быть чрез-
мерно высокая температура окружающей среды (выше 40° С). В поме-
щениях, где эта температура выше, устраивают искусственную вен-
тиляцию.
Перегрев подшипников. Чрезмерным считается нагрев корпуса
подшипников сверх 80° С — для подшипников скольжения (с коль-
цевой смазкой) и 100° С — для подшипников качения' (шариковых
и роликовых).
Причиной перегрева подшипника может быть утечка масла через
неплотно завернутую спускную пробку или зазор между подшипником
и валом машины из-за неудовлетворительного состояния уплотни-
тельных колец.
В подшипниках с кольцевой смазкой бывают случаи, когда сма-
зочное кольцо не вращается и вал не обтекается маслом. Причиной
может быть несоответствие (чрезмерно тяжелое или слишком легкое)
или намагничивание кольца, если оно стальное. Если стальное коль-
цо намагничивается, его заменяют бронзовым.
Перегрев подшипника может быть вызван загрязнением масла.
В этом случае грязное масло спускают, промывают подшипник бен-
зином и заливают его свежим маслом.
Чрезмерное натяжение ремня или перекос оси агрегата также мо-
жет привести к перегреву подшипников.
В подшипниках качения (шариковых и роликовых) смазку заме-
няют 1 раз в 6—12 мес, а также при изменении режимов работы,
окружающей среды и других условий. Смазку для шариковых и роли-
ковых подшипников следует применять тех марок, которые реко-
мендуются заводом-изготовителем машины. При отсутствии этих ре-
комендаций можно пользоваться указаниями, приведенными
в табл. 20 и 21.
В подшипниках скольжения (с кольцевой смазкой) масло заме-
няют 1 раз в 3—4 мес. Перед заливкой подшипников свежим маслом
через спускную пробку выпускают отработанное масло, после чего
подшипник промывают бензином, процеженным через марлю. Про-
мывку заканчивают, когда в бензине, вытекающем из подшипника,
нет грязи.
Рекомендуемые заменители смазочных масел для подшипников
с кольцевой смазкой приведены в табл. 22.
Не следует чрезмерно заполнять подшипники маслом: разбрыз-
гиваясь и попадая на обмотки электрических машин, масло их раз-
221
рушает. После заполнения подшипников маслом проверяют, плотно
ли закрыты крышки и спускные пробки, так как через неплотности
в крышках и пробках в масло попадает грязь и пыль. Кроме того,
Таблица 20. Смазки для шариковых и роликовых подшипников
Марка смазки Область применения
Универсальная тугоплавкая во- достойкая УТВ (или смазка 1—13) Универсальная тугоплавкая УТ-1 (или консталин М) Универсальная среднеплавкая УС-2 (солидол Л) Универсальная среднеплавкая УС-3 (солидол Л) Универсальная низкоплавкая УН (технический вазелин) Электромашины большой мощности с ча- стотой вращения от 1500 об/мин и выше и шарикоподшипники, работающие при темпе- ратуре до 115°С Электромашины средней мощности часто- той вращения от 1500 до 3000 об/мин Электромашины средней и малой мощности с частотой вращения 3000 об/мин в условиях влажной среды Электромашины большой мощности в усло- виях влажной среды Электромашины с легкой нагрузкой при температуре не выше 45° С
Таблица 21. Смазочные масла для подшипников с кольцевой смазкой
Марка масла Область применения
Индустриальное 20 (веретенное 3) Индустриальное 20 или 30 Индустриальное 30 (машинное Л) Индустриальное 45 (машинное С) Электромашины мощностью до 100 кВт с частотой вращения 1000 об/мин и выше Электромашины мощностью выше 1000 кВт с частотой вращения 1000 об/мин и выше Электромашины всех мощностей с частотой вращения от 250 до 1000 об/мин Электромашины с частотой вращения ме- нее 250 об/мин
заменители смазочных масел
кольцевой смазкой
Таблица 22. Допустимые
для подшипников с
Заменяемое масло Масло-заменитель
Индустриальное 20 Смесь 1: индустриальное 30 или 45 + индустриаль- ное 12 (веретенное 2) Смесь 2: индустриальное 30 или 45 + вазелиновое Смесь 3: индустриальное 30 +соляровое индустриаль- ное 30
Индустриальное 30 Смесь 1: индустриальное 45 +индустриальное 20 Смесь 2: индустриальное 45 + индустриальное 12 Индустриальное 45
Индустриальное 45 Индустриальное 50 (машинное СУ)
222
вытекающее масло захватывается завихрениями воздуха и заносится
в обмотки машин.
После заправки подшипников свежим маслом проводят контроль-
ное наблюдение за их работой под нагрузкой. Образование пены
в подшипниках указывает на неудовлетворительное качество масла
(загрязненность примесями смолы, кислот и механическими части-
цами). В этом случае вновь заменяют масло, предварительно промыв
подшипник чистым бензином.
Уход за ременной передачей. В основном уход состоит в обеспече-
нии нормального натяжения ремня. Чрезмерное натяжение ремня
вызывает перегрев и преждевременный износ подшипников, а слабое
натяжение приводит к скольжению ремня на шкиве и биению.
Натяжение ремня регулируют, передвигая электрическую машину
на салазках. Если машина закреплена жестко, для подгонки натяже-
ния ремень приходится перешивать. Эту работу выполняют квали-
фицированные шорники.
Ремни необходимо предохранять от попадания на них масла из
подшипников. Если масло попало на ремень, во время остановки
машины ремень протирают сначала бензином, а затем сухой тряпкойо
Если на ремне образовались затвердевшие загрязнения, их соскаб-
ливают деревянной лопаточкой или смывают теплой мыльной водой.
Уход за коллектором и контактными кольцами. Коллектор является
ответственной частью электрической машины и за ним требуется тща-
тельный уход. Поверхность его должна быть гладкой, полированной
и всегда чистой.
На коллектор при его вращении оседает металлическая или уголь-
ная пыль от щеток, которая, смешиваясь с попадающим на коллектор
маслом, загрязняет его и вызывает искрение. Поэтому 1 раз в смену
(обычно когда после отключения машины постепенно снижаются
обороты) коллектор и кольца протирают сухой чистой тряпкой. Если
машина работает длительное время без остановки, коллектор проти-
рают на ходу, соблюдая меры предосторожности, изложенные в мест-
ных инструкциях.
Если на поверхности коллектора или контактных колец появились
царапины или почернения (нагар), их полируют. Полировку выпол-
няют при ремонте мелкозернистой стеклянной бумагой 2 (рис. 193)
марки 00, прикрепленной к деревянной колодке 1. Колодку обрабаты-
вают точно по диаметру коллектора таким образом, чтобы внутренний
радиус колодки соответствовал радиусу коллектора. Нельзя приме-
нять для полировки наждачную бумагу, так как частицы наждака
являются проводниками, замыкающими пластины коллектора между
собой. После того как поверхность коллектора станет гладкой, ее
обдувают сжатым воздухом. Затем на колодке укрепляют свежий
лист мелкозернистой стеклянной бумаги и полируют поверхность
коллектора до тех пор, пока она не приобретет равномерный блеск.
При работе машины медь коллектора изнашивается быстрее, чем слю-
да между пластинами, в результате чего слюда выступает над поверх-
ностью коллектора, вызывая искрение, которое необходимо устра-
нить, Для этого производят продороживание коллектора: слюду спи-
223
ливают на глубину 1—2 мм вручную специальной пилкой, сделанной
из ножовочного полотна, или приводной вращающейся фрезой. Слюду
спиливают, как показано на рис. 194, а. При неправильном спили-
вании (рис. 194, б) она через некоторое время снова выступит.
На контактных кольцах в результате плохого контакта щеток
появляется нагар, который необходимо вовремя удалять. Кольца
периодически очищают от нагара стеклянной бумагой.
Если уход за коллектором и контактными кольцами плохой или
условия, в которых работает машина, особенно тяжелы (перегрузки,
частые пуски), пластины коллектора или контактные кольца могут
подгореть настолько, что возникает необходимость в проточке кол-
лектора или колец. Эту операцию обычно выполняют на токарных
станках, для чего ротор ма-
шин небольшой и средней
мощности вынимают и отправ-
ляют в ремонтные мастерские.
Для мощных машин такой
способ часто не подходит
Рис. 194. Спиливание слюды:
а —• правильно, б — неправиль-
но
Рис. 193. Приспособление для руч-
ной полировки коллектора электри-
ческой машины:
/ — деревянная колодка, 2 — стеклян-
ная бумага
из-за громоздкости ротора или же отсутствия в мастерских круп-
ных токарных станков. Тогда применяют специальные приспособле-
ния для проточки коллектора или колец на месте. Контактные
щетки, с помощью которых ток снимается с коллектора и кон-
тактных колец, также требуют тщательного наблюдения и ухода.
Нормальное состояние щеток характеризуется отсутствием шума
и искрения во время работы. Щетки должны быть правильно подо-
браны, надежно закреплены в щеткодержателях и пришлифованы
по всей площади соприкосновения с коллектором или контактными
кольцами до зеркального блеска. Щетки подбирают по специальным
справочным таблицам в зависимости от типа машины, ее мощности,
силы тока и частоты вращения.
Для пришлифовки под щетку подкладывают стеклянную бумагу,
которую передвигают, как показано стрелками на рис. 195. Стеклян-
ную бумагу нужно отогнуть вниз, не допуская положения, показан-
ного на рис. 195, б, при котором края щеток стачиваются, что может
224
вызвать искрение. Щетки пришлифовывают сначала крупнозернис-
той, а затем мелкозернистой стеклянной бумагой. Затем с коллектора
сухой тряпкой удаляют пыль. Обычно машине дают проработать
3—4 ч без нагрузки для лучшей прпшлпфовки щеток к коллектору.
Медные щетки периодически промывают бензином, чтобы удалить
медную пыль, при этом их вынимают из щеткодержателей.
Рис. 195. Пришлнфовка теток:
а -• правильна, б — неправильно
Рис. 196. Проверка давле-
ния щеток динамометром
Щетки должны быть равномерно прижаты к коллектору. При
неравномерном давлении они неравномерно изнашиваются. Сильно
прижатые щетки изнашиваются быстрее. Давление щеток проверяют
динамометром, как показано на рис. 196. При неподвижном коллек-
торе давление щеток не должно превышать
150—200 гс/см2. Допускается разность дав-
ления щеток не более 10°6.
Для коллекторов и контактных колец,
работающих с постоянно наложенными щет-
ками, применяют графитные щетки Г и
электрографнтные ЭГ. Для контактных ко-
лец электродвигателей с фазным ротором,
работающих с поднятыми щетками, исполь-
зуют медпографитные щетки МГ.
Вибрация электродвигателя. Вибрация
электродвигателя вызывает ненормальный
износ подшипников, ослабляет крепление
его на фундаменте и может привести к раз-
рушению изоляции и искрению под щет-
ками.
Причиной вибрации может быть неточ-
ная выверка линии валов электродвигателя
и приводимого механизма при их монтаже
или осадка фундамента. Вибрация может
быть также следствием короткого замы-
кания внутри статорной обмотки, в результате которого создается
асимметрия (неравномерность) магнитного поля. Вибрация возникает
также и из-за плохой балансировки ротора.
Во всех случаях появления сильной вибрации отсоединяют вал
электродвигателя от приводимого механизма и убеждаются, что
225
вибрация имеет место в электродвигателе. После этого приступают
к выявлению причины вибрации электродвигателя и ее устранению.
Вибрацию измеряют специальным прибором — виброметром, кото-
рый показывает, на какое расстояние по вертикали перемещается
точка корпуса машины при вибрации по отношению к состоянию
покоя. Вибрация подшипников электродвигателей при всех допусти-
мых режимах работы не должна превышать: 0,16 мм для электродви-
гателя с синхронной частотой вращения 750 об/мин и ниже, 0,13 мм
для электродвигателей с частотой вращения 1000 об/мин, 0,1 мм для
электродвигателей с частотой вращения 1500 об/мин, 0,05 мм для
электродвигателей с частотой вращения 3000 об/мин.
Наиболее часто встречающиеся неисправности электродвигателей
асинхронных и постоянного тока с указанием возможных причин
и способов их выявления приведены в табл. 23.
Уход за распределительной и пусковой аппаратурой. Уход за этой
аппаратурой заключается в периодических осмотрах, чистке и устра-
нении мелких дефектов. Периодичность осмотров устанавливается
местными инструкциями и правилами технической эксплуатации
в зависимости от характера производства.
Необходимо следить за исправностью защитных кожухов, в кото-
рые заключены аппараты, так как пыль и грязь при попадании в аппа-
рат быстро увеличивают нагрев контактов, ухудшают состояние
изоляции и приводят к ускоренному износу и авариям.
Важное значение для надежной эксплуатации электрооборудова-
ния имеет состояние электрических контактов в аппаратах. Окись
контактных поверхностей ухудшает контакт, что в итоге вызывает
местный нагрев. Поэтому необходимо периодически и тщательно уда-
лять окись с контактов. Слегка обгоревшие контакты очищают стек-
лянной бумагой, а сильно оплавленные — напильником. Пластины
очищают мягкой стальной щеткой, оберегая тонкий слой меди, кото-
рым покрыта стальная основа. При сильном обгорании контактов
их заменяют новыми (о регулировке магнитных пускателей и кон-
такторов см. в § 46).
Во время эксплуатации приходится заменять в предохранителях
перегоревшие плавкие вставки. Применять следует только калибро-
ванные плавкие вставки. Нельзя использовать случайные вставки
из различных проволок, так как это может привести к авариям и
пожарам.
Чтобы заменить перегоревшую плавкую вставку, надо знать
номинальный ток предохранителя и допустимое значение тока в защи-
щаемой цепи. На каждом предохранителе должна быть четкая надпись
о силе номинального тока, что позволяет быстро заменить перего-
ревшую плавкую вставку, обеспечив надлежащую защиту о г пере-
грузок присоединенных проводов, электродвигателей и других токо-
приемников.
В настоящее время защиту от перегрузок и коротких замыканий
все шире осуществляют при помощи различных реле и автоматов.
Правильность срабатывания реле и отключения автоматов от тепло-
вых или электромагнитных расцепителей периодически проверяют,
226
Таблица 23. Неисправности асинхронных двигателей
и электродвигателей постоянного тока
Характер неисправности Возможная причина Способ устранения
После включения элек- тродвигатель не трогается с места и гудит Асинхронные двигатели Неисправность линии, пи- тающей электродвигатель (обрыв проводов, перегора- ние плавких вставок) Перегорание одного из пре- дохранителей (работа на двух фазах) Обрыв в обмотке статора Проверить контроль- ным вольтметром напря- жение между каждой па- рой фаз, начиная от за- жимов электродвигателя и далее по ходу подачи напряжения до распреде- лительного щита Проверить целость плавких вставок во всех трех предохранителях Проверить мегомметром или контрольной лампой целость обмоток статора
После включения элек- тродвигатель гудит, но с места не трогается Обрыв в цепи ротора: на- рушение пайки стержней «беличьего колеса» в коротко- замкнутых двигателях; об- рыв в пусковом реостате в двигателях с контактными кольцами или плохой кон- такт щеток на кольцах ротора Чрезмерное снижение на- пряжения при запуске элек- тродвигателя Неправильное включение обмотки статора (в звезду вместо треугольника) Выявить и устранить Проверить запуск элек- тродвигателя на холостом ходу без нагрузки Проверить и переклю- чить
При включении элек- тродвигателя перегорают плавкие вставки предо- хранителей или отклю- чается пусковой автомат Короткое замыкание в об- мотке статора Проверить мегомметром и измерительным мостом изоляцию и активное со- противление каждой фазы обмотки статора
При включении элек- тродвигателя перегорают плавкие вставки предо- хранителей или отклю- чается пусковой автомат Реостат (для электродви- гателя с контактными коль- цами) не был выведен в на- чальное положение пуска Неисправность приводимо- го механизма или недоста- точная мощность электродви- гателя Проверить и поставить реостат в начальное по- ложение пуска Проверить запуск на холостом ходу
227
Продолжение табл. 23
Характер неисправности Возможная причина Способ устранения
Во время работы элек- тродвигателя при отсут- ствии толчков со стороны приводимого механизма стрелка амперметра в це- пи статора ритмично ко- леблется Обрыв или плохой контакт в цепи роюра Тщательно осмотреть торцы стержней ротора в месте их пайки и уст- ранить плохой контакт
Во время работы элек- тродвигатель сильно гу- дит, нагрев статора нерав- номерен, идет дым из об- мотки статора Короткое замыкание меж- ду фазами обмотки статора или внутривитковое замыка- ние в одной фазе обмотки Проверить мегомметром и измерительным мостом сопротивление изоляции и замерить активное со- противление каждой фазы обмотки статора. Отре- монтировать
Электродвигатели постоянного тока
После включения в сеть электродвигатель с места не трогается Перегорание плавких вста- вок предохранителей Обрыв в цепях питающих проводов пускового реостата, пусковых сопротивлений Обрыв в обмотке якоря (чередующийся нагар на кол- лекторе) Заедание приводимого ме- ханизма или недостаточная мощность электродвигателя Слишком быстрый поворот штурвала пускового реостата Проверить и заменить плавкие вставки Проверить контрольной лампой или мегомметром целость цепей Проверить цепи и отре- монтировать Отсоединить электро- двигатель от приводимого механизма и запустить его на холостом ходу Повторно плавно пово- рачивать штурвал рео- стата
При включении элек- тродвигателя в сеть про- исходит автоматическое отключение или перего- рание плавких вставок Перед пуском реостат не был переведен в начальное положение Неисправность в цепи якоря Неправильное расположе- ние щеток на коллекторе Проверить и поставить реостат в положение пу- ска Проверить целость цепи якоря, измерить сопро- тивление изоляции, осмот- реть коллектор и щетки Установить щетки по заводским отметкам. Если заводские отметки отсут- ствуют, ослабить болты щеточной траверсы и мед- ленно передвигать щетки по вращению или против вращения якоря, пока не исчезнет искрение. После этого болты вновь затя- нуть
228
Продолжение табл. 23
Характер неисправности Возможная причина Способ устранения
Во время работы элек- тродвигателя происходит искрение на коллекторе под щетками Плохое состояние контакт- ной поверхности щеток Слабое нажатие щеток на поверхность коллектора Несоответствие марки ще- ток Загрязнена поверхность коллектора Биение коллектора вслед- ствие неравномерной выра- ботки его поверхности Неправильное соединение обмоток возбуждения (непра- вильное чередование главных и дополнительных полюсов) Отшлифовать щетки Отрегулировать нажим- ные пружины Проверить и заменить щетки Протереть коллектор тряпкой,смоченной в бен- зине Проточить коллектор на месте или в мастер- ской Проверить полярность полюсов с помощью ком- паса
Во время работы элек- тродвигателя происходит искрение на коллекторе под щетками Короткое замыкание в об- мотке главных или дополни- тельных полюсов, короткое замыкание между коллектор- ными пластинами, пробой обмоток полюсов на корпус Биение приводного ремня или вибрация машины Неравномерный зазор меж- ду якорем и полюсами Проверить и устранить Проверить и устранить Проверить щупом и уст- ранить
Эти проверки выполняют по определенному графику, установленному
на предприятии. Реле и регулируемые элементы автоматического
отключения автоматов после проверки пломбируются работниками
электролаборатории и без их ведома не могут быть вскрыты.
Установочные автоматы А-3100 рассчитаны на работу без зачистки
контактов и смены частей. Износившийся или неисправный автомат
заменяют новым. Встроенный в автомат А-3100 расцепитель макси-
мального тока при эксплуатации не регулируют.
Включение в работу электрических машин. Для монтера-эксплуа-
тационника, ведущего надзор и уход за электрическими машинами,
по каждому типу машин имеются местные инструкции, утвержден-
ные главным инженером или главным энергетиком предприятия.
Кроме того, имеются общие указания, определяющие условия эксплу-
атации электрических машин.
Перед включением электрической машины в работу убеждаются
в отсутствии на ней или внутри нее посторонних предметов (например,
инструментов, случайно оставшихся после ремонта), проверяют
229
состояние контактных колец или коллектора (контактные поверх-
ности должны быть чистыми, а щетки плотно прилегать к ним). После
этого осматривают положение рукоятки или штурвала реостата (они
должны быть в положении Пуск), а также выполняют установленные
местной инструкцией правила предупреждения работающих о пуске
электрической машины.
Если на подшипниках электрической машины имеется указатель
уровня масла, проверяют, соответствует ли этот уровень нормаль-
ному. Если машина, приводимая в движение электродвигателем,
имеет ременную передачу с холостым шкивом, убеждаются, что ремень
находится перед пуском на холостом шкиве.
Приведенные положения относятся к электрическим машинам,
находящимся в эксплуатации и включаемым после кратковременной
остановки (например, в воскресные дни, во время перерывов на обед
и между сменами). Если электрические машины включают после мон-
тажа, при подготовке к пуску проводят проверки и испытания
в объеме, предусмотренном ПУЭ.
У средних и крупных машин специальными калиброванными
щупами измеряют воздушный зазор между статором и ротором. В не-
больших машинах ротор провертывают вручную, а также проверяют
установку машины по горизонтали и осевым линиям по отношению
к рабочей машине. Устройства защиты, автоматического пуска и
остановки, имеющиеся в схеме блокировки, проверяют и регулируют
в соответствии с требованиями проекта и ПУЭ.
Проверка и подготовка электрических машин к пуску после мон-
тажа или ремонта осуществляются силами заводской электролабора-
тории или специальной наладочной организации. Электрические
машины небольшой мощности (до 100 кВт) с несложной системой
запуска подготовляют к пуску электромонтеры-эксплуатационники
4—5-го разрядов.
После пуска в ход контролируют работу электрической машины,
обращая внимание на то, чтобы не было перегрева сверх установлен-
ной нормы корпуса машины и подшипников, ненормальных вибра-
ций, шума или гудения, биения ременной передачи или соединитель-
ной муфты, значительного искрения под щетками.
Правила технической эксплуатации электроустановок потреби-
телей предписывают немедленную аварийную остановку электриче-
ской машины при:
появлении дыма или огня из машины пускорегулирующей аппа-
ратуры;
несчастном случае, когда требуется немедленная остановка ма-
шины;
сильной вибрации, угрожающей целости машины;
поломке приводимого механизма;
недопустимо сильном перегреве подшипников;
заметном снижении числа оборотов, сопровождаемом быстрым
нагревом машины.
Перечень случаев, требующих аварийной остановки, может быть
дополнен и уточнен местными инструкциями.
230
Для автоматического предупреждения неправильных включений
на пусковых реостатах ставят конечные выключатели, соединенные
с рукояткой или штурвалом реостата и включаемые в цепь пусковой
схемы электродвигателя.
§ 55. ОБСЛУЖИВАНИЕ ЭЛЕКТРООСВЕТИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК
При эксплуатации электроосветительных установок вследствие
загрязнения светильников и постепенного уменьшения светоотдачи
ламп полезная часть светового потока уменьшается и освещенность
ухудшается. Поэтому ведут тщательное наблюдение за чистотой ламп
и светильников и учет длительности горения ламп.
В Правилах технической эксплуатации установлены следующие
сроки проверки электроосветительных установок:
состояние изоляции проводок рабочего и аварийного освеще-
ния — не менее 1 раза в 3 года;
исправность аварийного освещения и переносных трансформа-
торов — 1 раз в 3 мес;
освещенность основных помещений — 1 раз в 3 года.
Квалификация персонала, выполняющего проверку проводок,
осмотр и чистку светильников, должна быть не ниже II группы.
Чистку осветительной арматуры и ламп выполняют периодически
подсобные рабочие под наблюдением электромонтеров в сроки, опре-
деляемые лицом, ответственным за электрохозяйство.
Чистку стекол световых проемов необходимо производить в сле-
дующие сроки:
в помещениях со значительным выделением пыли, дыма и копоти
(кузнечные, литейные, суперфосфатные цехи, обогатительные фабри-
ки, цементные заводы, мельницы) — не реже 4 раз в год;
в помещениях с незначительным выделением пыли и копоти (меха-
носборочные цехи, машинные залы, административные помещения) —
не реже 2 раз в год;
вне здания — не реже 2 раз в год.
При высоте подвеса светильников более 5 м допускаются для
обслуживания осветительных установок приставные лестницы и
стремянки, но при условии, что работа будет выполняться не менее
чем двумя лицами.
При значительной высоте подвеса светильников разрешено обслу-
живать их с мостовых кранов, стационарных мостиков и специаль-
ных передвижных устройств (автовышки, гидроподъемники и т. п.),
соблюдая местные инструкции по технике безопасности и обязательно
сняв напряжение.
Смену перегоревших ламп выполняют на предприятиях либо
индивидуально (по мере сгорания ламп), либо групповым способом,
когда производится замена всех ламп подряд.
Тот или иной способ и сроки замены ламп устанавливает админи-
страция предприятия на основании технико-экономических сообра-
жений с учетом масштаба осветительной установки и доступности
ламп.
231
В современных осветительных установках преобладают лампы,
содержащие ртуть (люминесцентные, ДРЛ и др.), которые требуют
соблюдения определенных мер предосторожности. Вышедшие из
строя лампы, содержащие ртуть, хранят в специальных помещениях
для периодического вывоза на уничтожение в специально отведенных
местах.
§ 56. ОБСЛУЖИВАНИЕ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕИ
К обслуживанию аккумуляторной батареи допускаются электромонтеры только
после сдачи ими соответствующего экзамена.
В некоторых случаях аккумуляторные батареи эксплуатируют по методу «заряд—
разряд», при котором батарея постоянно разряжается на нагрузку с отключенным
зарядным устройством. После разряда батареи до установленного минимума ее ставят
на заряд. Зарядное устройство одновременно питает нагрузку, присоединенную к ши-
нам батареи.
Как правило, аккумуляторные батареи должны эксплуатироваться в режиме
постоянного подзаряда. В этом случае полностью заряженную аккумуляторную
батарею включают на шины параллельно с постоянно работающим зарядным устрой-
ством, которое питает нагрузку сети и одновременно подзаряжает батарею малым
током, возмещающим ее саморазряд. В таком режиме обычно работают батареи,
являющиеся источниками аварийного питания; при отключении зарядного устройства
аккумуляторная батарея принимает на себя питание всей нагрузки сети.
Метод постоянного подзаряда значительно повышает надежность работы элек-
троустановки и обеспечивает полноценный резерв в аварийных условиях, так как
батарея в любой момент полностью заряжена. Важно поддерживать батарею в состоя-
нии полного заряда, чтобы предупредить разрушение пластин (образование в активной
массе сернокислого свинца — сульфита), которое происходит при длительном пребы-
вании батареи в частично разряженном состоянии.
Свинцовые аккумуляторы. Состояние полного заряда кислотных аккумуляторов
характеризуется уровнем напряжения на каждом отдельном элементе и составляет
2,1—2,2 В. При периодических осмотрах свинцово-аккумуляторных батарей изме-
ряют напряжение на каждом элементе, записывая результаты замеров в эксплуата-
ционный журнал. Кроме того, регулярно измеряют и записывают в журнал плотность
электролита в каждом элементе.
Уровень электролита должен быть всегда на 10—15 мм выше верхней кромки
пластин. При снижении уровня электролита ниже 10 мм от верхнего края пластин
доливают электролиг пли дистиллированную воду. Запрещается применять для
доливки аккумуляторов крепкую (концентрированную) кислоту. Чем именно надо
доливать аккумуляторы (электролитом или дистиллированной водой) зависит от
плотности электролита в элементе. Для пластин поверхностной конструкции при
плотности электролита ниже 1,2 добавляют электролит плотностью 1,18, при плот-
ности электролита выше 1,2 — дистиллированную воду. Для панцирных пластин при
плотности электролита ниже 1,24 добавляют электролит плотностью 1,24, при плот-
ности выше 1,24 — дистиллированную воду. Используют под электролит и дистилли-
рованную воду только стеклянные кружки, поскольку кружки из металла и глины
загрязняют электролит.
Электромонтер должен доливать электролит в защитных очках, так как попада-
ние брызг кислоты в глаза может привести к повреждению роговицы глаза. На руки
во избежание ожога необходимо надевать резиновые перчатки, а для защиты одежды
и обуви — грубошерстный защитный костюм, галоши и резиновый фартук.
При случайном попадании брызг электролита или кислоты на кожу это место
немедленно отмывают пятипроцентным раствором соды в воде. Бутыль емкостью
в 2—3 л с раствором соды (50 г соды на 1 л воды) с надписью «Сода» должна всегда
находиться в помещении аккумуляторной.
Аккумуляторное помещение должно быть постоянно заперто на замок и содер-
жаться в чистоте. Пролитую на пол или стечлажи кислоту (или электролит) немед-
ленно удаляют сухими опилками. Все находящиеся в аккумуляторном помещении
232
металлические части (кронштейны, балки, отопительные устройства, наружные и
внутренние поверхности вентиляционных коробов) окрашивают кислотоупорной
краской.
Распределительные шины аккумуляторной батареи смазывают тонким слоем
нейтрального вазелина или машинного масла. Смазывают шины и в тех случаях,
когда они окрашены кислотоупорной краской. Смазку следует периодически возоб-
новлять.
В аккумуляторном помещении не должно быть аппаратов, которые могут обра-
зовывать искру (выключателей, ппепсельиых розеток, автоматов и др.).
Батарею осматривают в следующие сроки: дежурный электромонтер — 1 раз
в cyi, начальник или мастер цеха — 1 раз в 2 недели; специалист-аккумулятор-
щик— по графику, утвержденному руководителем эксплуатации.
Перед началом заряда включают вентиляцию аккумуляторного помещения и де-
журный убеждается в том, что вентиляция рабшает. После окончания заряда венти-
ляция должна продолжав действовать еще 1,5—2 ч. При работе батареи по методу
постоянного подзаряда вентиляцию включают каждый раз, как только обнаруживают
выделение газов на поверхности элементов. Курить в аккумуляторном помещении
категорически запрещено.
Щелочные аккумуляторы. В настоящее время наиболее распространенными
типами щелочных аккумуляторов являются кадмиево-никелевые и железо-никеле-
вые. Сосуды этих аккумуляторов изготовляют из никелированного железа сваркой
и заливают электролитом, состоящим из раствора едкого кали с добавлением моно-
гидрата лития (20 г на 1 л). Плотность электролита составляет 1,19—1,21 при тем-
пературе от —20 до -|-50"С. При температуре ниже —20 СС плотность электролита
составляет 1,25—1,27.
Для приготовления щелочного электролита можно пользоваться только чистой
стальной посудой. Иногда в комплекте зарядной станции имеется эмалированная
посуда, изготовленная по специальной рецептуре.
Независимо от состояния аккумуляторов щелочной электролит заменяют 1 раз
в год. Кроме того, электролит заменяют при уменьшении емкости щелочных аккуму-
ляторов. Перед заменой электролита щелочной аккумулятор надо разрядить до на-
пряжения 1 В. При замене электролита аккумулятор промывают, для чего несколько
раз его энергично встряхивают и выливают электролит, затем промывают дистилли-
рованной или подщелоченной водой. Промытые аккумуляторы сразу заливают свежим
электролитом, чтобы предупредить появление коррозии на пластинах.
Спустя 2 ч после заливки проверяют плотность электролита и доводят ее до нормы.
После этого аккумуляторы заряжают. В начале заряда напряжение щелочного акку-
мулятора резко повышается и затем медленно достигает номинальной величины.
В железо-никелевом аккумуляторе вначале напряжение резко повышается с 1 до
1,6 В, потом медленно достигает 1,75 В. В кадмиево-никелевом аккумуляторе вначале
напряжение быстро повышается от 1 до 1,43 В, а затем медленно достигает 1,5 В.
Набрав 2/3 емкости, напряжение поднимается до 1,7—1,8 В.
Если у кислотных аккумуляторов одним из характерных признаков окончания
заряда является кипение электролита (бурное газовыделение), то у щелочных кипение
электролита может начаться сразу же после включения на заряд. Единственный при-
знак окончания заряда щелочных аккумуляторов — установившееся напряжение
(онодержится постоянным втечение20—30 мин). У железо-никелевых аккумуляторов
установившееся напряжение конца заряда составляет 1,8—1,9 В, у кадмиево-нике-
левых — 1,75—1,85 В.
При эксплуатации щелочных аккумуляторов может наблюдаться усиленное
выделение газов из работающего аккумулятора, которое показывает на наличие
вредных примесей в электролите. Такой аккумулятор надо вывести в ремонт. Если
во время заряда из одного аккумулятора совершенно не выделяются газы, в то время
как из других происходит нормальное газовыделение, это указывает на короткое
замыкание или слишком глубокий разряд аккумулятора. Такой аккумулятор также
должен быть выведен в ремонт.
Обращаться со щелочным электролитом необходимо осторожно. При приготовле-
нии электролита надевают защитные очки, резиновые перчатки, халат и резиновый
фартук. Кусочки едкого кали берут щипцами или пинцетом, так как при попадании
на кожу он вызывает ожоги. Если щелочь случайно попала на кожу, ее быстро уда-
ляют и промывают место попадания десятипроцентным раствором борной кислоты
233
(100 г борной кислоты на 1 л воды). Особенно опасно попадание щелочи в глаза. Глаза
надо быстро промыть двухпроцентным раствором борной кислоты и немедленно обра-
титься к врачу. Бутылки с готовым десяти- и двухпроцентным раствором борной
кислоты с соответствующими надписями должны всегда находиться в помещении
щелочных аккумуляторов.
Контрольные вопросы
1. На какие основные моменты должен обращать внимание электромонтер при
периодическом осмотре воздушных линий до 1000 В?
2. На что должен обращать внимание электромонтер при обходе и осмотре
наружных кабельных трасс?
3. В каких случаях требуются внеочередные осмотры воздушных линий до
1000 В и кабельных трасс?
4. В какие сроки производят периодический осмотр распределительных устройств
до 1000 В?
5. Каковы возможные причины перегрева подшипников у электродвигателей?
6. В чем заключается уход за коллектором машины постоянного тока?
7. Какие меры предосторожности необходимо соблюдать при замене люминес-
центных ламп и ламп ДРЛ?
8. Из чего состоит электролит для кислотных и щелочных аккумуляторов?
Глава XI
ОБСЛУЖИВАНИЕ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
§ 57. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН
Электрические краны, подъемники и другие подъемно-транспорт-
ные устройства регистрируют в инспекции Госгортехнадзора. Элек-
тромонтеры и электрослесари, обслуживающие эти установки, должны
иметь местную инструкцию, электрическую схему и правила Госгор-
технадзора, а также быть знакомы с этими материалами, для чего
они проходят специальное обучение.
При осмотре и ремонте электрооборудования на грузоподъемных машинах эк-
сплуатационный персонал пользуется защитными средствами: диэлектрическими
перчатками и галошами, изолирующими подставками и резиновыми ковриками.
У инструмента должны быть изолирующие ручки. Грузоподъемные механизмы пред-
ставляют собой металлические конструкции, что создает повышенную опасность
поражения током при их обслуживании.
Во время работы грузоподъемных механизмов запрещается осматривать, крепить,
смазывать и регулировать канаты, чистить коллекторы машин постоянного тока и
контактные кольца асинхронных двигателей.
При осмотре электрооборудования грузоподъемных машин обращают внимание
на исправность конечных выключателей и тормозных устройств; исправность коллек-
торов, контактных колец и щеток крановых электродвигателей; состояние контактной
сети, контроллеров и всей аппаратуры управления; наличие смазки в подшипниках
и трущихся частях; исправность блокировок безопасности; исправность всех огражде-
ний вращающихся частей, перил, лестниц, трапов и т. п.
Сроки периодических осмотров и ремонтов электрооборудования в соответствии
с рекомендациями ПТЭ и Правилами Госгортехнадзора устанавливаются лицом,
ответственным за правильную эксплуатацию электрооборудования грузоподъемных
машин, которое выделяется на каждом предприятии из инженерно-технических
работников.
При осмотрах грузоподъемных кранов проверяют исправность: блокировки лю-
ков и дверей, отключающей незащищенные троллейные провода от прикосновения
к ним при входе персонала на галерею крана; концевых выключателей, ограничителей
грузоподъемности и сигнализации; ограждений токоведущих частей; постоянных за-
щитных средств (коврики, плакаты и пр.).
Не реже 1 раза в год измеряют сопротивление изоляции электропроводки кранов
и лифтов, которое должно быть не менее 0,5 МОм. Питающий гибкий кабель осматри-
вают только при отключении его от источника напряжения.
Главные троллеи и кабины грузоподъемных машин для проверки и регулировки
механизмов допускается включать под напряжение только с разрешения лица, ответ-
ственного за эксплуатацию электрооборудования этих механизмов.
Техническое обслуживание лифтов производится в соответствии с инструкцией,
утвержденной Госгортехнадзором. Перед осмотром лифтов необходимо убедиться
в отсутствии людей в шахте, приямке, на кабине, у механизмов лифта и вывесить на
всех дверях шахты плакат: «Лифт не работает — ремонт».
Кроме сопротивления изоляции электропроводки у лифтов измеряют сопротив-
ления изоляции электродвигателей и электроаппаратуры. Сопротивление изоляции
235
обмоток двигателей должно быть не менее 1 МОм в холодном состоянии и 0,5 МОм
при температуре 60 СС.
Сопротивление контура защитного заземления корпусов электрооборудования
должно быть не менее 4 Ом и проверяться ежегодно.
Ремонт электрооборудования выполняется по наряду не менее чем двумя лицами.
Единоличный ремонт запрещается.
При работах в шахте, приямке или блочном помещении главный ввод должен
быть отключен, машинное помещение заперто, а на дверях шахты вывешен плакат:
«Не трогать — ремонт».
Сопротивление изоляции измеряют при полностью отключенной измеряемой
части установки.
§ 58. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СВАРКА
Электросварочные работы внутри зданий выполняют в специ-
ально выделенных вентилируемых помещениях. Электросварщик дол-
жен иметь спецодежду — брезентовый костюм, рукавицы, ботинки.
Для защиты лица и глаз служит щиток-шлем или маска с защитными
стеклами (ТИС). Кроме того, при потолочной сварке сварщик должен
надевать асбестовые или брезентовые нарукавники, а при сварке
металлов и сплавов, содержащих медь, свинец и цинк, сопровождаю-
щейся выделением вредных газов, пользоваться респиратором с хими-
ческим фильтром.
Сварочные агрегаты постоянного тока размещают по возможности
в обособленных помещениях и в непосредственной близости от места
сварки.
При перерывах сварочного процесса руки, лицо и другие части
тела сварщика или находящихся вблизи людей могут соприкоснуться
с токоведущим электродом, его держателем и сварочным шлангом,
поэтому Правилами технической эксплуатации и безопасности обслу-
живания установлены предельные величины напряжения холостого
хода сварочных агрегатов. Для генераторов постоянного тока напря-
жение холостого хода не должно превышать 80 В, причем для гене-
раторов с номинальным сварочным током выше 350 А допускается
увеличение напряжения холостого хода до 90 В. Для сварочных
трансформаторов с номинальным сварочным током 350 А и выше
напряжение холостого хода не должно превышать 70 В.
При производстве электросварочных работ в особо опасных усло-
виях (в колодцах, внутри металлических емкостей, при высокой
влажности) ГОСТ 12. 2. 007. 8—75 требует наличия устрой-
ства автоматического снижения напряжения в сварочной цепи
до 12 В в течение не более 1 с с момента обрыва дуги (холостой ход).
В настоящее время отечественная электропромышленность выпускает
такие устройства УСНТ-0,6 на полупроводниках.
Некоторые предприятия изготовляют ограничители холостого
хода собственными силами, при этом схемы и конструкции их должны
быть согласованы с Госэнергонадзором СССР, ибо уже имели место
случаи, когда работа с кустарно изготовленными ограничителями
холостого хода сварочных трансформаторов создавала еще большую
опасность, чем без них.
236
При наличии автоматических устройств для ограничения напря-
жения холостого хода сварочных трансформаторов до 12 В номи-
нальное напряжение холостого хода может быть поднято выше 70 В.
(до 80—90 В), что улучшает устойчивость сварочной дуги. Напри-
мер, сварочный трансформатор СШТ-500, снабженный встроенным
автоматом ограничения напряжения холостого хода до 12 В, имеет
номинальное напряжение холостого хода 80 В.
При автоматической сварке для безопасности эксплуатационного
персонала электродвигатель сварочной головки должен подключаться
только через понизительный трансформатор с вторичным напряже-
нием не более 36 В. При этом вторичную обмотку разделительного
трансформатора соединяют в звезду, а среднюю (нулевую) точку за-
земляют наглухо.
Для обеспечения безопасности работающих в цехе людей прави-
лами установлены определенные минимальные расстояния между
однопостовыми сварочными агрегатами, между сварочными транс-
форматорными пунктами — проходы не менее 1,5 м, между автома-
тическими сварочными установками — не менее 2 м. Проходы с каж-
дой стороны установки при автоматической сварке должны быть
не менее 1,2 м.
Запрещено использовать в качестве обратного провода сеть зазем-
ления, газовые, водопроводные трубы, металлические конструкции
зданий и технологического оборудования. Сварку ведут, применяя
два провода. В качестве обратного провода используют стальные
шины любого профиля и достаточного сечения, сварочные плиты,
стеллажи и свариваемую деталь.
Корпус сварочного агрегата, а также зажим вторичной обмотки
сварочного трансформатора, к которому присоединяется обратный
провод от свариваемой детали, обязательно заземляют. Сварочный
агрегат и его аппаратуру осматривают и производят чистку не реже
1 раза в месяц. Текущий и капитальный ремонты сварочного обору-
дования выполняют в сроки, устанавливаемые главным энергетиком
предприятия.
Особые меры предосторожности применяют при сварочных рабо-
тах внутри котлов и резервуаров. Сварщик должен работать в ди-
электрических перчатках и галошах, подстилать резиновый коврик
и надевать резиновый шлем. Обязательным является присутствие
снаружи емкости второго лица с квалификационной группой не
ниже III. Разрешается использовать переносные лампы на напря-
жение не выше 12 В.
Измерение сопротивления изоляции сварочного оборудования
и электрических цепей производится при текущих ремонтах в
соответствии с ГОСТом на эксплуатируемое сварочное обору-
дование.
В машинах контактной сварки напряжение в сварочной цепи
не должно превышать 36 В. Машины контактной точечной свар-
ки для серийной работы имеют автоматическую дозировку време-
ни протекания тока в зависимости от вида металла и его
толщины.
237
б 59. ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
Электрические печи являются энергоемкими установками, от правильного ре-
жима работы которых зависит в значительной степени расходование электрической
энергии. После включения электропечной установки в работу нужно опытным путем
найти оптимальную величину единовременной загрузки, учитывая условия заданного
процесса плавки, марки металла и термообработку изделия. Экономичной является
такая единовременная загрузка, которая дает наилучшее использование емкости
печи при минимальном удельном (на тонну выплавляемого металла) расходе электро-
энергии.
При наружном осмотре механизмов электропечных установок, выполняемом
ежедневно, удаляют пыль и грязь и ведут контроль за смазкой механизмов. Планово-
предупредительный ремонт электропечных установок с их вспомогательными меха-
низмами проводят по графику, установленному главным энергетиком предприятия.
Некоторые электрические печи имеют взрывоопасные наполнители (селитровые,
магниевые смеси и др.). Для таких печей составляют местную инструкцию, согласо-
вывая ее с органами пожарного надзора и техники безопасности. Инструкцию утверж-
дает главный инженер или главный энергетик предприятия.
В процессе заправки дуговых сталеплавильных электропечей следят за тем, чтобы
раскаленные концы электродов были опущены в рабочее пространство электропечи.
Дуговые электропечи имеют ряд ответственных блокировочных устройств, кото-
рые предотвращают: переключение ступеней напряжения и выключение электродви-
гателя наклона печи при выключенном масляном выключателе, наклон печи при
незапертом замке механизма передвижения корпуса печи, откат или поворот свода
или корпуса только при поднятом своде печи и др. Задача эксплуатационного персо-
нала — внимательным уходом и соблюдением местных инструкций обеспечить без-
отказное действие этих блокировок.
В сроки, установленные главным энергетиком предприятия, контактные поверх-
ности электрододержателей в дуговых печах периодически очищают от окалины.
В трансформаторах печных установок отбирает пробу на анализ масла.
В электропечах сопротивления прежде всего наблюдают за нагревательными
элементами. Не допускается работа электропечей сопротивления с отключенными,
частично неисправными нагревательными элементами и замена их другими, не соот-
ветствующими марке сплава. Во время осмотра неисправные элементы заменяют.
Напайку наконечников на жилы проводов и кабелей, присоединяемых к выводам
нагревательных элементов, выполняют газовой сваркой. Для предупреждения брака
продукции электропечи с керамическими нагревателями должны иметь равномерную
нагрузку по фазам. Для контроля силы тока на каждой фазе устанавливают ампер-
метр.
Каждая установка электропечей сопротивления должна иметь местную инструк-
цию по эксплуатации. Обслуживающий персонал тщательно обучают работе и уходу
за электропечью или ванной и соблюдению правил безопасности с присвоением соот-
ветствующих квалификационных групп по ПТБ.
§ 60. ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ УСТАНОВКИ
Промышленные высокочастотные установки (ПВУ) должны иметь блокировки,
не допускающие открывания дверей помещения, где работает ПВУ, без снятия напря-
жения и заземление всех металлоконструкций и кожухов ограждения. Большинство
высокочастотных установок имеет водяное охлаждение, нормально находящееся
под напряжением, поэтому шланги, подающие воду, должны быть изготовлены из
изоляционного материала и иметь заземленные металлические наконечники. Обслу-
живать ПВУ могут электромонтеры с квалификацией не ниже IV группы.
Некоторые ПВУ работают па ультразвуковых и радиочастотах, при которых
важное значение имеет экранирование всех токоведущих частей установки. При недо-
статочной экранизации и высоком уровне электромагнитного поля могут появляться
наводки э. д. с., опасные для обслуживающего персонала. Санитарными нормами
установлены определенные уровни электромагнитного поля на рабочем месте, кото-
рыми руководствуется проектировщик при разработке и экранировании высокочас-
тотных установок. Эксплуатационный персонал должен следить за состоянием экра-
низации и действием блокировок, предусмотренных проектом,
238
Периодические осмотры, чистки и планово-предупредительные ремонты высоко-
частотных установок выполняют по графикам, утверждаемым главным энергетиком
предприятия. При осмотре обращают внимание па:
безотказность работы всех блокировочных устройств, обеспечивающих безопас-
ные условия работы обслуживающего персонала;
состояние экранов и надежность заземления всех частей установки;
состояние контактов пускорсгулнрующсй аппаратуры, работающей с частными
включениями и отключениями;
исправность работы контакторов с гашением дуги;
отсутствие накипи на водоохлаждаемых поверхностях деталей;
отсутствие пыли на частях установки.
Все осмотры и ремонты высокочастотных установок выполняют только после
полного отключения их от источников питания.
§ 61. ЭЛЕКТРОЛИЗНЫЕ УСТАНОВКИ
Установки электролиза и гальванопокрытий (ванны, шинопроводы, трубы венти-
ляции и сжатого воздуха, краны и др.), нормально находящиеся или могущие ока-
заться под напряжением, должны иметь сопротивление изоляции не ниже 500 Ом
на каждый вольт рабочего напряжения.
Для защиты от коррозии контактные поверхности шин смазывают техническим
вазелином, а внешние поверхности контактов покрывают защитным лаком.
Внешний осмотр установок, находящихся в эксплуатации, проводит 1 раз в смену
рабочий с квалификацией не ниже II группы. При осмотре необходимо обращать
внимание на:
температуру контактов;
отсутствие замыканий в цепи, вызываемых металлическими предметами, касаю-
щимися шин, или соединением анодов и катодов;
целость изоляции и состояние поверхности изоляторов и изоляционных про-
кладок;
величину потенциалов на обоих концах линии ванн по отношению к земле;
наличие и исправность защитных приспособлений.
Кроме того, не реже 1 раза в 3 мес измеряют сопротивление изоляции всех частей
установки, а также проверяют падение напряжения на контактах при номинальном
токе не реже 1 раза в 6 мес. Контакты, находящиеся в зоне действия высоких темпера-
тур, проверяют не реже 1 раза в 2 мес.
Не реже 1 раза в год проводят капитальный ремонт всех токопроводящих элемен-
тов электролизных установок. Для участков, подверженных действию высокой темпе-
ратуры, коррозии или механическим воздействиям, сроки ремонтов устанавливаются
местными инструкциями.
§ 62. ГАЗООЧИСТИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ
При эксплуатации электрофильтров не допускается включение их под напряже-
ние при открытых или незапертых люках изоляторных, кабельных коробок и корпу-
сов электрофильтров, с неисправными искровыми разрядниками, пробивными предо-
хранителями на низкой стороне питающего трансформатора и при неисправной бло-
кировке дверей агрегата.
Ответственный за эксплуатацию газоочистительной установки должен иметь
квалификацию не ниже IV группы, а персонал, обслуживающий установку, — не
ниже III.
Дежурный (при одиночном дежурстве) не имеет права выполнять какие-либо
работы, не предусмотренные местной инструкцией, и пользоваться ключами от камер
с оборудованием, находящимся под напряжением выше 1000 В. Основная задача
дежурного персонала электрофильтров — следить за установленным технологическим
режимом электрофильтров, обеспечивающим заданную степень очистки, за постоян-
ством напряжения на электрофильтре и по установленной периодичности производить
встряхивание осадительных и коронирующих электродов; наблюдать за состоянием
работы газовых, воздушных, водяных, паровых и вентиляционных устройств, отно-
сящихся к газоочистительной установке.
239
§ 63. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ
К этой категории потребителей относят преобразовательные подстанции с метал-
лическими, ртутными, механическими и полупроводниковыми выпрямителями.
На каждой преобразовательной подстанции должна быть местная инструкция
по ее эксплуатации и, кроме обычного оперативного журнала, должен вестись эксплу-
атационный журнал преобразователей, в который записывают ненормальности,
замеченные в работе агрегата, проведенные осмотры и ремонты, аварийные отключе-
ния и состояние агрегата после аварийного отключения (вакуум, температура, ре-
жим и пр.).
Внешние осмотры преобразователей выполняют в сроки, установленные местной
инструкцией, но не реже 1 раза в 3 мес.
Изоляцию агрегата поэлементно испытывают не реже 1 раза в 3 года при испыта-
тельном напряжении анодных цепей по отношению к заземленным частям: для нуле-
вых схем 3U +- 5000 В (U — рабочее напряжение выпрямленного тока), для мостовых
схем 1,5 U + 5000 В, катодных цепей по отношению к заземленным частям: для
нулевых схем 2U + 1000 В (но не менее 3000 В), для мостовых схем 1,5(7 + 1000 В,
проводов или шин от вторичной обмотки трансформатора до анодов ртутных выпрями-
телей 3(7 + 500 В. Испытания проводят напряжением промышленной частоты в тече-
ние 1 мин.
Все виды ремонтов преобразователей должны выполняться при полном снятии
напряжения с оформлением наряда на производство работ и соблюдением правил ТЭ.
Ртутный выпрямитель, когда его вспомогательные цепи находятся под напряже-
нием (сетки, возбуждение и пр.), следует осматривать стоя на диэлектрическом ков-
рике, не прикасаясь к корпусам одновременно двумя руками, пользуясь инструмен-
том с изолированными ручками и диэлектрическими перчатками.
Преобразовательные установки на ток от 50 000 А и выше создают мощные маг-
нитные поля и поэтому должны быть укомплектованы инструментом из немагнитной
стали с изолированными ручками.
§ 64. ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ В НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩЕЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
При бурении скважин электробуром важное значение имеет надеж-
ность заземляющего устройства. Осмотр заземляющей сети должен
производиться 1 раз в смену с записью в журнале. В составе каждой
смены буровой бригады должны быть два электромонтера: один
с квалификационной группой IV, второй — не ниже III.
При включении электробура по системе «два провода — труба»
(ДПТ) не допускается бурение скважины до пуска кондуктора, а также
бурение под шурф. Во время бурения скважины электробуром запре-
щено прикасаться к буровому шлангу.
В глубинно-насосной установке для добычи нефти кондуктор
скважины применяют в качестве заземлителя, который должен быть
связан с рамой станка-качалки и не менее чем двумя приваренными
в разных местах (к раме и кондуктору) стальными проводниками
сечением не менее 50 мм2. Для заземления можно использовать круг-
лую и профильную сталь. Стальные канаты применять запрещено.
Все оперативные переключения при работе глубинно-насосной уста-
новки необходимо выполнять в диэлектрических перчатках.
Погружные электронасосы получают питание по бронированному
кабелю, прокладываемому к устью скважины. Особое внимание сле-
дует уделять созданию условий для сохранения целости этого кабеля,
который должен прокладываться по специальным опорам. Запре-
240
щается производить какие-либо работы па кабеле ео время подъемно-
спускных операций.
Специальные меры безопасности необходимо принимать при эксплу-
атации электродегидраторов, работа которых связана с высоким напря-
жением. Площадка, где расположено электрооборудование электро-
дегидратора, должна быть ограждена и снабжена плакатом «Вь.ссксе
напряжение — опасно для жизни», а дверца ограждения — обору-
дована блокировкой, отключающей высокое напряжение при ее
открывании.
Перед подачей напряжения на электродегидратор ответственное
лицо должно сделать запись в журнале о готовности электродегид-
ратора к включению.
После каждого автоматического отключения электродегидратора
от действия защиты следует производить внеочередной осмотр при
снятом напряжении. Лицо, ответственное за эксплуатацию электро-
дегидратора, должно иметь квалификацию не ниже IV группы по
технике безопасности.
Периодичность осмотров и ремонтов электродегидраторов уста-
навливает главный энергетик предприятия. Ремонтные работы ведутся
по системе нарядов, установленной для высоковольтных действующих
установок и газовзрывоопасных работ.
§ 65. ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ В ТОРФЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Все производственные помещения по переработке торфа в отно-
шении поражения током являются особо опасными. В охранной зоне
линий электропередач и торфоустановок нельзя допускать органи-
зации стоянок машин, складирования торфа, хвороста, пней, уста-
новку шестов, мачт, а также скопления людей под проводами.
Необходимо строго следить за расстоянием между проводами
воздушной линии, находящейся под напряжением, и высшей точкой
торфяных машин п агрегатов, передвигающихся под проводами.
Расстояния должны быть для ВЛ до 10 кВ включительно — не менее
2 м, для ВЛ 35 кВ — 2,5 м. При несоблюдении этих расстояний ВЛ
следует отключить, закоротить и заземлить.
Во время грозы запрещены работы на электрифицированной пере-
движной машине. Машину необходимо отключить от сети, а водитель
и другой персонал должны находиться в кабине. Пребывание около
машины или под ней опасно. Если машина работает от гибкого
питающего кабеля, надо следить за тем, чтобы не было натяжения
кабеля и повреждения его гусеницами машины.
Стационарные заземляющие устройства торфяных электроуста-
новок осматривают и замеряют 2 раза в год: перед началом сезона
добычи торфа и зимой, в период наименьшей проводимости.
Внешний осмотр (без отключения) стационарных и передвижных
подстанций с высшим напряжением до 10 кВ, питающих электрифи-
цированные торфяные машины, в период сезона добычи торфа про-
изводят ежесуточно.
9 Трунковский Л. Е.
241
Осмотры электрооборудования торфяных машин в период сезона
добычи торфа выполняет 1 раз в месяц персонал с квалификацион-
ной группой не ниже III.
Текущий ремонт подстанций и электрооборудования торфяных
машин производят не реже 1 раза в год.
Периодически испытывают удвоенным номинальным напряже-
нием выпрямленного тока гибкие кабели для питания торфяных
машин, работающие в период сезона — до начала сезона, а работаю-
щие постоянно — 1 раз в год.
При оперативных включениях и переключениях линий, питающих
торфоустановки, необходимо строго соблюдать порядок этих опе-
раций, установленный Правилами эксплуатации электроустановок
потребителей во избежание тяжелых последствий.
Контрольные вопросы
1. Каков порядок заземления сварочных трансформаторов?
2. Какую опасность для персонала создают высокочастотные установки и какие
меры предохраняют персонал от их вредного влияния?
3. Каковы нормы сопротивления изоляции для установок электролиза и гальва-
нопокрытий?
Глава XII
Ремонт электрооборудования
§ 66* ОБЩИЕ СВЕДЕНИЙ
Правильная постановка ремонтного дела на предприятии является
крайне важной задачей обеспечения бесперебойной работы и сохран-
ности оборудования.
В процессе работы оборудования его отдельные части изнаши-
ваются, т. е. постепенно теряют свои механические или электрические
свойства, которые необходимы для нормальной работы. Например,
при вращении вала электродвигателя в подшипнике стирается поверх-
ность вала, загрязняется масло в Подшипнике, в результате капли
СмазоЯнЫк масел попадают на изоляцию обмоток в нагретом состоя-
нии й постепенно разрушают Се. Во многих аппаратах, осуществля-
ющих включение и отключение (рубильники, контакторы, магнитные
Пускатели и др.)» обгорают и наплавляющие токоведущие контакты,
в связи с чем увеличивается иХ переходное сопротивление, что в свою
очередь влечет к перегреву контактного соединения.
Своевременное проведение профилактических осмотров и чисток
позволяет обеспечить продолжительную работу электрооборудования
и сетей без ремонта; Периодические профилактические испытания,
а также изучение наблюдений за работой оборудования помогают
установить наиболее оптимальные сроки ремонтов оборудования и
таким образом продлевают сроки эксплуатации оборудования без
замены его новым.
Периодический ремонт, имеющий профилактическое назначение,
выполняется по заранее устанавливаемым планам и графикам и назы-
вается планово-предупредительным ремонтом (ППР), который раз-
деляется на текущий и капитальный.
Текущий ремонт предусматривает небольшие по объему
работы, выполняемые без разбора основных узлов оборудования,
например: очистка от грязи и пыли, устранение мелких неисправнос-
тей (промывка подшипников и замена масла, очистка контактов маг-
нитных пускателей от копоти и наплавления, смена щеток на коллек-
торе и контактных кольцах и т. п.). Текущий ремонт, как правило,
выполняет персонал обслуживания, а затраты на производство теку-
щих ремонтов относятся на себестоимость продукции, выпускаемой
предприятием.
Капитальный ремонт предусматривает разборку и
частичную замену отдельных узлов оборудования, например замену
сильно изношенных обмоток двигателя, вкладышей в подшипниках
кольцевой смазки или шарикоподшипников, проточку коллектора
243
и контактных колец, ремонт трансформаторов с выемкой его актив-
ной части и т. п.
Затраты по капитальному ремонту не включаются в состав себе-
стоимости продукции и производятся за счет специальных ассигно-
ваний па капитальный ремонт, планируемых и отпускаемых пред-
приятию его вышестоящей организацией из общих государственных
фондов капитального ремонта.
Для производства капитальных ремонтов предприятия обычно
организуют ремонтные цехи с необходимым оборудованием
и квалифицированными специалистами-ремонтниками.
Для повышения эффективности капитальных ремонтов (улучше-
ния его качества при одновременном снижении затрат и ускорения
сроков проведения ремонтов) в нашей стране в различных отраслях
народного хозяйства создается и развивается система центра-
лизованного ремонта на специальных ремонтных заво-
дах. В системе Министерства электропромышленности СССР имеется
Главное управление по ремонту электрооборудования, располагаю-
щее сетью специализированных заводов, обслуживающих капиталь-
ным ремонтом все отрасли народного хозяйства.
В зависимости от масштабов предприятия определяется размер и
оснастка оборудованием его электроремонтного цеха.
На крупных предприятиях электроремонтный цех располагает
всем необходимым оборудованием для производства капитального
ремонта: станочный парк, сварочное оборудование, маслохозяйство,
мостовые и автомобильные краны, контрольно-измерительная аппа-
ратура и испытательные станции (стенды).
Если объем капитального ремонта не обеспечивает надлежащей
загрузки собственного парка станков в электроремонтном цехе, отдель-
ные виды станочных работ выполняют в основных цехах этого пред-
приятия или по кооперации с другими предприятиями.
Капитальному ремонту всех видов оборудования предшествует
его дефектация — разборка, очистка, промывка, составление ведо-
мости выявленных дефектов и составление сметы на капитальный
ремонт.
После капитального ремонта оборудование принимает персонал
обслуживания электроустановок в таком же порядке, как и после мон-
тажа нового оборудования. При этом Правила технической эксплу-
атации устанавливают пониженные нормативы на приемку и испы-
тания после капитального ремонта по сравнению с требованиями
к приемке вновь смонтированного оборудования. Требования ПТЭ
при приемке в эксплуатацию наиболее распространенного вида элек-
трооборудования — электродвигателей переменного тока приведены
в § 27. Вопросы ремонта электрооборудования и способы его выпол-
нения подробно изложены в книге В. Б. Атабекова «Ремонт электро-
оборудования промышленных предприятий» (М., «Высшая школа»,
1974).
Соединения выводных концов обмоток электрических машин пере-
менного и постоянного тока. Обмотки машин трехфазного переменного
тока могут быть соединены в звезду или треугольник. Концы обмо-
244
ток соединяют либо наглухо внутри машины, либо снаружи на доске
зажимов. При внешнем соединении на доску зажимов выведено niecib
концов трех обмоток (рис. 197, а, б), при внутреннем глухом соеди-
Рис. 197. Схемы соединения выводов обмоток машин трехфазного переменного тока:
а — синхронной пли асинхронной машины с шестью выводами (обмотки соединены в звезду),
б — синхронной или асинхронной машины с шестью выводами (обмотки соединены в тре-
угольник) , в — синхронной или асинхронной машины с тремя выводами (обмотки соединены
в звезду), г — синхронной или асинхронной машины с тремя выводами (обмотки соединены в
треугольник)
нении — три конца трех обмоток для присоединения внешней сети
(рис. 197, в, г). Обозначения выводов обмоток машин переменного
тока приведены в табл. 24.
Таблица 24. Обозначения выводов обмоток машин трехфазного
переменного тока (ГОСТ 183—66)
Схема соединения обмоток статора Ч пело выводов Наименование вывода Обозначение вывода
начало конец
Внешнее соединение в звезду 6 Первая фаза С1 С4
(см. рис. 197, а) и треугольник Вторая фаза С2 С5
(см. рис. 197, б) Третья фаза С1 С5
Внутреннее соединение в 3 ИЛИ 4 Первая фаза С1 ——
звезду (см. рис. 197, в) Вторая фаза С2 —
Третья фаза СЗ —
Нулевая точка 0 —
Внутреннее соединение в тре- 3 Первая фаза С1 —
угольник (см. рис. 197,?) Вторая фаза С2 —
Третья фаза СЗ —
Обозначения выводов обмоток машин постоянного тока приве-
дены в табл. 25.
На рис. 198, а показана схема выводов обмоток машин постоян-
ного тока. Выводы обмотки якоря fl 2 и обмотки дополнительных
245
Таблица 25. Обозначения выводов обмоток машин постоянного тока
(ГОСТ 183—66)
Обмотка
Якоря
Компенсационная
Дополнительных полюсов
Последовательная возбуждения (сериесная)
Параллельная возбуждения (шунтовая)
Пусковая
Уравнительная
Особого назначения
Обозначение вывода
начало конец
Д2
К1 К2
Д1 Д2
С1 С2
Ш1 Ш2
П1 П2
У/ У2
01, 03 02, 04
полюсов Д1 соединены внутри машины. На доску зажимов выведены
Д1 и Д2. В некоторых случаях обмотка дополнительных полюсов
Рис. 198. Схемы выводов обмоток машин постоянного тока:
а — нормальная, б — с расположением частей обмотки дополни-
тельных полюсов по обе стороны якоря
*7
состоит из двух половин и включается по обе стороны якоря
(рис. 198, б). Здесь на доску зажимов выведены оба конца обмотки
дополнительных полюсов Д1 и Д2.
§ 67. РЕМОНТ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ
И ПУСКОВОЙ АППАРАТУРЫ
Ремонт предохранителей до 1000 В. Наиболее распространенными
являются предохранители ПР и ПН.
При ремонте предохранителя ПР зачищают стеклянной бумагой
или напильником контактные детали патрона и губок от нагара и
частиц металла, проверяют фибровые патроны на отсутствие трещин,
заменяют плавкую калиброванную вставку. У патрона предохрани-
теля ПР проверяют также толщину его стенки. При частых срабаты-
246
ваниях стенка может выгорать и в конце концов разорваться, при
этом возможен переброс дуги на соседние фазы с аварийными послед-
ствиями.
Восстановление предохранителя ПН с кварцевым заполнением
состоит из перезарядки фарфорового патрона с полной заменой песка
(сухой кварцевый песок с гранулами величиной 0,5—1 мм), зачистки
контактных частей от нагара и частиц металла, установки патрона
в губки предохранителя, который должен входить с усилием и без
перекосов.
Ремонт других предохранителей существенно не отличается от
предохранителей ПР и ПН.
Ремонт магнитных пускателей. Устройство и схема магнитного
пускателя были показаны на рис. 100. Ремонт магнитного пускателя
состоит из зачистки токоведущих контактов, проверки сохранности
биметаллических элементов и нагревателей, а при необходимости
замены их новыми заводского изготовления, проверки катушки пус-
кателя. Катушку с пересохшей изоляцией заменяют новой. При
большой потребности новых катушек для пускателей их изготовляют
в электроремонтном цехе. Данные обмоток катушек магнитных пус-
кателей приведены в табл. 26.
Таблица 26. Данные обмоток катушек магнитных пускателей
Величина маг- нитного пуска- теля Тип магнитного пускателя Напряжение, В
127 220 380
диаметр провода, мм число витков диаметр провода, мм число витков диаметр провода, мм число витков
2 П-211, П-212, П-213, П-214, П-221, П-222, П-223, П-224 0,25 1600 0,20 2700 0,15 4700
3 П-311, П-312, П-313, П-314, П-321, П-322, П-323, П-324 0,31 1220 0,25 2120 0,20 3650
4 П-411, П-412, П-413, П-414, П-421, П-422, П-423, П-424 0,83 490 0,64 850 0,47 1470
5 П-511, П-512, П-513, П-514, П-521, П-522, П-523, П-524 1,16 400 0,86 700 0,64 1200
Ремонт контакторов. Схема контактора была приведена на рис. 99.
Ремонт контактора состоит из очистки от нагара и грязи главных
и вспомогательных контактов, а также пластин дугогасительной ка-
меры.
Пластины дугогасительных камер очищают мягкой стальной
щеткой, не повреждая тонкий слой меди, предохраняющий сталь-
ную основу пластин от окисления. Проверяют состояние гибкой связи
подвижной системы, которая состоит из пакета тонких медных плас-
тин (0,2—0,5 мм). Если имеются поломанные пластины, их заменяют
новыми тех же сечений и материала. Проверяют включение контак-
тора на легкость и плотное прилегание якоря к сердечнику катушки.
247
Если контактор во включенном состоянии издает сильный гул, его
необходимо отрегулировать: укрепить винты, крепящие ярмо и якорь,
проверить целость короткозамкнутого витка в вырезе сердечника
катушки и в случае необходимости заменить его новым. Если не удается
достичь плотного соприкосновения обеих половин электромагнита
(не менее 70% ко всему сечению магнитопровода), надо немного смес-
тить сердечник, ослабив его крепление. Иногда необходимо и под-
шабрить напильником поверхность сердечника и якоря, продольно
по слоям листовой стали.
В контакторах встречается явление «залипания» якоря к сердеч-
нику из-за отсутствия медной прокладки между якорем и сердечни-
ком. Если прокладка отсутствует, следует поставить новую из мед-
ной пластинки толщиной 0,1—0,3 мм н прочно ее укрепить.
Главные контакты изолированы от вала контактора изоляцией
из электрокартона, фибры или асбомикаиита. При ремонте надо прове-
рить (мегомметром или пробником) изоляцию главных контактов
от вала и в случае необходимости заменить ее. Сопротивление изо-
ляции, измеренное мегомметром на 1000 В, должно быть не менее
0,5 МОм.
При выходе из строя втягивающей катушки контактора ее заме-
няют новой, желательно заводского изготовления. При больших
партиях поступающих в ремонт контакторов в электроремонтном
цехе организуется производство втягивающих катушек по данным
заводов-изготовителей.
После капитального ремонта контактора проводится заключитель-
ная регулировка на легкость хода и требуемую силу нажатия глав-
ных контактов, описанная в § 46.
§ 68. РЕМОНТ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
Статор наиболее распространенных асинхронных электродвига-
телей представляет собой чугунную станину со стальным впрессо-
ванным сердечником из пакета пластин электротехнической стали.
Сердечник имеет пазы, в которые уложены катушки статорной об-
мотки.
Ротор короткозамкнутого двигателя представляет собой вал
с укрепленным на нем сердечником. Пазы ротора залиты алюминием,
образующим короткозамкнутую обмотку ротора. Роторы коротко-
замкнутых двигателей старой конструкции выполнены в виде «бе-
личьего колеса».
Ротор электродвигателя с контактными кольцами имеет петле-
вую обмотку в виде многовитковых катушек из изолированного обмо-
точного провода прямоугольного сечения. Контактные кольца наса-
жены на чугунную втулку, укрепленную на конце вала ротора, и
соединены медными шинками с обмоткой ротора.
Электродвигатели с контактными кольцами старых конструкций
имели устройство для ручного подъема щеток и одновременного замы-
кания фазной обмотки ротора после достижения двигателем номиналь-
ной частоты вращения. В современных конструкциях электродвига-
248
Рис. 199. Съемники для стаскивания шки-
вов и полумуфт с валов электродвигателей:
а _ ручной винтовой, б — гидравлический;
/ и 8 — захваты. 2 — скоба, 3 — рукоятка,
4 — винт, 5 — площадка, 6 — стойка. 7 —
траверса, 9 — рукоятка насоса, 10 — плун-
жерный насос
телей с фазным ротором токосъемные щетки постоянно прилегают
к контактным кольцам, а закорачивание роюрной обмотки осущест-
вляется в пусковом реостате.
Характерные неисправности электродвигателей переменного тока
были приведены в табл. 23.
Электродвигатели, поступаю-
щие в капитальный ремонт, под-
вергаются разборке с выемкой
ротора, для чего необходимо
снять с ротора укрепленную на
нем соединительную полумуфту
или шкив. Для этой цели при-
меняют специальные приспособ-
ления — съемники, показанные
на рис. 199. Ручной винтовой
съемник для небольших и сред-
них машин (рис. 199, а) состоит
из двух захватов /, винта с чер-
вячной передачей или с простой
резьбой 4 и скобы 2. После раз-
вода захватов и укрепления
съемника на шкиве винт 4 ввер-
тывают до упора в вал и далее,
продолжая медленное вращение
рукоятки <3, стаскивают полу-
муфту или шкив с вала.
Для крупных машин приме-
няют гидравлический съемник
на трехколесной площадке (рис.
199, б). Укрепив захваты 8 за
полумуфту или шкив, движе-
нием рукоятки 9 приводят в
действие плунжерный насос 10
и стаскивают шкив. Предвари-
тельно шкив (или полумуфту)
закрепляют стропом, подвешен-
ным на крюк грузоподъемной
тали. После того как шкив (полу-
муфта) сойдет с вала ротора, его
с помощью тали опускают на
пол. Далее снимают передний и
задний подшипниковые щиты
двигателя, прикрепленные к
станине болтами.
Перед съемом щита с подшипником скольжения предварительно
надо приподнять смазочное кольцо. Подшипники скольжения вы-
прессовывают (отвернув стопорный болт подшипника) с помощью
молотка и деревянной подкладки или специальных приспособлений.
Шариковые и роликовые подшипники стягивают с вала с помощью
249
скобы с винтовой стяжкой. Затем производят выемку ротора из ста-
тора. Эта операция требует осторожности, чтобы не повредить лобо-
вые части обмотки статора. Разборка машин небольшой мощности
(до 25 кВт) облегчается применением консоли, подвешиваемой к
крюку малогабаритного козлового крана (рис. 200). Более мощные
двигатели разбирают с помощью специального монорельсового
устройства.
Рис. 200. Малогабаритный козловой кран для выемки
ротора из статора машины:
/ — лебедка для подъема груза, 2 — штурвал перемещения ка-
ретки, 3 — каретка с тросом и крюком, 4 — рама козлового
крана, 5 — консоль
После разборки машины производят осмотр всех ее частей и обмо-
ток, составляют дефектную ведомость на ремонт, включая при необ-
ходимости перемотку обмотки статора.
Контрольные вопросы
1. Как выполняется восстановление предохранителя ПН с кварцевым заполне-
нием?
2. Какие операции содержат ремонт магнитного пускателя?
3. Что такое «залипание» якоря к сердечнику в магнитной системе контактора
и как его устранить?
4. Как происходит выемка ротора у электродвигателей небольшой мощности?
Глава XIII
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА
§ 69. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Охрана здоровья трудящихся и обеспечение безопасных условий
труда являются одной из главных задач Советского государства. В
результате проводимых в стране мероприятий по охране труда не-
уклонно снижается производственный травматизм и профессиональ-
ная заболеваемость трудящихся.
Для снижения травматизма важную роль играет укрепление тру-
довой и производственной дисциплины, строгое выполнение рабочими
и служащими правил и норм по технике безопасности, точное соблю-
дение технологии производства, правильная эксплуатация машин,
механизмов и инструментов, бережное отношение к спецодежде и
средствам индивидуальной защиты.
Современные предприятия представляют собой сложный комплекс
технических систем, нередко с высоким уровнем автоматизации. Осо-
бенности технологических процессов и условия безопасности работ
разнообразны, в связи с чем на каждом предприятии администрацией
совместно с профсоюзной организацией разрабатываются и утверж-
даются правила внутреннего распорядка и инструкции по обеспече-
нию безопасных условий труда. Отраслевые министерства и ведомства
совместно с центральными комитетами профессиональных союзов
разрабатывают и утверждают типовые инструкции по охране труда
для рабочих основных профессий в данной отрасли.
На работах, связанных с загрязнением одежды, вредными усло-
виями труда, рабочим и служащим выдается бесплатно по установлен-
ным нормам специальные одежда и обувь, мыло, различные обез-
вреживающие средства, а также молоко и лечебно-профилактическое
питание.
Рабочие и служащие, занятые на тяжелых работах с вредными
или опасными условиями труда, а также связанные с движением
транспорта и подъемно-транспортных механизмов при поступлении
на работу проходят предварительный медицинский осмотр для опре-
деления пригодности их по состоянию здоровья. По различным от-
раслям промышленности и по определенным профессиям (электро-
монтеры, сварщики и др.) установлены сроки периодических медицин-
ских осмотров в целях предупреждения профессиональных заболе-
ваний.
На современных предприятиях не только внутри помещений, где
работают станки, машины, требуется внимание, осторожность ра-
251
ботающих и строгое соблюдение ими инструкций по безопасности и
охране труда, но и в равной мере это относится к территории пред-
приятия, обычно насыщенной различными коммуникациями (сжатого
воздуха, газов, пара, воды) с внутризаводским транспортом как рель-
совым, так и автомобильным.
Для обеспечения безопасных условий на предприятиях утверж-
дена типовая сводная номенклатура мероприятий по охране труда.
В соответствии с типовой номенклатурой, обязательной для всех
отраслей промышленности, предприятия обязаны проводить меро-
приятия по предупреждению несчастных случаев, заболеваний на
производстве (устройства по защите от вредного действия газов, пыли,
различных излучений, вредного шума и вибраций), общему улучше-
нию условий труда (рациональное освещение, устройство надлежащих
гардеробов, умывальников, душевых, туалетов, комнат для кормле-
ния грудных детей, приема пищи, курения, хранения спецодежды,
для отдыха рабочих и т. д.).
Проведение администрацией установленных мероприятий по ох-
ране труда контролируется инспекцией по охране труда городских,
областных и центральных комитетов профсоюзов, а также обществен-
ными инспекторами фабрично-заводских и местных комитетов проф-
союза.
После медицинского осмотра поступающие на работу получают до
начала работы на предприятии вводный инструктаж. Вводный инст-
руктаж проводится в рабочее время, индивидуально или с группой
в виде собеседования. В вводном инструктаже освещаются основные
вопросы техники безопасности: правила внутреннего распорядка, по-
ведения на участках с повышенной опасностью, при погрузочно-
разгрузочных работах; правила работы на высоте более 5 м и с элект-
роинструментами и механизмами; нормы выдачи и сроков замены
спецодежды, рекомендации по пользованию индивидуальными защит-
ными средствами (рукавицы, очки, боты, перчатки); краткая харак-
теристика причин производственного травматизма и меры предохра-
нения от профессиональных заболеваний; оказание первой доврачеб-
ной помощи при ожогах, переломах, поражении электрическим
током; ответственность за нарушение правил техники безопасности.
Проведение вводного инструктажа отмечается в специальном жур-
нале.
Правилам техники безопасности обучают всех рабочих, не окон-
чивших профессионально-технических училищ и других специаль-
ных учебных заведений. Обучение начинают с момента поступления
на работу. Единая программа обучения рассчитана на 12—18 ч.
После окончания обучения проводится проверка знаний комиссией.
Результаты проверки знаний заносят в протоколы, на основании
которых каждому рабочему выдается удостоверение по технике без-
опасности.
Некоторые виды работ требуют специального обучения и проверки
знаний. К последним относят: работу с пиротехническим инструмен-
том (строительно-монтажные пистолеты и прессы взрывного действия);
монтаж соединительных и концевых муфт напряжением выше 1000 В,
252
электро- и газосварку, монтаж аккумуляторов, ртутно-выпрями-
тельных агрегатов, крупных электрических машин и трансформато-
ров; работу с электрифицированным инструментом.
Правила безопасности для различных видов работ. К верхо-
лазным относят работы, выполняемые на высоте более 5 м от по-
верхности грунта, перекрытия или настила, над которыми производят
работы, или работы непосредственно с элементов конструкций и обо-
рудования. При этом основным средством, предохраняющим от па-
дения с высоты, является предохранительный пояс.
К верхолазным работам допускают рабочих не моложе 18 и не
старше 60 лет после специального медицинского осмотра и получения
отметки о пригодности к этим работам. Верхолазные работы можно
производить только при наличии проверенных (с паспортом и биркой)
предохранительных поясов. До начала работы мастер обязан ознако-
мить рабочих с характером и правилами безопасного производства
работ и заранее указать места закрепления цепи предохранительного
пояса. Предохранительные пояса после изготовления испытывают
в собранном виде на статическх ю нагрузку 300 кге в течение 5 мни. При
повторных испытаниях, проводимых через каждые 6 мес, статическая
нагрузка составляет 225 кгс.
Монтажные когти и их ремни испытывают путем подвески к сере-
дине ремня на 5 мин груза в 180 кг после изготовления и 130 кг при
повторных проверках через каждые 6 мес.
При работе с настилов лесов и подмостей мастер обязан проверить
соответствие их требованиям правил, а также следить за тем, чтобы на-
грузки на настилы не превышали допустимых величин, гарантиро-
ванных строительной организацией. Конструкции монтажных лест-
ниц и порядок пользования ими имеют существенное значение для
безопасной работы на высоте более 1,5 м от уровня поля'или настила.
Рекомендуется пользоваться инвентарными алюминиевыми лестни-
цами с площадками и стремянками.
При работе с электрифицированным ин-
струментом правилами безопасности допускается применение
переносного электроинструмента напряжением: не выше 220 В для
помещения без повышенной опасности и 36 В для помещений с повы-
шенной опасностью и вне помещений.
Если невозможно обеспечить работающих электроинструментом
на напряжение 36 В, то допускается электроинструмент на 220 В, во
работать с ним необходимо в диэлектрических перчатках и при надежном
заземлении его корпуса. Правила разрешают пользоваться электроин-
струментом на напряжение до 220 В без заземления при условии, если
последний укомплектован устройством защитного отключения от сети
в случае замыкания на корпус или обрыва заземляющего провода.
В последние годы промышленность выпускает электроинструмент
с двойной изоляцией, что позволяет отказаться от заземления и уст-
ройств защитного отключения.
Этот электроинструмент имеет помимо изоляции обмоток корпус
из изоляционного материала или дополнительную изоляцию между
корпусом и электродвигателем.
253
Перед выдачей на руки электроинструмент должен быть проверен
в присутствии рабочего, которому он выдается. Проверку производят
мегомметром или на специальном стенде.
Работа со строительно-монтажным писто-
летом требует умелого обращения с ним и строгого соблюдения
правил инструкции.
К работе со строительно-монтажным пистолетом допускаются
электромонтеры — мужчины не моложе 21 года, имеющие образование
не ниже 7 классов и квалификацию не ниже IV разряда тарифной
сетки, проработавшие на монтажных работах не менее трех лет. Вы-
деленные для работы с пистолетом рабочие после медицинского осмот-
ра и обучения проходят проверку знаний с выдачей удостоверения.
Последнее действительно только на время работы в той организации,
которой оно выдано, при условии ежегодных повторных проверок, о
чем делаются отметки в удостоверении.
При работе с пистолетом необходимо следить за тем, чтобы за ос-
нованием, в которое производят встреливание (стена, потолок), не
было людей. При попадании ветреливаемого дюбеля на стальную
арматуру железобетона возможны случаи рикошета. Поэтому при
встреливании в железобетон необходимо пользоваться арматуроис-
кателем. Этот прибор предварительно прикладывают к месту предпо-
лагаемой забивки дюбеля и убеждаются в отсутствии в этом месте
стальной арматуры.
Для предохранения от поражения осколками строительного осно-
вания и рикошета дюбелей необходимо при работе с пистолетом при-
менять универсальный наконечник, а также рекомендуемые для каж-
дого случая предохранительные шаблоны и кондукторы.
При встреливании дюбелей в металл принимают дополнительные
меры предосторожности. Предварительно проверяют с помощью
напильника твердость и сталистость металла: если на поверхности
металла не остается пропила, встреливать в него дюбель нельзя. Чрез-
мерная твердость металла может привести к рикошету и несчастному
случаю. Должны быть также правильно подобраны дюбеля, пред-
назначенные специально для забивки в металл.
Правила безопасности при сварочных работах. Основными усло-
виями безопасности при электросварке являются надежное заземле-
ние обратного провода, а также металлических частей электросвароч-
ных аппаратов, нормально не находящихся под напряжением (корпуса
трансформаторов, генераторов и т. п.). Важно также следить за
сохранностью шланговых проводов, которыми подключается элек-
трододержатель.
В качестве обратного провода при сварке допускается использо-
вание стальных шин любого профиля, но достаточного сечения, сва-
рочных стеллажей, плит и самих свариваемых конструкций. Опасно
и недопустимо использовать в качестве обратного провода металло-
конструкции здания, санитарно-технические сети (водопровод, отоп-
ление, газ) и технологическое оборудование. Соединения всех эле-
ментов обратного провода должны быть выполнены на болтах, струб-
цинах и зажимах.
254
Сварочная дуга и брызги расплавленного металла, образующиеся
при сварке, нередко бывают источниками серьезных травм — ослеп-
ления и ожогов. Термитную сварку выполняют только в защитных
очках и так, чтобы лицо работающего было удалено не менее чем на
0,5 м от места сварки. Опасно поправлять рукой горящий или осты-
вающий термитный патрон. Необходимо особо осторожно обращать-
ся с термитными спичками для зажигания термитных патронов, ко-
торые горят даже при сильном ветре. Их следует оберегать от механи-
ческих ударов и соприкосновения с нагретыми предметами (например,
с отопительными приборами и др.). Несгоревшие термитные спички
разрешается бросать только на заранее выбранную на земле площадку.
§ 70. ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ
Воздействие электрического тока на организм человека зависит
от многих факторов: напряжения и силы тока, частоты и продолжи-
тельности воздействия тока, состояния кожи (сухая, влажная), не-
которых болезней сердца, характера прикосновения (кратковремен-
ное— точечное или плотное), от пола, на котором стоит человек
(металлический, бетонный, деревянный). Состояние опьянения сильно
понижает сопротивление организма электрическому току.
Поражения электрическим током могут произойти как при высо-
ком, так и при низком напряжениях. Статистика показывает, что
больше всего несчастных случаев происходит при напряжениях 380
и 220 В, т. е. в таких установках, где чаще всего работают люди, не
всегда имеющие достаточную специальную подготовку.
Постоянный ток оказывает менее сильное воздействие, чем перемен-
ный ток той же силы. Принято считать, на основании эксперименталь-
ных данных, безопасной для человека силу тока: переменного до
10 мА, постоянного до 50 мА. При воздействии более высоких токов
происходят непроизвольные судорожные сокращения мышц; чело-
век не может самостоятельно оторвать руку от токоведущей части и,
если ему не будет оказана помощь, происходит паралич дыхания и
сердца.
Опасно не только непосредственное прикосновение к токоведущим
частям. Часто причиной поражения электрическим током является
повреждение изоляции токоприемников. В этом случае металлический
корпус токоприемника находится в контакте с оголенными токоведу-
щими частями и, следовательно, прикосновение к металлическому
корпусу может стать таким опасным, как и прикосновение к оголен-
ным токоведущим частям.
К персоналу, обслуживающему электроустановки, предъявляют
специальные требования. При приеме на работу по эксплуатации
электроустановок поступающий обязательно проходит медицинский
осмотр, при котором проверяют его здоровье, отсутствие болезней,
увечий и дефектов, при наличии которых работа по эксплуатации
электроустановок противопоказана.
В процессе работы проводят повторные медицинские осмотры не
реже 1 раза в 2 года. Для некоторых установок, связанных с повы-
255
шенной вредностью (например, эксплуатация ртутных выпрямителей,
работы верхолазов на высоте, высокочастотные установки), повтор-
ные медицинские осмотры осуществляют 1 раз в 6—12 мес.
После медицинского осмотра поступающий на работу проходит
вводный (общий) инструктаж по технике безопасности и проверку
в квалификационной комиссии, присваивающей квалификационную
группу соответственно его знаниям правил техники безопасности и
опыту работы и выдающей удостоверение на право работы в данной
электроустановке.
Установлено пять квалификационных групп.
I группа. В эту группу входят лица, связанные с обслуживанием электроуста-
новок, ио не прошедшие проверку знаний правил техники безопасности. Они не имеют
электротехнических знаний и отчетливых представлений об опасности поражения
электрическим током и мерах предосторожности. Работников этой группы инструкти-
руют при допуске к работам. Работают они под непрерывным наблюдением лиц,
имеющих квалификационную группу II и выше.
II группа. К ней относят электромонтеров, электрослесарей, крановщиков,
электросварщиков, практикантов институтов, техникумов и технических училищ
и практиков-электриков. Чтобы получить квалификацию II группы, необходимо иметь
стаж работы на данной установке не менее 1 мес (практикантам стаж не требуется),
определенный минимум электротехнических знаний, отчетливое представление об
опасности поражения электрическим током и основных мерах предосторожности
при эксплуатации электроустановок.
III группа. К ней относят электромонтеров и электрослесарей, дежурный и
оперативный персонал, наладчиков, связистов и практикантов институтов и техни-
кумов, начинающих инженеров и техников. Для получения квалификации III группы
работник должен иметь не менее 6 мес общего стажа работы (окончившие технические
и ремесленные училища — не менее 3 мес, практиканты институтов и техникумов,
начинающие инженеры и техники — не менее 1 мес стажа по II группе).
Кроме электротехнических знаний и отчетливого представления об опасности
поражения электрическим током, мерах предосторожности и оказании первой помощи
работники III группы должны знать те разделы Правил технической эксплуатации
и безопасности обслуживания (ПТЭБО), которые относятся к их обязанностям, и
уметь вести надзор за работами в электроустановках.
IV группа. Для получения IV группы работник должен иметь стаж работы не
менее 1 года (окончившие технические и ремесленные училища — не менее 6 мес,
начинающие инженеры и техники — не менее 2 мес).
Кроме знаний, необходимых для III группы, для получения IV группы надо.знать
Правила технической эксплуатации и безопасности обслуживания, уметь свободно
разбираться во всех элементах данной электроустановки, а также организовывать
безопасное ведение работ в электроустановках.
V группа. Ее присваивают мастерам, техникам и инженерам с законченным
средним или высшим образованием и со стажем работы не менее 6 мес, а также монте-
рам, мастерам и практикам, занимающим инженерно-технические должности при
наличии стажа не менее 5 лет. Для окончивших технические и ремесленные училища
достаточен стаж 3 года.
Для получения квалификации V группы работник должен не только иметь знания
необходимые для IV группы, и твердо знать Правила технической эксплуатации и
безопасности, но и иметь ясное представление о том, чем вызваны требования каждого
пункта правил, уметь организовать безопасное производство комплекса работ и вести
надзор за ними при любом напряжении.
Заземление и защитные меры безопасности. Чтобы защитить людей
от поражения электрическим током при случайном прикосновении
их к токоведущим частям токоприемников и при повреждении изоля-
ции, корпуса электрооборудования заземляют,
206
Для заземления в первую очередь используют естественные за-
землители — металлоконструкции сооружений, арматуру железо-
бетонных конструкций, трубопроводы и другое оборудование, имею-
щее надежное соединение с землей.
В Правилах устройства электроустановок (гл. 1—7) перечислены
условия, при которых можно использовать естественные заземлители.
Рекомендуется применять одно общее заземляющее устройство для
заземления электроустановок различных назначений и напряжений.
В тех случаях, когда невозможно выполнить заземление или за-
щитное отключение * электроустановки или когда устройство зазем-
ления трудно осуществить по технологическим причинам, разрешается
обслуживание электроустановки с изолирующих площадок, но должна
быть исключена возможность одновременного прикосновения к не-
заземленным частям электрооборудования и к частям зданий или
оборудования, соединенным с землей.
Различают заземляющие устройства:
при больших токах замыкания на землю (электроустановки на-
пряжением выше 1000 В при однофазном токе замыкания на землю
более 500 А);
при малых токах замыкания на землю (напряжением выше 1000 В
при однофазном токе замыкания на землю менее 500 А);
при глухозаземленной нейтрали трансформатора или генератора,
присоединенной к заземляющему устройству непосредственно или
через малое сопротивление (трансформаторы тока и др.);
при изолированной нейтрали, не присоединенной к заземляющему
устройству или присоединенной через аппараты, имеющие большое
сопротивление или устройства, компенсирующие емкостный ток в сети.
При напряжении электроустановки 220 В и выше переменного и
постоянного тока во всех случаях необходимы устройства заземления,
причем следует заземлять:
корпуса электрических машин, аппаратов, светильников и др.;
приводы электрических аппаратов;
вторичные обмотки измерительных трансформаторов тока и на-
пряжения;
каркасы распределительных устройств, щитов, пультов, щитков
и шкафов с электрооборудованием;
опорные кабельные конструкции, корпуса кабельных муфт, ме-
таллические оболочки силовых и контрольных кабелей, проводов,
стальные трубы электропроводки и другие металлоконструкции,
связанные с установкой электрооборудования, в том числе передвиж-
ных и переносных электроприемников.
Не требуется заземлять:
оборудование, установленное на заземленных металлоконструк-
циях, причем на опорных поверхностях оставляют зачищенные и не-
закрашенные места, чтобы обеспечить хороший электрический кон-
такт;
* Защитным отключением называют устройство, автоматически отключающее
все фазы или полюса аварийного участка сети с полным временем отключения с мо-
мента возникновения однофазного замыкания не более 0,2 с.
257
корпуса электроизмерительных приборов и других аппаратов,
установленных на щитах, пультах и на стенах камер распредели-
тельных устройств;
съемные или открывающиеся части на металлических каркасах
щитов, пультов, камерах распределительных устройств и др.
Вместо заземления отдельных электродвигателей и аппаратов
на стенках и другом оборудовании можно ограничиться заземлением
станины станка при условии, если обеспечен надежный контакт
между корпусом электрооборудования и станиной.
Рис. 201. Заземление электроприемников:
а — в сети с изолированной нейтралью, б — в сети с заземпеннол нейт-
ралью; / — сопротивление изоляции провода сети по отношению к земле,
2 — электроприемник, 3 — место пробоя фазного провода на корпус, 4 —
человек, 5 — нулевой провод
В сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В
(рис. 201, а) при прикосновении к заземленному корпусу, оказав-
шемуся вследствие пробоя изоляции под напряжением, человек ока-
зывается присоединенным параллельно к цепи замыкания корпуса
на землю. Если заземление корпуса выполнено доброкачественно,
т. е. имеет малое сопротивление, через это заземление пойдет основ-
ная часть тока, а через тело человека пойдет незначительный ток, не
представляющий опасности для жизни.
Таким образом, надежное защитное заземление должно иметь опре-
деленное сопротивление: не более 4 Ом по ПУЭ для установок напря-
жением до 1000 В. Если сеть питается от небольших генераторов
и трансформаторов мощностью до 100 кВ • А, сопротивление зазем-
ляющего устройства допускается до 10 Ом.
В сетях с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В
(рис. 201, б) в случае пробоя изоляции на корпусе и прикосновения
к нему человека опасность поражения электрическим током может
быть предотвращена, если корпус электроприемника 2 металлически
присоединить к четвертому (нулевому) проводу 5 и таким образом
связать его электрически с заземленной нейтралью трансформатора.
При этом замыкание рабочей фазы на корпус превращается в корот-
кое замыкание и аварийное место отключается предохранителем или
258
автоматом, что обеспечивает безопасность человека, прикасающегося
к корпусу этого токоприемника.
Выводы фаз и нейтрали трансформаторов и генераторов на рас-
пределительный щит выполняют обычно шинами, причем проводи-
мость нулевой шины берут не менее 50% проводимости фазной шины.
Если эти выводы кабельные, кабели должны быть обязательно че-
тырехжильными. Кабели с алюминиевой оболочкой могут быть трех-
жильными (алюминиевую оболочку в этом случае используют в ка-
честве четвертой, нулевой жилы).
Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоеди-
нены нейтрали мощных трансформаторов и генераторов, должно быть не
более 4 Ом, а при мощности трансформатора и генератора до 100 кВ «А—
не более 10 Ом.
В электроустановках напряжением до 1000 В с глухозаземленной
нейтралью нельзя заземлять корпуса электрооборудования, если у них
нет надежной металлической связи с нейтралью трансформатора через
присоединение нулевого провода (или шины). В этих же сетях нельзя
использовать свинцовые оболочки кабелей в качестве заземляющих
проводников.
Как уже отмечалось, в первую очередь используют естественные
заземлители: различные трубопроводы, проложенные в земле (кроме
содержащих горючие или взрывчатые жидкости и газы, а также по-
крытые изоляцией для защиты от коррозии), обсадные трубы артези-
анских скважин, металлоконструкции и арматуру железобетонных
сооружений. Правила требуют, чтобы все естественные заземлители
были связаны с заземляющими магистралями не менее чем двумя про-
водниками, присоединенными к заземлителю в разных местах. Размеры
стальных заземлителей и заземляющих проводников по ПУЭ должны
быть не меньше:
для прямоугольного профиля сечением 24 мм2 при толщине 3 мм
в здании и 48 мм2 при минимальной толщине 4 мм в земле и наружных
установках;
для угловой стали толщиной полок 2 мм в здании, 2,5 мм в наруж-
ных установках и 4 мм в земле;
для стальных газопроводных труб толщиной стенок 1,5 мм в зда-
нии, 2,5 мм в наружных установках и 3,5 мм в земле.
Стальные тонкостенные трубы можно использовать в качестве за-
земляющих проводников только внутри здания при толщине стенки
не менее 1,5 мм.
Эксплуатация заземлений. Защитное заземление — ответственная
часть электроустановки, от которой зависит безопасность людей. За
состоянием сети заземления при эксплуатации организуется регуляр-
ный надзор. Наружную часть заземляющей проводки осматривают
одновременно с текущими и капитальными ремонтами.
На промышленных предприятиях не реже 1 раза в год измеряют
сопротивление заземляющих устройств, для чего применяют специ-
альные приборы — измерители заземления. Ежемесячно проверяют
состояние пробивных предохранителей. Эти предохранители устанав-
ливают на стороне низшего напряжения трансформаторов с изолиро-
259
ванной нейтралью при вторичном напряжении до 6G0 В. При повреж-
дении изоляции обмоток трансформатора и переходе высшего напря-
жения на обмотку низшего в пробивном предохранителе происходит
пробой промежутка и соединение сети низшего напряжения с заземле-
нием. В электроустановках напряжением до 1000 В 1 раз в 5 лет
должно производиться измерение полного сопротивления петли
«фаза — нуль» для наиболее удаленных электроприемников (не менее
10 % от общего количества).
Защитные и предупредительные средства. Защитные средства
предохраняют обслуживающий персонал от поражения электрическим
током. Их разделяют на следующие группы: изолирующие защитные
средства; переносные указатели (индикаторы) напряжения; временные
переносные защитные заземления; предупредительные плакаты.
Изолирующие защитные средства делятся на
основные и дополнительные. Основные служат для того, чтобы можно
было работать, касаясь ими токоведущих частей, находящихся под
напряжением, дополнительные сами по себе не могут обеспечить без-
опасность, их можно применять лишь с основными изолирующими
средствами.
К основным защитным средствам относят изолирующие штанги,
которыми выполняют отключения и включения аппаратов, клещи для
установки и снятия трубчатых предохранителей и клещи для измере-
ния тока (токоизмерительные). Резиновые перчатки, галоши, боты,
резиновые коврики, дорожки и изолирующие подставки относят к до-
полнительным средствам. Изолированные рукоятки монтерского ин-
струмента, а также диэлектрические перчатки в установках до 1000 В
являются основными защитными средствами.
Для выполнения операций с изолирующей штангой рабочий наде-
вает диэлектрические перчатки. В наружных установках он, кроме
того, должен стоять на основании из изоляционного материала.
Изолирующие клещи для установки и снятия предохранителей
высокого напряжения применяют только в том случае, когда рабо-
тающий надел диэлектрические перчатки. Клещи для измерения тока
в цепях высокого напряжения без отключения цепей используют при
напряжении до 10 кВ только при надетых диэлектрических перчатках.
Изолирующие штанги и токоизмерительные клещи запрещено при-
менять в открытых установках во время сырой погоды, дождя и снега.
Штанги, постоянно находящиеся на месте, подвергают периодическим
испытаниям 1 раз в 2 года для установок напряжением выше 1000 В.
Измерительные штанги и клещи испытывают I раз в год.
Применяют диэлектрические резиновые перчатки двух видов: для
установок напряжением до 1000 В и выше 1000 В. По внешнему виду
эти перчатки не отличаются друг от друга, но их защитные свойства
различны. Перчатки имеют клеймо с указанием напряжения, для ко-
торого они предназначены. Для установок до 1000 В их испытывают
напряжением 3,5 кВ, а для установок свыше 1000 В — напряжением
9 кВ.
Перчатки регулярно (I раз в 6 мес) подвергают специальным элек-
трическим испытаниям. Кроме того, перед употреблением необходимо
260
внимательно осмотреть, нет ли на них трещин, порезов и проколов.
Для этого закручивают каждую перчатку к пальцам. Если имеются
дефекты, через поврежденные места выходит воздух. Перчатки 1 раз
в 3 мес дезинфицируют и посыпают тальком. Надевая перчатки, их
натягивают на рукава верхней одежды.
Диэлектрические галоши и боты изготовляют из специальных
сортов резины светло-серого или бежевого цвета и не лакируют. Га-
лоши и боты хранят в темном сухом помещении при температуре от
5 до 20° С (на расстоянии не менее 1 м от печей и отопительных при-
боров) и подвергают электрическим испытаниям 1 раз в 6 мес.
Диэлектрические резиновые коврики и дорожки изготовляют для
установок напряжением выше 1000 В. Они должны иметь соответст-
вующее клеймо, только при наличии которого их можно применять в
качестве защитных средств. Электрические испытания ковриков и
дорожек выполняют 1 раз в 2 года. Помимо испытаний, их 1 раз в 3 мес
подвергают внешнему осмотру и при обнаружении трещин, пузырей
и заусенцев в эксплуатацию не допускают.
Изолирующие подставки состоят из деревянного настила, уста-
новленного на фарфоровых опорных изоляторах. Высота подставки
от пола до нижней поверхности настила должна быть не менее 100 мм.
Настил делают из планок хорошо высушенного дерева и окрашивают
масляной краской или двойным слоем лака. Зазор между планками
должен быть не более 25 мм.
Переносные указатели (индикаторы) нап-
ряжения имеют обычно неоновую лампу и изолирующую штангу.
Прикоснувшись указателем к токоведущим частям, можно опреде-
лить, находятся ли они под напряжением. Индикаторы изготовляют
высокого (для установок напряжением выше 1000 В) и низкого (для
установок напряжением от НО до 500 В) напряжения. При пользова-
нии индикатором высокого напряжения обязательно применяют ди-
электрические перчатки, а в наружных установках — дополнительно
изолирующее основание.
Временные переносные защитные заземле-
ния требуется при ремонтных работах подсоединять к земле, а за-
тем к токоведущим шинам. В местах присоединения переносных за-
землений токоведущие шины необходимо зачищать от краски и смазы-
вать вазелином. Проводники переносных заземлений должны быть
медные сечением не менее 25 мм2.
Много несчастных случаев происходит при неправильном поль-
зовании переносным электроинструментом и переносными лампами,
поэтому их периодически осматривают и проверяют. В производствен-
ных помещениях надо применять переносные инструменты и лампы
на напряжение 36 В, а в особо опасных помещениях — лампы на
12 В. Переносные лампы не должны иметь токоведущих частей, дос-
тупных для прикосновения. Штепсельные розетки и вилки для пере-
носных токоприемников в производственных помещениях имеют спе-
циальные контакты для присоединения заземляющих проводников.
Предупредительные плакаты предупреждают об
опасности приближения к частям, находящимся под напряжением, и
261
запрещают выполнять операции с аппаратами, которыми можно по-
дать напряжение на место работ, а также указывают персоналу места,
подготовленные к работе, напоминают о принятых мерах.
Плакаты разделяют на четыре группы: предостерегающие (рис.
202, а), запрещающие (рис. 202, б), разрешающие (рис. 202, в) и на-
поминающие. Кроме того, плакаты бывают постоянные и переносные.
ВЫСОКОЕ
НАПРЯЖЕНИЕ
ОПАСНО .
для жизни!
СТОН
высокое ।
напряжение!
ТЩД НАПРЯЖЕНИЕМ
ОПАСНО,
для жизни!
' стой
Г ОПАСНО,
для жизни!
а)
НЕВКЛЮНДТЬ
РАБОТАЮТ ЛЮДИ
НЕ ИШЬ
РАБОТА НА ЛИНИИ
S) в)
Рис. 202. Предупредительные плакаты:
а — предостерегающие, б — запрещающие, в — разрешающие
Кроме перечисленных применяют защитные средства от действий
дуги, продуктов горения и механических повреждений (защитные
очки, брезентовые рукавицы, противогазы).
§ 71. ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ
В ДЕЙСТВУЮЩИХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ
Электроустановки напряжением до 1000 В. Работы в этих уста-
новках разделяют на четыре категории:
при полном снятии напряжения работы выполняют на полностью
отключенном оборудовании, при этом неотключенное оборудование
262
имеет прочные глухие ограждения, вследствие чего невозможно слу-
чайное прикосновение к токоведущим частям, находящимся под на-
пряжением;
при частичном снятии напряжения работы выполняют на отключен-
ных частях оборудования, другие его части находятся под напря-
жением;
без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях, находя-
щихся под напряжением, выполняют работы, не требующие полного
или частичного отключения оборудования, в условиях, при которых
случайное прикосновение к токоведущим частям под напряжением
невозможно. К этой категории относят также работы, выполняемые
непосредственно на токоведущих частях, находящихся под напряже-
нием, с помощью изолирующих средств;
без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся
под напряжением, при которых исключено случайное приближение
работающих к токоведущим частям.
Перед началом работ с частичным или полным снятием напряжения
должны быть проведены необходимые организационно-технические
мероприятия:
отключение и принятие мер к тому, чтобы не допустить подачу
напряжения к месту работы из-за ошибочного самопроизвольного
включения коммутационной аппаратуры;
установка ограждений и вывешивание предупредительных пла-
катов: «Не включать — работают люди», «Не включать — работа на
линии» и др.;
присоединение к «земле» переносных заземлений, проверка отсутст-
вия напряжения на токоведущих частях, на которые должны быть на-
ложены заземления, и наложение заземления.
Если электроустановка оперативно обслуживается двумя лицами,
перечисленные выше мероприятия выполняют вдвоем. В установках
напряжением до 1000 В эти мероприятия могут выполняться одним
лицом.
В установках напряжением выше 1000 В указанные мероприятия
могут также осуществляться одним лицом за исключением наложения
переносных заземлений.
Требования к производству отключений ПТЭ разделяют по отно-
шению к установкам напряжением до 1000 В и выше 1000 В.
На установках напряжением до 1000 В отключения производят
в следующем порядке:
отключают силовые, измерительные и другие трансформаторы,
так как при случайном соприкосновении обмоток низшего напряже-
ния с различными электропроводками обратной трансформацией
может появиться напряжение на месте производства работ;
отключают токоведущие части, доступные прикосновению при
выполнении работы. Эти части можно не отключать при наличии
ограждений с изолирующими накладками (например, прокладка из
листового текстолита или гетинакса между контактами).
Все отключения должны быть выполнены таким образом, чтобы
часть электроустановок, выделенная для производства работ, была со
263
всех сторон отделена от находящихся под напряжением токоведущих
частей с помощью коммутационных аппаратов или снятия предо-
хранителей. После отключения перед началом работ следует проверить
отсутствие напряжения.
В ряде случаев в установках до 1000 В работы выполняют без
наложения переносных заземлений. При этом принимают дополни-
тельные меры, исключающие ошибочную подачу напряжения к месту
работы (запирание замков на приводах отключенных аппаратов, сня-
тие предохранителей, последовательно выключенных с аппаратами,
накладка изолирующих пластин в рубильниках, контакторах и т. д.).
Все необходимые меры должны быть указаны в местной инструкции.
Если эти меры осуществить невозможно, должны быть отсоединены
концы питающей линии на щите, сборке или непосредственно на месте
работы.
Отсутствие напряжения до 1000 В проверяют указателем напря-
жения или переносным вольтметром. Допускается при проверке конт-
рольная лампа при междуфазном напряжении сети не выше 220 В.
К организационным мероприятиям, обеспечивающим безопасность
работ в электроустановках, относят:
оформление производства работ нарядом или распоряжением;
допуск к работе;
надзор во время работы и оформление перерыва и окончания
работы.
Все работы в электроустановках выполняют по письменному рас-
поряжению (наряду). По устному распоряжению могут выполняться
работы без снятия напряжения, но вдали от токоведущих частей,
находящихся под напряжением, а также кратковременные и неболь-
шие по объему с полным или частичным снятием напряжения, если эти
работы выполняются оперативным персоналом или под его наблю-
дением.
Устное распоряжение записывается в журнал дежурства с ука-
занием, кем выдано распоряжение, когда и других данных согласно
местной инструкции.
Право на выдачу нарядов и распоряжений имеют лица электро-
технического персонала, уполномоченные приказом главного энер-
гетика (или заведующего электрохозяйством). В установках до 1000 В
эти лица должны иметь квалификационную группу не ниже IV, а
в установках выше 1000 В — не ниже V группы. Допускающие к ра-
боте должны иметь квалификационную группу не ниже III в установ-
ках напряжением до 1000 В и не ниже IV — в установках выше 1000 В.
Электроустановки напряжением выше 1000 В. Работы в этих установках могут
производиться двумя или более лицами при наличии наряда или распоряжения упол-
номоченного на это лица, имеющего квалификацию не ниже V группы. Предварительно
должны быть проведены организационные и технические мероприятия, обеспечиваю-
щие безопасность производства работ. По характеру мер безопасности работы в элек-
троустановках напряжением выше 1000 В также разбивают на четыре категории.
Накладывать и снимать переносные заземления в установках напряжением выше
1000 В имеют право лица с квалификацией не ниже III группы. Производителем
работ, наблюдающим или допускающим к работе, может быть лицо, имеющее квали-
фикацию не ниже IV группы,
264
Работы в установках выше 1000 В выполняют по нарядам, выдаваемым произво-
дителю работ или наблюдающему на срок нс более 6 дней. Ежедневный допуск к ра-
боте оформляется записью в наряде. После окончания работы оперативный персонал
осматривает установку, а затем закрывает наряд, подписывая его. Закрытый наряд
должен храниться 1 мес.
Очистка электрооборудования от пыли. Электрооборудование раз-
решается очищать от пыли под напряжением как в закрытых, так и
в ^открытых распределительных устройствах любого напряжения. В за-
крытых распределительных устройствах эту работу выполняют, если
имеются проходы достаточной ширины, соответствующие ПУЭ и поз-
воляющие свободно оперировать штангой. На камерах и ячейках
должны быть постоянные сетчатые или сплошные ограждения. В от-
крытых установках чистку выполняют при достаточных проходах
и лишь в сухую безветренную погоду.
Как правило, электрооборудование чистят с помощью полой изо-
лирующей штанги, на один конец которой насажена щетка, а другой
конец резиновым шлангом соединен с пылесосом. Работу ведут по
наряду два лица, из которых одно имеет квалификацию не ниже IV
группы, а другое — не ниже III группы в диэлектрических перчатках
с пола или с устойчивых подмостей.
§ 72. МЕРЫ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
Пожары наносят огромный ущерб народному хозяйству. Одним
из первых декретов Советского государства в 1918 г. был декрет,
подписанный В. И. Лениным «Об организации государственных мер
борьбы с огнем», который положил начало всесторонней и научно
обоснованной пожарной охраны предприятий, жилого фонда и лесных
массивов.
При выборе конструкций оборудования и устройстве электриче-
ских сетей в производственных помещениях учитывается степень их
пожаро- и взрывоопасности в условиях определенного технологичес-
кого процесса. Правила устройства электроустановок дают класси-
фикацию помещения по степени пожаро- и взрывоопасности и уста-
навливают соответственно каждому классу требования в отношении
выбора оборудования, светильников и устройства электрических
сетей (см. § 4).
Во всех производственных помещениях и пожароопасных уста-
новках па открытом воздухе должны быть предусмотрены средства
тушения пожара — кран системы противопожарного водопровода, хи-
мические огнетушители, ящики с песком, багры, топоры и др. Вода —
наиболее распространенное средство пожаротушения, однако ее не
всегда можно применять.
Нельзя тушить водой пожар на электроустановках, находящихся
под напряжением без специальных мер защиты от поражения током
людей через струю воды.
Не допускается использовать воду для тушения легковоспламе-
няющихся жидкостей — бензина, керосина, бензола, минеральных
масел, поскольку вода, обладающая большой плотностью, скапли-
265
вается в нижних слоях этих жидкостей и увеличивает поверхность
горения. Нельзя также тушить водой карбид кальция или селитру,
которые при соединении с водой образуют горючие вещества.
Министерством энергетики и электрификации СССР совместно с
Главным управлением пожарной охраны МВД СССР издана инструк-
ция по тушению пожаров в электроустановках, с которой должен
быть ознакомлен оперативный электротехнический персонал пред-
приятия.
Контрольные вопросы
1. Каковы основные правила при работах на высоте более 5 м?
2. Для чего в сетях с глухозаземленной нейтралью корпуса двигателей и светиль-
ников соединяют с нулевым проводом?
3. Каково различие между основными и дополнительными защитными средствами?
4. Как проверяют резиновые перчатки перед их употреблением?
5. Каков порядок подключения временных переносных заземлений?
6. Кто имеет право выдачи разрешения на работу в действующих установках
напряжением до 1000 В?
ЛИТЕРАТУРА
Атабеков В. Б. Ремонтэлектрооборудования промышленных предприятий.—
М.: Высшая школа, 1974.
Атабеков В. Б., Живов М. С. Монтаж осветительных электроустано-
вок. — М.: Высшая школа, 1974.
Китаев В.Е., Шляпинтох Л. С. Электротехника с основами промыш-
ленной электроники. —М.: Высшая школа, 1973.
К л ю е в С. А. Осветительные сети производственных помещений.—М.: Энергия,
Мукосеев Ю. Л. Электроснабжение промышленных предприятий. — М.:
Энергия, 1974.
Правила устройства электроустановок. —М.: Атомиздат, 1976.
Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила
техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. — М.: Энер-
гия, 1969.
Строительные нормы и правила (СНиП III-33—76). — М.: Стройиздат, 1977.
Техническая документация на муфты для кабелей с бумажной и пластмассовой
изоляцией до 35 кВ. — М.: Энергия, 1969.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Допустимые токовые нагрузки» А, на провода и кабели
с резиновой изоляцией в свинцовой, металлической и пластмассовой оболочках
при температуре окружающей среды 25 С
Сечение провода, мм2 Неизолированные про- вода с прокладкой Провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с прокладкой Провода и кабели с рези- новой изоляцией в свин- цовой, металлической и пластмассовой оболочках с прокладкой в воздухе
вне помеще- н и й внутри помещен ни открытой четыре про- вода в одной трубе
двухжильные трехжильные
медь алю- миний медь алю- миний медь алю- миний медь алю- миний медь алю- миний медь алю- миний
0,50 11
0,75 — — — — 15 — — — — — — —
1,0 — — — — 17 — 14 — — — — —
1,5 — — — — 23 — 16 — 19 — 19 —
2,5 — — — — 30 24 25 19 27 21 25 19
4 50 — 25 — 41 32 30 23 38 29 35 27
6 70 — 35 — 50 39 40 30 50 38 42 32
10 95 80 60 50 80 55 50 39 70 55 55 42
16 130 105 100 75 100 80 75 55 90 70 75 60
25 180 135 135 105 140 105 90 70 115 90 95 75
35 220 170 170 135 170 130 115 85 140 105 120 90
50 270 215 215 165 215 165 150 120 175 135 145 ПО
70 340 265 270 210 270 210 185 140 215 165 180 140
95 415 320 335 255 330 255 225 175 260 200 220 170
120 485 375 395 300 385 295 260 200 300 230 260 200
150 570 440 465 360 440 340 — — 350 270 305 235
185 640 500 530 415 510 390 — — 405 310 350 270
240 760 600 685 495 605 465 — — — — — —
300 880 685 740 575 695 535 — — — — — —
400 1500 825 895 700 630 645 — — — — — —
Приложение 2. Допустимые токовые нагрузки, А, на кабели
с бумажной изоляцией, пропитанной маслоканифольной и нестекающей
массами в свинцовой и алюминиевой оболочках при температуре
воздуха 25 СС и в земле 15 °C
2 2 Трехжильиые кабели напряжением, кВ Четып ехжильные
ДО • 3 6 10 кабели ДО 1 кВ
X в воздухе в земле в воздухе в земле в воздухе в земле в воздухе в земле
* <У X к <х> л tt i 2>Х Л 2~ л et X 2 2« Л tf X 2 2’= tt X 2 2-а tt X 2 2=- л et X 2 2® ч: X 2 2®
<У о. Ч х Ф ч S Ф ч а Ф Ч 3 о. ч х (D ч К ч а Ч а
О 2 ОТ I от х ОТ I 2 ОТ X 2 ОТ X 2 ОТ X 2 X X 2 ОТ X
2,5 25 22 40 31
4,0 37 29 55 42 — — — — — — — — 35 27 50 38
6,0 45 35 70 55 — — — — — — — — 45 35 60 46
10 60 46 95 75 55 42 80 60 — — — 60 45 85 65
16 80 60 120 90 65 50 105 80 60 46 95 75 80 60 115 90
267
Продолжение приложения 2
Сечение жил. мм2 Трехжильные кабели напряжением, кВ Четырехжильные кабели до 1 кВ
до 3 6 10
в воздухе в земле в воздухе в земле в воздухе в земле в воздухе в земле
медь алюми- нии медь алюми- н и й медь S СО X медь алюми- нии медь алюми- ний медь S 2 = ч = СО X медь X S 2^ ч а со X медь алюми- нии
25 105 80 160 125 90 70 135 105 85 65 120 90 100 75 150 115
За 125 95 190 145 НО 85 160 125 105 80 150 115 120 95 175 135
50 155 120 235 180 145 ПО 200 155 135 105 180 140 145 110 215 165
70 200 155 285 220 175 135 245 190 165 130 215 165 185 140 265 200
95 245 190 340 260 215 165 295 225 200 155 265 205 215 165 310 240
120 285 220 390 300 250 190 340 260 240 185 310 240 260 200 350 270
150 330 255 435 335 290 225 390 300 270 210 355 275 300 230 395 305
185 375 290 490 380 325 250 440 340 305 235 400 310 410 260 450 345
240 430 330 570 440 375 290 510 390 350 270 460 355 — — — —
Приложение 3. Удельные потери напряжения в двухпроводной ллнии
постоянного или переменного тока (при cosq>= 1)
Удельные потери, %/кВт • км, при напряжении
Сечение прово- да, мм2 220 127 110 36 12
медь алюми- ний медь алюми- н и й медь алюми- ний медь алюми- ний медь алюми- н и й
1,о 77,7 233,0 311,0 2,90 26,1
1,5 51,7 — 155,0 — 206,0 — 1,93 — 17,3 —
2,5 31,1 52,8 93,3 158,0 125,0 213,0 1,16 1,97 10,4 17,8
4,0 19,2 33,1 57,9 99,3 76,8 132,0 0,717 1,23 6,44 Н,1
6,0 12,7 22,0 38,1 66,0 50,6 88,0 0,472 0,823 4,24 7,44
10 7,61 13,2 22,8 39,6 30,4 52,8 0,284 0,494 2,56 4,43
16 4,96 8,18 14,9 24,5 19,8 32,7 0,185 0,306 1,66 2,75
25 3,06 5,29 9,18 15,9 19 9 21,2 0,114 0,198 1,03 1,78
35 2,23 3,80 6,69 И,4 8’93 15,2 0,083 0,142 0,749 1,29
50 1,61 2,64 4,83 7,92 6,45 10,6 0,060 0,099 0,541 0,888
70 1,16 1,90 3,48 5,70 4,63 7,60 0,043 0,071 0,389 0,640
95 0,827 1,45 2,48 4,35 3,31 5,62 0,031 0,042 0,277 0,378
120 — 1,15 — 3,45 — 4,46 — — — —
Приложение 4. Удельные потери напряжения в трехфазной
линии 380 В, проложенной изолированными проводами
Удельные потери, %/кВт • км, при коэффициенте мощное г и (cos ф)
Сечение провода, мм2 0,7 0,8 0,9 1,0
медь алюминий медь алюминий медь алюминий медь алюминии
1,о 13,2 — 13,2 13,1 — 13,0
1,5 8,85 — 8,81 — , 8,76 — 8,65 —
2,5 5,39 9,03 5,35 9,0 5,31 8,96 5,21 8,85
4,0 3,39 5,71 3,36 5,67 3,32 5,63 3,22 5,54
268
Продолжение приложения 4
Сечение проводи мм2 Удельные потери, %/кВт • км, при коэффициенте мощности (cos ф)
0,7 0,8 0,9 1,о
медь алюминий медь алюминий медь алюминий медь алюминий
6,0 2,29 3,86 2,25 3,82 2/21 3,78 2,12 3,69
10 1,43 2,37 1,40 2,34 1,37 2,31 1,28 2,22
16 0,993 1,53 0,958 1,50 0,924 1,46 0,831 1,37
25 0,664 1,04 1,631 1,01 0,60 0,974 0,512 0,886
35 0,527 0,790 0,494 0,757 0,462 0,725 0,374 0,637
50 0,415 0,588 0,388 0,558 0,358 0,528 0,270 0,443
70 0,365 0,488 0,328 0,451 0,292 0,415 0,196 0,319
95 0,301 0,398 0,265 0,362 0,231 0,328 0,138 0,235
120 0,276 0,345 0,233 0,301 0,199 0,277 0,109 0,187
150 — 0,298 — 0,265 — 0,233 — 0,145
Приложение 5. Удельные потери напряжения в трехфазной
кабельной линии 380 В
Сечение жил кабеля, мм2 Удельные потери, %/кВ • км, при коэффициенте мощности (cos <р)
0,7 0,8 0,9 1,0
медь | алюминий медь алюминий медь алюминий медь алюминий
4 3,29 5,61 3,27 5,59 3,25 5,57 3,22 5,54
6 2,18 3,75 2/6 3,73 2,15 3,72 2,12 3,69
10 1,33 2,27 1,32 2,26 1,30 2,24 1,26 2,22
16 0,879 1,42 0,866 1,41 0,853 1,39 0,831 1,37
25 0,559 0,933 0,546 0,920 0,534 0,908 0,512 0,886
35 0,419 0,632 0,407 0,670 0,395 0,658 0,374 0,637
50 0,314 0,487 0,302 0,475 0,291 0,464 0,270 0,443
70 0,240 0,363 0,228 0,351 0,216 0,339 0,196 0,319
95 0,181 0,277 0,169 0,266 0,158 0,255 0,138 0,235
120 0,152 0,230 0,140 0,218 0,129 0,207 0,109 0,187
150 0,127 0,187 0,116 0,176 0,105 0,165 0,185 0,145
185 0,113 0,160 0,102 0,149 0,091 0,138 0,071 0,118
240 0,100 0,133 0,085 0,122 0,074 0,111 0,054 0,92
Приложение 6.
Выбор нагревательных элементов тепловых реле
РТ-1 и РТ-2
Номер нагреватель- ного элемента Пределы токов, А, для реле
РТ-1 РТ-2
1 0,64—0,72
2 0,73-0,79 —
3 0,80—0,89 —
4 0,90—0,99 —
5 1,00—1,10
6 1,11—1,20
7 1,21—1,30
8 1,31—1,40
9 1,41 — 1,50 —
Номер нагрева тель- ного элемента Пределы токов, А, для реле
РТ-1 РТ-2
10 1,51-1,70
11 1,71—1,90 —
12 1,91—2,10
13 2,11—2,30 —
14 2,31—2,50 —
15 2,51-2,70 —
16 2,71—2,90 —
17 2,91-3,30
18 3,31—3,60 —
269
Продолжение приложения 6
Номер нагреватель- ного элемента Пределы токов, А, для реле Номер нагреватель- ного элемента Пределы токов, Л, для реле'
РТ-1 РТ-2 РТ-1 РТ-2
19 3,61—3,90 43 31—34
20 3,91—4,20 6—6,5 44 34—37
21 4,21—4,70 6,5—7 45 — 37—41
22 4,71—5,20 7—7,7 46 — 41—45
23 5,21—5,80 7,7—8,5 47 — 45—50
24 5,81—6,30 8,5—9,5 48 50—55
25 6,31—7,20 9.5—10,5 49 — 55—60
26 7,21—8,00 10,5—11,5 50 — 60—65
27 8,01—8,90 11,5—12,5 51 — 65—70
28 8,91—9,70 12,5—13,5 52 — 70—77
29 9,71 — 10,70 13,5—15,0 53 — 77—85
30 10,71 — 11,60 15— 16,5 54 85—95 —-
31 11,61 — 12,80 16,5-18 55 95—105 —
32 12,81 — 13,80 18—20 56 105—115 60—65
33 13,81 — 15,20 20—22,5 57 115—125 65—70
34 15,21—16,80 22,5—25 58 125—135 70-77
35 18,81 — 18,30 25—28 59 135—150 77—85
36 18,31—20,00 28—31 60 — 85—95
37 ' * 31—34 61 — 95—105
38 — 34—37 62 105-115
39 37—41 — 63 =— 115-125
40 41—45 — 64 — 125—135
41 45—50 — 65 и 135—150
42 — —
относятся
нагревательных элементов
Примечание. Величины токов
к пускателям закрытого исполнения.
Приложение 7. Выбор магнитных пускателей В зайиСймостй
от мощности и напряжения электродвигателя
Величина пускателя Напряжение элёктродвигатсля, В
127 220 380 500
при мощности электродвигателя, кВт
0 0,27 0,6 1,1 —i
1 и 2/2 4,0 4,0
2 3,3 5,5 10,0 10,0
3 5,5 10,0 17,0 17,0
4 14,0 30,0 55,0 55,0
5 20,0 40,0 75,0 75,0
Примечание. Для величин пускателей 0,1 и 2 приведены данные по
пускателям серии ПМЕ, для остальных величин —по пускателям серии ПМЕ,
ПА, например, нулевая величина —ПМЕ-0,52; 2-я —ПМЕ-221, 3-я —ПА-311,
ПА-321; 5-я величина —ПА-512, ПА-522.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.............................................................. 3
Глава I. Электроснабжение и электроустановки............................. 4
§ 1. Электростанции и линии электропередачи........................ 4
§ 2. Энергетические и электрические системы........................ 5
§ 3. Преобразовательные установки.................................. 7
§ 4. Правила устройства и эксплуатации электроустановок ........... 8
§ 5. Номинальные напряжения генераторов, трансформаторов, элек-
троприемников и их допустимые отклонения........................... И
Глава II. Устройство воздушных линий электропередачи.................... 12
§ 6. Общие сведения .............................................. 12
§ 7. Воздушные линии до 1000 В.................................... 14
§ 8. Особенности устройства воздушных линий выше 1000 В......... 18
§ 9. Испытания и техническая документация при приеме воздушных
линий в эксплуатацию.............................................. 20
Глава III. Устройство кабельных линий напряжением до 35 кВ.............. 22
§ 10. Общие сведения ............................................. 22
§ 11. Прокладка кабелей в траншеях ............................... 25
§ 12. Прокладка кабелей внутри сооружений......................... 28
§ 13. Соединительные и концевые муфты............................. 30
§ 14, Испытания кабельных линий до 35 кВ после монтажа в процессе
эксплуатации..................................................., 40
Глава IV. Распределительные устройства и трансформаторные подстанции 43
§ 15. Общие сведения ............................................. 43
§ 16. Элементы распределительных устройств напряжением выше
1000 В....................................................... 46
§ 17. Силовые трансформаторы...................................... 54
§ 18. Измерительные трансформаторы ............................... 60
§ 19. Релейная защита............................................. 63
§ 20. Комплектные распределительные устройства и трансформаторные
подстанции........................................................ 69
§ 21. Чертежи трансформаторных подстанций......................... 70
Г л а в а V. Электроосветительные установки............................. 74
§ 22. Общие сведения.............................................. 74
§ 23. Источники света и светильники .............................. 75
§ 24. Установочные изделия для осветительных электропроводок ... 85
§ 25. Чертежи осветительных сетей................................. 88
§ 26. Расчет проводов электроосвещения............................ 92
Г л а в а VI. Устройство силового электрооборудования.................. 95
§ 27. Электродвигатели переменного и постоянного тока............. 95
§ 28. Преобразователи тока........................................ 99
§ 29. Электромашинные и магнитные усилители...................... 105
§ 30. Аппаратура управления и защиты ............................ 106
§ 31. Схемы автоматизированного управления электродвигателями 122
§ 32. Электрооборудование грузоподъемных механизмов . ........... 128
§ 33, Шинопроводы , ........................................... 133
271
§ 34. Чертежи силовых сетей.....................................135
§ 35. Расчет проводов и кабелей силовых сетей до 1000 В..........137
Г л а в а VII. Электротехнологические установки . ,....................140
§ 36. Электрическая сварка.......................................140
§ 37. Электротермические установки...............................143
§ 38. Применение электролиза ....................................145
§ 39. Электроискровая обработка металлов.........................146
Г л а в а VIII. Основы электромонтажного дела..........................149
§ 40. Организация электромонтажного производства в СССР..........149
§ 41. Электромонтажные изделия, механизмы и инструменты..........149
§ 42. Контактные соединения проводов и кабелей ..................154
§ 43. Монтаж внутренних электропроводок..........................166
§ 44. Монтаж устройства заземления...............................180
§ 45. Особенности электромонтажа во взрывоопасных помещениях 184
§ 46. Монтаж электрических машин и пускорегулирующей аппаратуры 191
Глава IX. Общие вопросы обслуживания электроустановок..................198
§ 47. Задачи и структура службы обслуживания.....................198
§ 48. Основные обязанности дежурного персонала...................201
§ 49. Качество электрической энергии.............................203
§ 50. Коэффициент мощности и способы его улучшения...............205
§ 51. Измерения сопротивления изоляции и заземляющих устройств 210
Глава X. Обслуживание электроустановок общего назначения...............214
§ 52. Обслуживание электрических сетей...........................214
§ 53. Обслуживание трансформаторных подстанций...................217
§ 54. Обслуживание электродвигателей и пусковой аппаратуры .... 220
§ 55. Обслуживание электроосветительных установок................231
§ 56. Обслуживание аккумуляторных батареи........................232
Глава XI. Обслуживание электроустановок специального назначения . . . 235
§ 57. Электрооборудование грузоподъемных машин...................235
§ 58. Электрическая сварка.......................................236
§ 59. Электротермические установки...............................238
§ 60. Высокочастотные установки..................................238
§ 61. Электролизные установки....................................239
§ 62. Газоочистительные электроустановки.........................239
§ 63. Преобразовательные установки...............................240
§ 64. Электроустановки в нефтегазодобывающей промышленности . . . 240
§ 65. Электроустановки в торфяной промышленности.................241
Глава XII. Ремонт электрооборудования..................................243
§ 66. Общие сведения ............................................243
§ 67. Ремонт предохранителей и пусковой аппаратуры.............246
§ 68. Ремонт асинхронных электродвигателей.......................248
Г л а в а XIII. Техника безопасности и охрана труда....................251
§ 69. Общие сведения ............................................251
§ 70. Электробезопасность........................................255
§ 71. Производство работ в действующих электроустановках.........262
§ 72. Меры пожарной безопасности.................................265
Литература.............................................................263
Приложения.............................................................267