Эксплуатация электрооборудования. Технология обслуживания и ремонта: Учебно-методическое пособие

Название методички – «Эксплуатация электрооборудования -

технология обслуживания и ремонта».

Предназначена для студентов специальности «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства».

Составители: Бударкевич В.П., Горбунов Д.В.

Содержание:

1. Эксплуатация электрических машин
2. Эксплуатация трансформаторов
3. Эксплуатация воздушных лэп
4. Эксплуатация кабельных лэп
5. Эксплуатация электронагревательных установок
6. Эксплуатация предохранителей
7. Эксплуатация электропроводок
8. Эксплуатация ваттметров и счётчиков
9. Типовые работы при ремонте электрооборудования
10.  Типовые работы при техническом обслуживании электрооборудования
11. Требования безопасности при выполнении отдельных видов работ в электроустановках напряжением до 1000 В
12. Конструктивное исполнение оборудования
13. Понятия и определения
14. Литература

1.СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ.

Осмотры

Трансформаторы осматривают дежурный и оперативно-ремонтный персонал, а периодически — ответственное за его эксплуатацию лицо — мастер или техник.

ПЕРИОДИЧНОСТЬ ОСМОТРОВ

Наружный осмотр трансформатора без снятия напряжения произ­водят не реже 1 раза в месяц. Внеочередные осмотры обязательны при резком изменении температуры и влажности наружного воздуха, при появлении сигнала от газового реле.

СОДЕРЖАНИЕ ОСМОТРОВ

При осмотрах проверяют:

• не появилась ли течь масла через фланцы и спускные краны

• состояние кожуха, изоляторов

• уровень масла в расширителе и втулках

• отсутствие трещин, сколов, следов перекры­тия на изоляторах

• температуру масла

• работу охлаждающих устройств

• состояние ошиновки и кабелей

• целость дверей, окон и затворов транс­форматорного помещения

• состояние всего помещения в целом

• темпе­ратуру воздуха

• спускают влагу, скопившуюся на дне расширителя

• проверяют маслоуказательное стекло при помощи контрольного крана, спускают небольшое количество масла

• осматривают рабочее и защит­ное заземления

• проверяют состояние противопожарных устройств, исправность освещения, сигнализации и пробивных предохранителей

• состояние устройств для непрерывной регенерации масла.

Дежурный персонал, обнаружив неисправность в работе трансфор­матора, обязан поставить в известность своего старшего руководителя, сделать соответствующую запись в журнале и принять меры к устране­нию.

ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ, ТРЕБУЮЩИЕ ВЫВОДА ТРАНСФОРМАТОРА ИЗ

РАБОТЫ:

§  сильный неравномерный шум и потрескивание внутри трансформа­тора

§  ненормальный и постоянно возрастающий нагрев трансформатора при номинальных нагрузке и охлаждении

§  выброс масла из расширителя или разрыв диафрагмы выхлопной трубы

§  течь масла с понижением уровня ниже уровня масломерного стекла

§  резкое изменение цвета масла (на несколько баллов)

§  наличие сколов и трещин на изоляторах, появление скользящих разрядов или следов их перекрытия

§  наличие в масле угля, воды, большого количества механических при­месей кислой реакции масла, пониженного пробивного напряжения и снижение температуры вспышки масла более 5° С против предыдущих испытаний, а также снижение изоляции более 50% первоначального зна­чения по сравнению с заводскими данными.

Способы охлаждения силовых трансформаторов

Различаются масляные и сухие ( воздушные) трансформаторы, трансформаторы с литой и элегазовой изоляцией, трансформаторы, заполненные жидким негорючим диэлектриком

СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ СУХИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ:

С – естественное воздушное при открытом исполнении

СЗ – то же при защищённом исполнении

СГ – то же при герметичном исполнении

СД – воздушное с принудительной циркуляцией воздуха

СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ МАСЛЯНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ:

М – с естественной циркуляцией масла и воздуха

Д – с естественной циркуляцией масла и принудительной циркуляцией воздуха

МЦ – с естественной циркуляцией воздуха и с принудительной циркуляцией масла с ненаправленным потоком масла

ДЦ – с принудительной циркуляцией воздуха и масла ( с ненаправленным потоком)

НДЦ – то же, что ДЦ, но с направленным потоком масла

Ц – с принудительной циркуляцией воды и масла ( с ненаправленным потоком)

НЦ – то же, что Ц, но с направленным потоком масла

СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ С ЖИДКИМ НЕГОРЮЧИМ ДИЭЛЕКТРИКОМ:

Н – естественное охлаждение

НД – то же, что Н, но с принудительной циркуляцией воздуха

ННД – с принудительной циркуляцией воздуха и направленным потоком жидкого диэлектрика.

2.ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ.

Пуск и остановка электродвигателей.

При пуске электродвигателя после ремонта или длительного простоя в обязанности оперативного персонала входит:

§  получение разрешения от лица, обслуживающего приводимый элек­тродвигателем механизм

§  осмотр электродвигателя, при котором необходимо убедиться в от­сутствии в двигателе посторонних предметов, в легкости хода его и при­водимого механизма

§  проверка исправности контактов, аппаратов управления и правиль­ности схемы включения, наличия и исправности защитных устройств

§  предупреждение находящихся в помещении людей возгласом «Вклю­чаю»

§  выполнение всех необходимых операций по вводу электродвигателя в нормальный рабочий режим

При пуске электродвигателя несколько раз за смену необходимо получить разрешение на пуск от лица, обслуживающего механизм, осмотреть электродвигатель, убедиться в отсутствии людей в непосред­ственной близости, выполнить операции по вводу электродвигателя в нормальный режим.

Остановку электродвигателя при нормальной его работе выполняют по требованию лица, обслуживающего приводимый электродвигателем механизм.

ПРИЧИНАМИ АВАРИЙНОЙ ОСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ МОГУТ БЫТЬ СЛЕДУЮЩИЕ:

§  появление дыма или огня из электродвигателя или его пускорегулирующей аппаратуры

§  несчастный случай с человеком, вследствие которого требуется немедленная остановка электродвигателя

§  вибрация сверх допустимых норм, угрожающая целости электро-­
двигателя

§   поломка приводимого механизма

§  нагрев подшипников сверх допустимого предела

§  резкое снижение числа оборотов, сопровождающееся быстрым на­гревом электродвигателя.

После остановки электродвигателя на щите станций управления снимают напряжение с питающего кабеля. В эксплуатационном жур­нале должна быть сделана запись, для какого ремонта и по чьему ука­занию остановлен электродвигатель.

Уход за подшипниками.

 Втечение смены персонал, обслуживающий электрические машины, периодически проверяет темпера­туру подшипников по показаниям термометров. Предельно допустимые значения температуры следующие: для подшипников скольжения 80° С, качения 95° С. Одновременно рекомендуется стетоскопом прослушивать  подшипники, чтобы по звуку своевременно обнаружить возникшую ненормальность в их работе.

При обнаружении перегрева подшипника до получения распоряже­ния об остановке машины допускается применение искусственного ох­лаждения. Степень подработки подшипников контролируют измерением воздушных зазоров между статором и ротором, а также измерением зазоров самих подшипников. Зазоры измеряют щупом. Зазор между ротором и статором регулируют изменением толщины и количества про­кладок под лапами статора, а также перемещением статора по горизон­тали. Иногда при монтаже статор опускают на 0,2—0,3 мм, но не более допуска, для получения внизу несколько большего зазора.

Электродвигатели: общие требования.

Электродвигатель выбирается в соответствии с мощностью приводимого механизма, а конструкция его – с учётом свойств окружающей среды.

Электродвигатели и пусковая аппаратура напряжением 127 В и более должны быть занулены или заземлены.

На корпусах двигателей наносится яркой краской стрелка, указывающая направление вращения ротора.

Вращающиеся части машин ( шкивы, муфты) должны быть ограждены.

При установке машин необходимо обеспечивать возможность свободного доступа к ним для надзора и ремонта. Двигатели устанавливаются на раме или фундаменте, чтобы исключить вибрацию здания.

Труба с подводящими проводами должна заканчиваться вблизи зажимной коробки двигателя. конец трубы оконцовывается втулкой. На провода между трубой и зажимной коробкой нужно обязательно надевать дополнительную изоляцию ( резиновые или хлорвиниловые трубки).

Обозначение ( тип ) электродвигателей единой серии 4А.

4А    S( М; L)  А(В)  

4 – порядковый номер серии.

А – асинхронный

 - буква – Н , указывающая исполнение двигателя по способу защиты от воздействия окружающей среды (защищённые).

При отсутствии данной буквы – закрытые, обдуваемые (IP 44).

 - буква, указывающая исполнение двигателей по материалу станины и щитов.

А – станина и щиты алюминиевые.

Х – любое сочетание алюминия и чугуна для станины и щитов. При отсутствии буквы – станина и щиты из чугуна или стали.

 - две или три цифры – высота оси вращения (мм).

 - буква S, М или L – условное обозначение установочного размера по длине станины.

 - буква А или В – условное обозначение длины сердечника статора при условии сохранения установочного размера. Отсутствие буквы означает наличие только одной длины сердечника.

 - числа 2, 4, 6, 8, 10, 12 – число полюсов.

 - буква и цифра ( напр. У3) – климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТу.

Применение трёхфазных двигателей в двухпроводной сети.

Пускорегулирующие и защитные аппараты

Управление двигателями небольшой мощности допускается осуществлять с помощью рубильников, пусковых ящиков, пакетных или кулачковых выключателей и переклю­чателей. Для защиты двигателя при этом устанав­ливают предохранители.

Двигатели с фазным ротором

Для управления асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором применяются магнитные пускатели

Двигатели с. фазным ротором пускаются с помощью реостата, включенного в цепь ротора. Включение реостата в цепь ротора снижает пусковой ток, обеспечивает плавное увеличение оборотов при пуске и увеличивает пусковой момент двигателя.

В момент запуска щетки наложены и введено полное сопро­тивление, реостата. По мере разворота двигателя сопротивление реостата выводится (уменьшается). После того, как реостат будет выведен полностью, кольца ротора двигателя закорачиваются и щетки с помощью специального устройства поднимаются (чтоб не истирались), а реостат возвращается в пусковое положение.

На крупных двигателях, где случайный пуск при закороченном роторе не допускается, выполняют блокировку, не позволяющую додать напряжение на двигатель при выведенном реостате.

Примечание. Пусковые реостаты не, рассчитаны на длительное включение, и оставлять их включенными в промежуточном положении нельзя. Для дви­гателей, где требуется регулировка скорости (печатные, машины и т. д.), применяются специальные пускорегулирующие реостаты, рассчитанные на длительное включение.

Изменение направления вращения двигателей

Для реверсирования трехфазных двигателей нужно поменять местами любые две фазы в цепи двигателя с помощью реверсивного магнитного пускателя или любого переключа­теля.

Реверсивные пускатели выполняются с электрической и меха­нической блокировкой, предотвращающей короткое замыкание при одновременном нажатии кнопок «Вперед» и «Назад».

Схема реверсирования двигателя с помощью переключателя.                                                

Защита двигателей

Для отключения электродвигателя при внутренних коротких замыканиях выполняется мгновенная защита с помощью плавких предохранителей во всех трех фазах.

Номинальный ток плавкой вставки выбирается с учетом пуско­вого тока:

I _{пл. вст.} = I _пуск./ 2.5

Для защиты от перегрузки предохранители мало эффективны. Как правило, в тех случаях, когда перегрузки возможны (напри­мер, у двигателей станков), необходимо выполнять защиту с по­мощью тепловых реле, встраиваемых в магнитные пускатели.

Номинальный ток тепловых элементов реле принимается рав­ным току двигателя.

Защита от работы на двух фазах

Тепловые реле обеспечивают также защиту двигателя от ра­боты на двух фазах.

При Сгорании одного предохранителя или нарушении контакта В одной из фаз через двигатель начинает идти трехкратный ток, обмотка перегревается и двигатель выходит из строя. Статистика показывает, что более -75% сгоревших двигателей повреждены  Именно из-за работы на двух фазах.

Двигатель при включении на две фазы очень плохо развора­чивается и сильно гудит, в этом случае его необходимо немедлен­но отключить от сети. Бывает и так, что напряжение в одной фазе исчезло во время работы двигателя. При этом он продолжает работать, Но гудение значительно слабее, чем при запуске. Поэтому" часто ненормальность не замечают до тех пор, пока из двигателя не пойдет дым, то есть пока он не выйдет из строя,

Для защиты от повреждений тепловые реле устанавливают в двух фазах.

Э к с п л у а т а ц и я

и ремонт электродвигателей

и пускорегулирующей аппаратуры

Во время приемки в эксплуатацию новых или вышедших из ка­питального ремонта электродвигателей производится наружный осмотр всей установки, проверяются правильность соединений, плот­ность, контактов, наличие и качественное выполнение зануления и заземления,

Сопротивление изоляции всех обмоток двигателей испытывается с помощью мегомметра на 1000 В. Сопротивление изоляции долж­но быть не менее 0,5 МОм при температуре 10-f- 30°С.

При отсутствии явных дефектов двигатель включают вхолостую под напряжение и проверяют, нет ли ненормального шума, задева­ния вращающихся частей, нагрева подшипников и всего двигателя. ' При ненормальном запуске и гудении двигателя проверяют нали­чие всех трех фаз (целость предохранителей и отсутствие обрыва в цепи до выводов"двигателя). Если все три фазы напряжения по»

даны к двигателю, необходимо проверить правильность' соединения выводов' обмотки статора. В звезду соединяются либо три- начала обмоток, либо три конца их. Наиболее простой способ определения начала и конца обмоток следующий:

1.  С помощью мегомметра или путем прозвонки находят и от­
оделяют друг от друга выводы обмоток разных фаз.

2.  В одной фазе принимают один (любой) вывод за начало и
Навешивают бирку «С1». Второй вывод этой фазы будет концом,  навешивают бирку «С4».

3.  Присоединяют к выводу «С4» любой вывод второй фазы, а
к   концам      третьей      фазы— вольтметр    переменного     тока

Определение выводов обмотки статора электродвига-

теля

4.  Подают напряжение 120^-220 В к выводу «С1» и свободно­
му концу второй фазы. При этом, если соединены между собой
концы обмоток первой и второй фаз, вольтметр покажет напряже­
ние, близкое к нулю. Если к концу «С4» присоединено начало вто­
рой фазы, в третьей фазе будет индуктироваться напряжение и
вольтметр покажет примерно половинное напряжение сети. Таким
образом определяют начало и конец второй фазы и навешивают со­
ответственно бирки «С2» и «С5».

5.  Отсоединяют от вывода «С4» вторую фазу (выводы которой
уже определили) и присоединяют к. нему любой вывод третьей
фазы. Аналогично предыдущему, подают напряжение на  концы
«С1» и вывод третьей фазы. По показанию вольтметра определяют
выводы третьей фазы и навешивают бирки «СЗ» и «С6». Для со­
единения в   звезду объединяют выводы «Cl», «С2» и «СЗ» или
«С4», «С5» и «С6».

При отсутствии вольтметра- можно пользоваться электрической
лампой на 127 В.                 .                                                      .

После устранения выявленных дефектов, наладки механической
части и проверки работы двигателя под нагрузкой, он включается
в эксплуатацию.                    .

Для того, чтобы обеспечить надежную работу электропривода в процессе эксплуатации, необходимо систематически наблюдать за двигателями и .всей связанной с ними аппаратурой, регулярно прово­дить планово-предупредительный ремонт. Оборудование нужно осматривать ежедневно, чтобы своевременно выявлять и устранять мелкие неисправности (нарушение контакта, недостаток смазки и т. п.), обнаруживать недопустимые перегревы и вибрацию машин. Весь ремонт производится, как правило, при обесточенном обору­довании, с соблюдением правил безопасности.

Основные неисправности асинхронных

двигателей.

Устранение междуфазных и витковых замыканий.

При междуфазных замыканиях место повреждения часто оказывается в пазу или на лобовых частях. При этом поврежденными бывают только две секции разных фаз. Вся остальная обмотка остается целой. В этих случаях ремонт может быть выполнен путем вырезания поврежденных секций. Провода этих секций перерезаются кусачками на лобовых частях и осторожно, чтобы не повредить со­седние секции, вытаскиваются из пазов. Брызги и наплавления меди счищаются. Провода, подходившие к вырезанной секции, соединяют­ся, заизолировываются и укрепляются на лобовых частях. То же де­лается и в другой фазе. Можно вырезать не более 10—12% всех секций одной фазы. Возникающая при этом несимметрия токов и магнитных полей допускается. Она проявляется в виде повышенного гудения и вибрации двигателя.

При выполнении ремонта необходимо следить за правильностью соединения (путем прозвонки), не допуская ошибочного соединения между собой концов секции разных фаз. Аналогичным Способом вырезаются секции с витковым замыканием (обычно обуглены одна-две секции одной фазы или часть проводов одной секции).

После проверки изоляции между фазами и на корпус двигатель включается в работу.

Определение параметров асинхронного двигателя при отсутствии паспорта.

Простой и достаточно точный способ определения номинального
тока и мощности двигателя при отсутствии. паспорта описан в
статье Г. Г* Лебедева (журнал «Промышленная энергетика», 1981,
№ 2).

Включив электродвигатель вхолостую в сеть 380 В, определяют по амперметру ток холостого хода Iо и с помощью тахометра — частоту вращения n₀.

По габаритам двигателя и определенной частоте вращения на­ходим ориентировочный интервал мощности для данного двигателя. По таблице для данной частоты вращения и интервала мощности,

находим коэффициенты K₁ и К₂ , определяющие соотношение тока холостого хода, номинального тока и номинальной мощности. _ Номинальный ток двигателя определяем по формуле

I_n =K_1* Iо                                         (Ц

Номинальную мощность двигателя определяем по формуле

P₂ = К₂ * Iо~       (2)

Пример: При включении в сеть двигателя установлено: ча­стота вращения: nо = 1460 об/мин; ток хол. хода /о=4,8 А; по га­баритам мощность ориентировочно в пределах 5—10 кВт.

По таблице для двигателей с частотой вращения 1500 об/мин и интервалу мощности 5,1—10 кВт находим:

K₁=2,22;    К₂=1,11 формуле (1) находим:

I_n =K_1* Iо  = 2,22X4,8=10,7 А.     

'По формуле (2) находим:

P₂ = К₂ * Iо  = 1,1X4,8=5,3 кВт.

Округляя до ближайшей по шкале мощности, маркируем дви­
гатель на 5,5 кВт.                                                                        -

Точность определения мощности по данному способу — 5—8%.

Электродвигатели постоянного тока.

В случаях, когда по условиям технологии необходимо плавно регулировать обороты в сторону их увеличения по сравнению с номинальной скоростью, применяются двигатели постоянного тока (у некоторых металлообрабатывающих станков, типографских ма­шин, деревообрабатывающих станков, а также у кранов, экска­ваторов и других агрегатов).

Выпускаемые промышленностью электродвигатели постоянного тока новой массовой серии 2П изготовляются в защищенном ис­полнении и закрытого типа. Машины новой серии выпускаются взамен старой серии П.

Электродвигатели   могут эксплуатировать
-ся при температуре от +5 до +40°С".в не-
взрывоопасной среде.  Электродвигатели вы­
пускаются с независимым возбуждением пп
и 220 В.                                                                                             i^u

Уменьшая реостатом ток возбуждения двигателя, увеличивают его скорость по сравнению с номинальной.

Двигатели выпускаются с правым направлением вращения (по часовой стрелке), если смотреть со стороны коллектора. Для изме­нения направления вращения необходимо, пе­ременить направление тока или только в якоре, или в обеих обмотках возбуждения (параллельной и последовательной).

Двигатели  запускаются при полном  токе возбуждения в параллельной обмотке  (рео­стат  

полностью выведен,   и   параллельная обмотка непосредственно соединена с сетью). По мере увеличения оборотов якоря реостат постепенно вводится — до тех пор, пока двигатель не наберет нормальные обороты.

Для привода механизмов небольшой мощности выпускаются электродвигатели постоянного тока серии ПЛ на 700 и 1400 об/мин. Выпускаются также универсальные коллекторные двигатели типа УЛ на 5000 и 8000 об/мин и МУН-1 на 3000 об/мин, пригодные для включения как в сеть постоянного, так и однофазного пере­менного тока,

Эксплуатация

и устранение неисправностей

машин постоянного тока.

При эксплуатации машин постоянного тока необходимо уде­лять особое внимание состоянию коллектора и щеточного аппара­та. Все обнаруживаемые дефекты нужно как можно скорее уст­ранять, не давая им развиваться. На машинах должны устанав­ливаться щетки, указанные заводом-изготовителем.

Коллектор должен быть в чистоте. Один раз в смену нужно протирать его чистой салфеткой. Если коллектор сильно загрязнен или замаслен, его следует протереть салфеткой, слегка смоченной бензином и отжатой, чтобы не было потеков бензина. Смазывать коллектор не нужно. Лишь в отдельных случаях, когда пришлось применить твердые - щетки или они издают сильный шум, можно слегка смазать коллектор парафином или химически чистым ва­зелином.

Дрожание и искрение щеток, вызванное выступающими краями Миканита {изоляция между пластинами коллектора), устраняется продороживанием коллектора с помощью специальной ножовки Полотно ножовки нужно заправить точно по. зазору между пластинами коллектора-

При продороживании выбирается изоляция
на глубину 0,6—1 мм. Большая глу­
бина вредит, так как в канавки набивается
 грязь, которая может вызвать замыкание
между пластинами. После продороживания
необходимо трехгранным напильником
снять заусенцы с краев коллекторных пла­
стин н прошлифовать коллектор мелкой
стеклянной шкуркой, прижимая ее к .кол­
лектору деревянной колодкой При шлифовке коллектора на ходу машины необходимо соблюдать
особую осторожность, чтобы не попасть под напряжение. Работать
нужно в диэлектрических перчатках в присутствии второго лица.
После шлифовки следует хорошо продуть машину сжатым воздухом или мехами.          ,

Сильно сработавшийся коллектор необходимо проточить на то­карном станке. Обточка должна идти с малыми подачами — 0,05 миллиметра. После обточки коллектор нужно продорожить, про­шлифовать и снять с него заусенцы.

t   2

 . Колодка                             , Пришлифовка щеток к коллек  
  для шлифовки кол-                                 тору:

лектора:                    а — правильно; б — неправильно;            .                                    1— щётка;     

/ — деревянная     ко-          2 - стеклянная бумага* 3 —   кол

                                                лектор 

лодка;

2 —

стеклянная бумага;

3— коллек­тор

При изготовлении щеток из блоков необходимо тщательно под­гонять их к обойме щеткодержателя. Щетка должна свободно пе­ремещаться в обойме, но не болтаться в ней (зазор 0,2—0,3 мм),

Щётки для электрических машин.

Надёжная работа электрических машин зависит от правильного