Письменная экзаменационная работа по теме «Технология монтажа и обслуживания аппаратов защиты электроустановок»

Письменная экзаменационная работа

по теме «Технология монтажа и обслуживания аппаратов защиты электроустановок»

Содержание

Введение……………………………………………………………………..стр.4

Глава 1. Теоретическая часть…………………………………………… стр.6

1.1 Устройства аппаратов защиты электроустановок ……………………стр.6

1.2 Схема подключения защиты электроустановок……………………… стр.9

1.3 Схема соединения аппаратов защиты электроустановок…………… стр.11

1.4 Классификация автоматов защиты…………………………………….стр.18

1.5 Классификация плавких предохранителей…………………………… стр.21

1.6 Монтаж, техническое обслуживание и ремонт электрических

аппаратов защиты………………………………………………………….. стр.23
1.7 Техника безопасности при ремонте и эксплуатации аппаратов

защиты………………………………………………………………............ стр.29

Глава 2. Практическая часть…………………………………………… стр.30

2.1 Технологическая карта по подключению двухполюсного

автомата……………………………………………………………………. стр.30

3. Заключение……………………………………….................................. стр.34

4. Список используемой литературы………………………………………………………………. стр.36

5. Приложение………………………………………… …………………стр.38

Введение

Электрические аппараты — это электротехнические устройства, применяемые при использовании электрической энергии, начиная от ее производства, передачи, распределения и кончая потреблением.

В настоящее время под ЭА понимают электротехнические устройства управления потоком энергии и информации. При этом речь может идти о потоках энергии различного вида: электрической, механической, тепловой и др. Например, потоком механической энергии от двигателя к технологической машине может управлять электромагнитная муфта. Потоками тепловой энергии можно управлять при помощи электромагнитных клапанов и заслонок. Таких примеров использования ЭА можно привести большое количество. Примером использования ЭА для управления информацией является применение реле в телефонии. Например, при создании телеграфного аппарата П.Л. Шиллинг в 1820г. применил впервые электромагнитное реле. Простейшая формально-логическая обработка дискретной информации также была реализована на реле.

Большинство аппаратов условно можно разделить на следующие основные виды: аппараты управления и защиты — автоматические выключатели, контакторы, реле, пускатели электродвигателей, переключатели, рубильники, предохранители, кнопки управления и другие аппараты, управляющие режимом работы оборудования и его защитой; аппараты автоматического регулирования — стабилизаторы и регуляторы напряжения, тока, мощности и других параметров электрической энергии; аппараты автоматики — реле, датчики, усилители, преобразователи и другие аппараты, осуществляющие функции контроля, усиления и преобразования электрических сигналов.

Электрические аппараты как низкого, так и высокого напряжения обычно являются конструктивно законченными техническими устройствами, реализующими определенные функции и рассчитанными на разные условия эксплуатации. В основе большинства электромеханических ЭА лежит контактная система с различными типами приводов - ручным, электромагнитным, механическим и др. Процессы, протекающие в ЭА, определяются различными и многообразными физическими явлениями, которые изучаются в электродинамике, механике, термодинамике и других фундаментальных науках. Одной их наиболее сложных задач, решаемых при разработке электромеханического электронного аппарата, является обеспечение работоспособности электрических контактов, в том числе и при гашении электрической дуги, возникающей при выключении ЭА. По принципу работы электрические аппараты подразделяются на контактные и бесконтактные. Первые имеют подвижные контактные части, и воздействие на управляемую цепь осуществляется путем замыкания или размыкания этих контактов. Бесконтактные аппараты не имеют коммутирующих контактов. Эти аппараты осуществляют управление путем изменения своих электрических параметров (индуктивности, ёмкости, сопротивления и т.д.). Контактные аппараты могут быть автоматическими и неавтоматическими. Автоматические — это аппараты, приходящие в действие от заданного режима работы цепи или машины. Неавтоматические — это аппараты, действие которых зависит только от оператора. Они могут управляться дистанционно или непосредственно.

Глава 1. Теоретическая часть

1.1    Устройства аппаратов защиты электроустановок

Электрические аппараты управления и защиты служат для ручного или автоматического включения и отключения электрических цепей и их автоматической защиты при различных аномальных режимах. По назначению электрические аппараты подразделяются на коммутационные, обеспечивающие включение и отключение электрических цепей, защитные, предохраняющие электрические цепи и электродвигатели от длительного воздействия токов короткого замыкания и перегрузок, управления, контролирующие и регулирующие, применяемые для автоматической стабилизации или регулирования заданных параметров электрической цепи.

Предохранитель ПР-2

Процесс гашения дуги в плавком предохранителе ПР-2 происходит следующим образом. При отключении сгорают суженные перешейки плавкой вставки, после чего возникает дуга. Под действием высокой температуры дуги фибровые стенки патрона выделяют газ, в результате чего давление в патроне за доли полупериода поднимается до 4—8 МПа. За счет увеличения давления поднимается вольтамперная характеристика дуги, что способствует ее быстрому гашению. Плавкая вставка предохранителя ПР-2 может иметь от одного до четырех сужений способствуют быстрому ее плавлению при коротком замыкании и создают эффект ток ограничения.

Рис.1 - Предохранитель ПР-2

Поскольку гашение дуги в плавком предохранителе ПР-2 происходит очень быстро (0,002 с), можно считать, что уширенные части вставки в процессе гашения остаются неподвижными. Давление внутри патрона плавкого предохранителя пропорционально квадрату тока в момент плавления вставки и может достигать больших значений. Поэтому фибровый цилиндр должен обладать высокой механической прочностью, для чего на его концах установлены латунные обоймы 4. Диски 6, жестко связанные с контактными ножами 2, крепятся к обойме патрона 4 с помощью колпачков 5. Предохранители ПР-2 работают бесшумно, практически без выброса пламени и газов, что позволяет устанавливать их на близком расстояния друг от друга. Плавкие предохранители ПР-2 выпускаются двух осевых размеров — короткие и длинные. Короткие предохранители ПР-2 предназначены для работы на переменном напряжении не выше 380 В. Они имеют меньшую отключающую способность, чем длинные, рассчитанные на работу в сети с на-прядением до 500 В.

Плавкие предохранители защищают участок цепи от токовых перегрузок и коротких замыканий. Разделяются на одноразовые предохранители и предохранители со сменными вставками. Используются и в промышленности и в быту. Существуют предохранители работающие на напряжении до 1кВ и так же высоковольтные предохранители установленные, работающие на напряжении выше 1000В (например, плавкие предохранители на трансформаторах собственных нужд подстанций 6/0,4 кв.). Удобство в эксплуатации, простота конструкции и легкость при замене обеспечили предохранителям очень большую распространенность.

Плавкие предохранители — это аппараты, защищающие установки от перегрузок и токов короткого замыкания. Основными элементами предохранителя являются плавкая вставка, включаемая в рассечку защищаемой цепи, и дугогасительное устройство, гасящее дугу, возникающую после плавления вставки. К предохранителям предъявляются следующие требования:

1. Времятоковая характеристика предохранителя должна проходить ниже, но возможно ближе к времятоковой характеристике защищаемого объекта.

2. При коротком замыкании предохранители должны работать селективно.

3.Время срабатывания предохранителя при коротком замыкании должно быть минимально возможным, особенно при защите полупроводниковых приборов. Предохранители должны работать с токоограничением.

4. Характеристики предохранителя должны быть стабильными. Разброс параметров из-за производственных отклонений не должен нарушать защитные свойства предохранителя.

5. В связи с возросшей мощностью установок предохранители должны иметь высокую отключающую способность.

6. Замена сгоревшего предохранителя или плавкой вставки не должна требовать много времени. В промышленности наибольшее распространение получили предохранители типов ПР-2 и ПН-2

1.2 Схема подключения и соединения аппаратов защиты электроустановок

Схемы соединений и подключения необходимы для выполнения монтажа электроустановок. Схемы соединений определяют все электрические соединения в электрических устройствах, входящих в состав монтируемой электроустановки, а схемы подключения показывают внешние соединения между этими устройствами.

Так как эти схемы выполняются не в масштабе, по ним нельзя определить размеры электрических устройств и их частей. Поэтому для изготовления комплектных электрических устройств в виде панелей, пультов, шкафов и других конструкций, на которых размещается соответствующее электрооборудование, дополнительно необходимы общие виды этих устройств — чертежи, выполненные в масштабе и определяющие взаимное расположение оборудования и его основные размеры.

На схемах соединений электрических устройств обязательно показывают выводы входящих в них аппаратов и приборов, отображая их расположение и нумерацию. Для большей наглядности выводы каждого аппарата или прибора заключают в общую рамку. Кроме того, если необходимо, дают внутреннюю схему прибора или аппарата. Для изображения отдельных элементов (резисторов, конденсаторов, электрических ламп, проводов и др.) на схемах соединений используют обозначения, приведенные в стандартах ЕСКД.

Обозначения аппаратов и приборов с задним (реле, амперметр, ваттметр, переключатель и кнопки) и передним подключением (электросчетчик, магнитный пускатель, рубильник и автомат) показаны, если смотреть на них соответственно сзади и спереди. Если нет необходимости подчеркнуть наличие в автомате расцепителя (например, максимального тока), автомат может быть показан на схеме упрощено, как показывают рубильник.

Как уже отмечалось, на принципиальной схеме электроустановки отображают все входящие в нее элементы и электрические связи между ними. Как правило, эти элементы находятся в различных электрических устройствах электроустановки. Схему соединений выполняют для каждого электрического устройства электроустановки, показывая на ней все относящиеся к данному устройству элементы.

Рис.2 – Принципиальная схема дистанционного управления

Так, элементы, показанные на принципиальной схеме дистанционного управления высоковольтным выключателем Q , расположены в трех электрических устройствах: на панелях управления (переключатель SA, автоматы SF1 и SF2, сигнальные лампы HLG, HLR и HLW, реле КСС и КСТ, резисторы R1, R2 и R6) и релейной защиты (реле KQQ, KQT, KQC, КН и резисторы R3 и R4), а также в приводе выключателя (электромагниты YАС и YAT, вспомогательные контакты Q:l — Q:5, YAT:1 и YAT:2, магнитный контактор КМ и автомат SF3

1.3 Схема соединения аппаратов защиты электроустановок

Схемы соединений выполняют различными способами, однако во всех случаях на них должны быть обозначены все контактные элементы, через которые осуществляются электрические соединения (выводы аппаратов и приборов, шины, зажимы) и отходящие от них проводники. При этом используют обозначения аппаратов, приборов, зажимов и др., которые были приведены на рис. 46, а—с. На простых схемах полностью показывают все проводники, которыми соединяются аппараты, приборы и другие элементы, часто отображая примерное их расположение. Так, на схеме соединений панели управления (рис. 47, а)видны следующие элементы: шинки оперативного постоянного тока +ЕС, –ЕС, +ЕН и –ЕН; предохранители F1 — F4; амперметр РА; сигнальные лампы с красной HLR и с зелеными HLG линзами; переключатель SА; ряд зажимов (через которые обеспечивается подключение рассматриваемой панели); все проводники (каждый из которых показан отдельной линией).

Эта же схема может быть выполнена в виде таблицы, которая удовлетворяет требованиям, предъявляемым к схемам соединений, так как в ней имеются обозначения всех контактных элементов и соединений между ними, а также аппаратов, приборов и ряда зажимов. Кроме того, приведены сведения о проводах (марки и сечения), типах аппаратов и приборов и даны их условные графические обозначения. Чтение простых схем соединений не вызывает больших трудностей. Широкое внедрение автоматизации в электроэнергетику и другие отрасли народного хозяйства привело к созданию довольно сложных электрических устройств и электроустановок, отображаемых сложными схемами с большим количеством электрических цепей и входящих в них элементов. Для уплотнения монтажа используют жгуты, состоящие из большого количества проводов, а также свободную прокладку проводов в лотках. На схемах соединений жгуты проводов и группы проводов в лотках показывают одной линией. В непосредственной близости от контактных элементов каждый провод показывают отдельной линией.

Рис. 3 - Схема соединений сложных комплектных электрических устройств

 На схемах соединений сложных комплектных электрических устройств с десятками аппаратов и приборов, относящихся в ряде случаев не к одному, а к нескольким объектам, обязательно показывают перемычки (проводники, соединяющие выводы одного и того же аппарата или прибора и зажимы одного ряда).

Проводники, соединяющие аппараты и приборы между собой и с рядами зажимов, не показывают, но приводят у каждого вывода и зажима адреса вторых концов отходящих проводов.

Для упрощения выполнения и чтения схем соединений рядом с обозначением каждого аппарата или прибора проставляют его порядковый номер (в числителе) и позиционное обозначение (в знаменателе). Номера аппаратам и приборам присваивают в определенном порядке независимо от их вида и цифровой части позиционного обозначения, исходя только из места расположения (например, слева направо, переходя от верхнего ряда вниз, если смотреть со стороны монтажа).

Так, если на панели находится двадцать приборов по четыре в каждом ряду, то левому прибору верхнего ряда присваивают первый номер, следующим в том же ряду — второй, третий и четвертый, а левому прибору во втором ряду — пятый и т.д. Таким образом, правому прибору в нижнем (пятом) ряду будет присвоен двадцатый номер.

Допустим, что порядковые номера ваттметра PW2 и сигнальной лампы HL3 соответственно третий и седьмой. Тогда рядом с их обозначениями на схеме и на самих приборах должны иметься соответственно надписи и .

В случае, если в одном электрическом устройстве (например, панели управления) размещено оборудование, относящееся к нескольким объектам (линиям, трансформаторам, электродвигателям и др.), перед порядковым номером каждого аппарата или прибора в числителе проставляют порядковый номер, присвоенный данному объекту. Следует иметь в виду, что порядковые номера аппаратам и приборам присваиваются в пределах каждого объекта, начиная с первого.

Так, рядом с ваттметрами PW2, имеющими третий порядковый номер, но относящимися ко второму и третьему объектам, должны быть соответственно проставлены обозначения и .

Проводники, соединяющие аппараты и приборы данного устройства, маркируют, т.е. на одном конце каждого из них наносят адресное обозначение, указывающее куда подключен второй конец. Маркировка проводов, отходящих от выводных зажимов и выводов аппаратов или приборов, неодинакова. Конец провода, подключенного к зажиму, в общем случае имеет два обозначения: первое — порядковый номер объекта, к которому относится данный ряд выходных зажимов, и

номер зажима; второе — адрес второго конца провода, т. е. позиционное обозначение аппарата или прибора и номер его вывода, к которому подключен этот конец.

         Первое обозначение позволяет исключить ошибки при подключении проводов к зажимам при монтаже и эксплуатации, поскольку на каждом проводнике видно, от какого зажима какого ряда он был отключен. Кроме того, упрощается второе обозначение, так как в нем нет необходимости указывать номер объекта (он указан в первом обозначении).

         Так, проводник, идущий от пятого вывода ваттметра PW2 второго объекта, на одном конце, подключенном к третьему зажиму ряда зажимов второго объекта, должен иметь маркировку 02´3 PW2 = 3. Первое обозначение указывает номер ряда зажимов (02) и номер зажима (3) в этом ряду, а второе — адрес другого конца провода (ваттметр PW2, вывод 3); то, что ваттметр PW2 относится ко второму объекту, видно из первого обозначения. Второй конец этого проводника должен иметь маркировку 02´3, указывающую, что он идет к зажиму второго (02) объекта.            

         При маркировке проводов, соединяющих аппараты и приборы между собой, указывают номер объекта, порядковый номер аппарата или прибора и номер вывода. Так, проводник, идущий от второго вывода ваттметра, имеющего седьмой порядковый номер и относящегося ко второму объекту, подключенный к первому выводу амперметра того же объекта с третьим порядковым номером, будет иметь маркировку 0203 — 1 на одном конце и 0207 — 2 на другом.

Рассмотрим схемы соединений устройства дистанционного управления высоковольтным выключателем. Одновременно на этих схемах соединений покажем отходящие от зажимов соответствующих устройств кабели.

Схема соединений ячейки № 8 линии W1 распределительного устройства на 10 кВ приведена на рис. 48.

На этой схеме показаны измерительные трансформаторы тока ТА1, включенные в фазы А и С, привод выключателя Q с включающим YАС и отключающим YAT электромагнитами и вспомогательными контактами, кинематический связанными с выходным валом привода (Q:1 — Q:5) и с отключающим электромагнитом (YAT:1 и YAT:2), автомат SF3, магнитный контактор КМ и ряд зажимов, к которым подключены кабель № 1 от панели № 10 щита управления и кабельные перемычки № 4 и № 5 соответственно от катушки и контактов магнитного контактора КМ. Кабели № 3 от панели № 6 релейного щита и № 6 от панели № 3 щита постоянного тока соответственно подключены к выводам трансформаторов тока ТА1 и автомата SF3.

На, схеме даны позиционные обозначения и обозначения электрических цепей. Все проводники, соединяющие элементы привода выключателя Q между собой и с зажимами ряда зажимов, изображены полностью и легко прослеживаются, поэтому обозначение цепей на схеме показано только на жилах кабелей № 7, 3 и 6 и кабельных перемычек № 4, 5.

Рис. 4 - Позиционные обозначения и обозначения электрических цепей

На этой схеме показаны резисторы R1, R2 и R6, амперметр РА, автоматы SF2 и SF1, сигнальные лампы HLR, HLG и HLW с красной, зеленой и белой линзами, переключатель SА, промежуточные реле КСС команды включения и КСТ команды отключения.

Рис. 5 - Схема соединений панели щита управления

Поскольку аппараты и приборы утопленного типа устанавливаются на задней стороне панели, на схеме выводы заключены в рамки, выполненные сплошной линией. Все аппараты и приборы пронумерованы последовательным рядом чисел от 01 до 12 и в их маркировке указаны монтажная единица 02 и порядковый номер (в числителе), а также позиционное обозначение (в знаменателе). Так, амперметр, переключатель и сигнальные лампы соответственно имеют маркировку , , , и . Выводы аппаратов и приборов, а также зажимы ряда зажимов, которые находятся на левой боковине панели, пронумерованы. Над рядом зажимов показаны шинки (оперативного тока и сигнальные).

На схеме полностью показаны перемычки аппаратов: между выводами 1 и 7 переключателя SА; между выводом 1 лампы HLR и выводом 2 лампы HLG; между выводами 1, 7, 9, 12 реле КСС и КСТ; между зажимами 15 и 16, 17 и 18, 19 и 20, 21 и 22, 26 и 27, 28 и 29, 30 и 31, 32 и 33 ряда зажимов. Остальные проводники даются не полностью, а только стрелками показано, что они проложены в коробе левой боковины панели.

1.4 Классификация автоматов защиты

1. Тепловой расцепитель

Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, которая при нагревании изгибается и воздействует на механизм свободного расцепления. Биметаллическую пластину изготавливают методом механического соединения двух металлических лент. Выбираются два материала с разными коэффициентами температурного расширения и соединяются между собой с помощью спаивания, заклёпывания или свариваются.

Рис. 6 - Тепловой расцепитель

2. Электромагнитный расцепитель

Электромагнитный расцепитель является устройством мгновенного действия. Представляет собой соленоид, сердечник которого воздействует на механизм свободного расцепления. При протекании по обмотке соленоида сверхтока, создаётся магнитное поле, которое перемещает сердечник, с преодолением сопротивления возвратной пружины.
      ЭМ расцепитель может настраиваться (на заводе производителе или потребителем) на срабатывание при токах КЗ значениями от 2 до 20 In. Погрешность настройки варьируется около ±20% от заданного значения силы тока для выключателей в литом корпусе.
Для силовых автоматических выключателей уставку срабатывания при коротком замыкании (значение тока, при котором инициируется расцепление) могут указывать как значением в амперах, так и в кратности номинальному току.
          Встречаются уставки: 3,5In; 7In, 10In; 12In и другие.

Рис. 6 - Электромагнитный расцепитель

3. Термомагнитный расцепитель

Часто применяется последовательное соединение теплового и электромагнитного расцепителя. В зависимости от производителя, такое связывание двух устройств называют комбинированным или термомагнитным расцепителем.

Рис.7 - Термомагнитный расцепитель

4. Термомагнитный расцепитель с защитой от токов утечек

Автомат с данными расцепителями кроме теплового и электромагнитного расцепителей имеет блок способный обнаружить ток повреждения на землю с помощью тороидального трансформатора, который охватывает все токоведущие части, а также нейтраль, если она распределена. Расцепители токов утечки на землю могут использоваться в сочетании с автоматическим выключателем для обеспечения двух основных функций в одном устройстве:

 - защита от перегрузок и коротких замыканий;

          - защита от косвенных прикосновений (появление напряжения) на токопроводящих частях вследствие повреждения изоляции)

5. Электронный расцепитель

Расцепитель, соединенный с измерительными трансформаторами тока (три или четыре, в зависимости от количества защищаемых проводников), которые установлены внутри автоматического выключателя и обеспечивают двойную функцию: подачи питания для нормального управления расцепителем и обнаружения значения тока, который проходит в токоведущих частях. Поэтому они совместимы только с сетями переменного тока.

Сигнал от трансформаторов обрабатывается электронной частью (микропроцессор), который сравнивает его с заданными уставками. Когда сигнал превышает порог, расцепитель автоматического выключателя воздействует непосредственно на узел свободного расцепления выключателя при помощи отключающей катушки.

Блок управления расцепителем позволяет выстраивать определённую пользователем программу, по которой автоматический выключатель будет производить расцепление главных контактов.
 

Рис. 8 - Электронный расцепитель

1.5 Классификация плавких предохранителей

К ним относятся отжившие свой век «пробки», но принцип плавления проводника в намеренно ослабленном участке электрической цепи при превышении в нем тока выше заданного предела так и не утратил актуальность. Наоборот – он остается до сих пор самым дешевым, безотказным, и поэтому – эффективным методом защиты.

Основная классификация плавких предохранителей – наличие в них сменяемой плавкой вставки или необходимость после аварии менять предохранитель целиком. При этом учитывается, что арматура для установки элемента в состав изделия (колодки, разъемы) в комплект этого элемента не входит. К предохранителям с несменяемыми защитными элементами относятся:

Стеклянные предохранители, использующиеся в бытовой и промышленной аппаратуре. Внешний вид их не меняется десятилетиями: стеклянная трубочка с контактными выводами по краям, а внутри – проволочка, откалиброванная на заданный ток плавления. Промышленные стеклянные предохранители заполняются кварцевым песком.

Керамические предохранители, в которых вместо хрупкого стекла применен фарфор. Достоинство – он безопасен, так как прочнее стеклянного, а при повреждении корпуса не образует острых осколков, способных поранить пользователя при извлечении. Керамические предохранители также иногда заполняют кварцевым песком для более эффективного гашения дуги в момент перегорания вставки.

К предохранителям со сменяемыми плавкими вставками относятся устройства, состоящие из корпуса с расположенным внутри него сменяемым защитным элементом. Размер корпуса стандартизирован на диапазон токов, а внутрь него устанавливается ряд вставок на разные токи. Вставки стоят недорого, их замена не требует времени и высокой квалификации персонала. К тому же гибкая линейка возможных токов плавления позволяет подобрать предохранитель точнее.

Рис. 9 – Предохранители

Возможна замена вставок и в предохранителях, конструкция которых это не предусматривает. Но процесс этот требует правильного подбора материала для новой вставки и высокой квалификации ремонтного персонала, особенно для устройств, предназначенных для работы на высоких напряжениях.

1.6.  Монтаж, техническое обслуживание и ремонт электрических аппаратов защиты

Автоматические выключатели устанавливаются только на фазный провод. Провод, с которого поступает электроэнергия, принято подключает к верхней клемме автомата, а идущий к потребителям - к нижней клемме. Для подключения достаточно ввести зачищенный от изоляции провод на длину около 15 мм в окошко клеммы и закрутить винт, головка которого находится на лицевой стороне. После зажатия нужно со значительным усилием подергать за провод, чтобы убедиться в надежности его закрепления. При вставлении провод может не попасть в клемму, винт будет затянут, не зажав между контактами провод.

На нулевой провод одиночный автоматический выключатель устанавливать категорически запрещено.

Как правило, во входном щитке располагается следующее оборудование:

1. На входе устанавливается выключатель - рубильник, пакетный выключатель или общий автомат защиты (в современных щитках ставятся автоматы защиты). Это делается для того, чтобы можно было проводить электромонтажные работы внутри щитка, просто отключив весь щиток от электропитания.

2. Далее подключается электросчётчик, который пломбируется для защиты от всякого рода «умельцев» «экономить» электроэнергию.

3. После счётчика питающие провода разветвляются на группы, и на входе каждой группы ставится свой автомат защиты, а после него - УЗО (устройство защитного отключения). УЗО выбираются таким образом, чтобы их номинальный ток превышал номинальный ток автомата защиты. Далее провода выходят из щитка к группам потребителей, к каждой группе своим отдельным кабелем.

Автоматы защиты и УЗО крепятся на DIN-рейке. Сам монтаж сложностей не представляет, нужно только заметить, что для облегчения монтажа существуют готовые планки перемычек или перемычки - это для подачи, к примеру, на все автоматы фазного напряжения, входной провод подключается к первому автомату, а к остальным - с помощью перемычек. Также в щитке устанавливаются общие зажимные планки для нулевых проводов и для проводов заземления. Всё это значительно облегчает монтаж.

Автоматы защиты устанавливаются в щитки распределительные (электрощитки). Для их крепления выпускаются специальные приспособления. Называются они Дин-рейки или рейки для монтажа.

Автоматические выключатели для электрического щитка выбраны и настал черед их установки. В настоящее время самым распространенным способом крепления коммутационных электрических приборов, будь то автоматические выключатели, УЗО, реле, трансформаторы, розетки и многих других является крепление на так называемой DIN-рейке с помощью защелок.

Название «DIN-рейка» пришло к нам из Германии, аббревиатура DIN расшифровывается как Deutsches Institut fur Normung. DIN-рейка является стандартом для всех европейских стран. В России DIN-рейка в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60715-2003 обозначается ТН35. DIN-рейка представляет собой литой или штампованный профиль из стали или алюминия шириной 35мм. Длина рейки выбирается исходя из количества и ширины планируемых к установке коммутационных электроприборов.

DIN-рейка завоевала широкую популярность у электриков благодаря простоте подключения, легкости установки и демонтажа со щитка электроприборов. Для того чтобы установить автоматический выключатель на DIN-рейке потребуется всего несколько секунд. Нужно завести выключатель пазом за верхний выступ рейки и нажать на нижний край выключателя. Подпружиненная защелка на выключателе надежно зафиксирует его на DIN-рейке.

Для демонтажа изделия с DIN-рейки достаточно лезвие отвертки вставить в специальное ушко в нижней части изделия и отвести его в сторону. Защелка отойдет, и электроприбор можно будет снять. Встречаются электроприборы, которые можно демонтировать без помощи отвертки. Вот фотография схемы демонтажа электроприбора с креплением такой конструкции. Для исключения самовольного перемещения на DIN-рейке электроприборов дополнительно устанавливают ограничители. DIN-рейка на щитке крепится непосредственно на его задней стенке с помощью винтов.

В щитке однополюсные автоматы защиты соединяются по верхнему полюсу. К этому полюсу подводится входной фазный провод электропитания от вводного автомата защиты. Соединять полюса автоматов защиты можно тремя способами

1.При помощи специальных гибких заводских перемычек;

2.При помощи перемычек, сделанных своими руками;

3.При помощи специальных монтажных шин.

Во время технического обслуживания автоматических выключателей особое внимание следует уделять чистоте контактных поверхностей и их надежному соприкосновению. Если контакты загрязнены их чистят. Чистка контактов из меди, из ее сплавов и из металлокерамических соединений осуществляют тканью предварительно смоченной спиртом. Контакты из серебра протираются замшей смоченной спиртом. Подгары и оплавления с контактных поверхностей из меди и ее сплавов удаляются бархатным напильником. После зачистки контактов или после их замены, а также замены пружин один раз в квартал следует проверять растворы и провалы контактов.

Контроль и зачистка изоляции от копоти и нагаров в дугогасительном устройстве обязательно проводится после каждого отключения предельных токов короткого замыкания и при проведении технического обслуживания. При осмотре внутренние поверхности дугогасительных камер очищаются от копоти, брызг металла и протираются тканью, пропитанной бензином Б-70. Дугогасительные камеры должны быть установлены без перекосов и не должны препятствовать свободному ходу контактов. Категорически запрещается: включать и отключать автоматические выключатели без дугогасительных камер или со сломанными дугогасительными камерами. При проведении технического осмотра очищается старая смазка с трущихся узлов, деталей и механизма свободного расцепления. После этого все эти механизмы необходимо смазать новой смазкой в соответствии с инструкцией по эксплуатации выключателя. По окончанию технического обслуживания необходимо проверить функционирование выключателя в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Во время эксплуатации повреждаются чаще всего контакты, пружины и отключающие механизмы. Дефекты деталей выражаются в износе и оплавлении поверхностей контактов, ослаблении или поломке пружин; нарушении регулировки механизма автоматов.

Ремонт автоматов начинают со снятия дугогасительных камер с соблюдением осторожности, чтобы не повредить находящиеся внутри камер пластины решетки дугогасительного устройства. Стальные омедненные пластины осторожно очищают от нагара деревянной палочкой или мягкой стальной щеткой, промывают ветошью, смоченной в растворителе, и протирают чистыми тряпками. Трещины и поломки дугогасительных камер и решеток склеивают клеем БФ-2, а щели с наружной стороны дугогасительных камер заклеивают тонким электрокартоиом (во время склеивания необходимо следить за тем, чтобы подтеки клея не оставались на внутренней поверхности изоляционного материала дугогасительных камер). Неисправные решетки заменяют новыми. Дугогасительные контакты автоматов при ремонте промывают, опиливают напильником, стараясь снять наименьшее количество меди; при их сильном повреждении (более 30 % размера контактов) - заменяют новыми.

Регулировку работы контактной системы автомата проводят путем одновременного касания главных, а затем промежуточных и дугогасительных контактов. При регулировке контакты перемещают так, чтобы возросло контактное нажатие. Необходимо следить в этом случае за тем, чтобы растворы и провалы оставались в допустимых пределах. Раствор контактов - это кратчайшее расстояние между неподвижным и подвижным контактами при их разомкнутом положении. Провал контакта - расстояние, на которое может сместиться место касания подвижного контакта с неподвижным из положения полного замыкания.

Контактная система регулируется таким образом, чтобы в момент касания дугогасительных контактов зазор между подвижным и неподвижным промежуточными контактами был не менее 5 мм, а в момент касания промежуточных контактов зазор между подвижным о и неподвижным 7 главными контактами был не менее 2,5 мм. Провал главных контактов должен быть не менее 2 мм во включенном положении автомата. В отключенном положении автомата раствор дугогасительных контактов должен быть не менее 65 мм.

От качества регулировки на одновременное замыкание контактов зависит электрический износ контактных поверхностей. При ремонте автоматов проверяют начальное и конечное нажатие контактной системы. Начальным нажатием является усилие, создаваемое контактной пружиной в точке первоначального касания. При недостаточном начальном нажатии может произойти приваривание контактов, а при увеличенном - нарушится четкость срабатывания аппарата. Нажатие должно быть в пределах 50 - 60 кН.

Конечным нажатием является усилие, создаваемое контактной пружиной в точке конечного касания при полностью включенном контакторе. Эта величина должна быть в пределах 90 - 100 кН.

Начальное и конечное контактное нажатие у автоматов измеряют динамометром. С помощью петли и динамометра оттягивают контакт 7 от контактодержателя 10. О начале деформации пружины судят по перемещению полоски тонкой бумаги, предварительно заложенной между контактодержателем и контактом. В некоторых случаях, когда способом вытягивания полоски по каким-либо причинам пользоваться неудобно, используют другие приемы для определения момента отсчета показания динамометра. Ремонт механизмов проводить при отключенном питании.

При ремонте автоматов проверяют правильность расположения рычагов на отключающем валике и зазор между рычагом валика и бойком расцепителя, который должен быть 2--3 мм. Проверяют и ремонтируют также и другие детали автомата: плавкую вставку предохранителя, сохранность резисторов, состояние блок-контактов, качество подсоединения проводов или кабелей и др. После ремонта проверяют легкость хода подвижных контактов, отсутствие касания подвижными контактами стенок дугогасительных камер. Для проверки взаимодействия деталей автомат медленно включают и отключают вручную 10--15 раз, а затем под напряжением (без нагрузки) 5--10 раз. После этого проверяют и устанавливают требуемые токи уставок максимальных расцепителей и испытывают при номинальной нагрузке по нормам, рекомендованным заводом-изготовителем.

1.7.  Техника безопасности при ремонте и эксплуатации аппаратов защиты

Работы по установке и монтажу автоматов защиты должны проводиться квалифицированным персоналом, прошедшим соответствующее обучение и имеющим допуск на право проведения подобных работ. Это - требование безопасности, изложенное в ПУЭ. Персоналу, осуществляющему техническое обслуживание электроустановок, в том числе и воздушных выключателей необходимо привести в порядок свою рабочую одежду (застегнуть обшлага рукавов, убрать свисающие концы одежды), проверить отсутствие предметов, мешающих производству ремонтных работ, проверить исправность инструмента и измерительных приборов. Все переносные устройства должны иметь штатные концы подключающих проводов, оборудованными клеммными зажимами, наконечниками, обеспечивающими надёжное и безопасное их подключение. Необходимо наличие диэлектрических ковриков, наличие достаточного освещения в помещении, достаточное освещение аппаратуры, при необходимости освещение может быть усилено переносными светильниками напряжением не более 36 вольт. Пользоваться переносными светильниками на 220 в запрещается. Смазывающие и растворяющие легковоспламеняющиеся жидкости (масло, бензин, спирт и др.) должны содержаться в специальной металлической таре в количествах не более односменной потребности. При работах необходимо присутствие не менее двух человек.

Глава 2. Практическая часть

2.1 Технологическая карта по подключению двухполюсного автомата

А сейчас попытаемся разобраться в подключении автомата с 2 полюсами к электрической бытовой цепи 220 В. Это значит, что на входе будут присутствовать 2 провода – фаза и ноль. Провод, необходимый для подключения, имеет 3 жилы сечением 2,5 мм (ВВГнгП 3*2,5), следовательно, величина максимально допустимого длительного тока – 25 А.

Рабочие элементы устройства

Мы выбрали двухполюсное автоматическое устройство защиты, которое выглядит следующим образом:

Нам потребуются четыре контакта, два из которых находятся в верхней части (входящие), два – в нижней (отходящие). Крепление будет происходить с помощью крепежных винтов, фиксирующих прижимные пластины

На поверхности корпуса есть подсказка – схема подключения автомата.

По маркировке мы определили, что автомат соответствует сечению проводов – С40. Это значит, что ток 40 А является предельным током реагирования устройства

Местом крепления устройства является металлическая пластина – DIN-рейка.

Если посмотреть с обратной стороны, то можно увидеть защелку, при помощи которой автомат одним движением фиксируется на DIN-рейке

Разобрались с составными частями, переходим к инструкции.

Пошаговый фото-инструктаж по подключению

Отключаем напряжение в сети, проверяем его отсутствие с помощью мультиметра. Подготавливаем провода, которые имеют двойную изоляцию. Под слоем внешней защиты скрываются три провода разного цвета. Соответствие цветов следующее: черный – фаза, синий – ноль, желтый – земля.

Нам потребуются только 2 провода – фаза и ноль, третий (земля) пойдет отдельно. На 1 см снимаем изоляцию и вставляем оголенные концы проводов в клеммы

Слева должна находиться фаза, справа – ноль. Обратите внимание, чтобы часть изоляции не попала под контакт – при нагревании кабель может оплавиться и стать причиной поломки устройства. Осторожно затягиваем винты и переходим к заземлению.

Для крепления заземления применяем проходной контакт, который фиксируется на DIN-рейке так же, как и сам автоматический выключатель. Вставляем третий провод и зажимаем его

Следующий шаг – подключение отходящих проводов, которые крепятся к нижним клеммам.

Аналогичным образом снимаем изоляцию, вставляем концы в клеммы и зажимаем их аккуратно, чтобы не повредить корпус устройства. Следом фиксируем провод заземления

Подключение закончено. Осталось подать напряжение, перевести рычаг управления в активное положение и проверить работу.

3. Заключение

В письменной экзаменационной работе охарактеризованы этапы развития энергетической промышленности, раскрыта классификация электрических аппаратов, дана характеристика автоматизированной аппаратуры защиты, выполнена схема устройства аппаратов защиты автоматического, описаны принципы работы, составлена последовательность технологических операций технического обслуживания и ремонта аппаратов защиты.

Важная роль при техническом обслуживании и ремонте аппаратов защиты отводится вопросам охраны труда, поэтому в работе описаны правила техники безопасности и пожарной безопасности.

Функция автоматов или автоматических выключателей состоит в том, чтобы предохранять цепи электрического тока электропроводки от короткого замыкания либо перегрузок.

Достоинства электрических аппаратов защиты:

Достоинство плавких предохранителей: просты по конструкции, надежно защищают электроустановки от токов коротких замыканий, обладают большой разрывной способностью, недороги по стоимости. Предохранители надежно защищают оборудование, установки и сети от коротких замыканий, перегрузок и прочих аварийных ситуаций. Общие характеристики предохранителей предполагают отключение защищаемых цепей, путем разрушения специальных элементов под действием тока. Данные элементы разрушаются, когда электрический ток превышает номинальное значение.

Достоинство автоматов защиты: имеют более устойчивые защитные характеристики, обеспечивают более надежную и селективную защиту от токов перегрузки, быстрое восстановление питания, дистанционное управление.

Недостатки электрических аппаратов защиты: 

Недостатки плавких предохранителей: Защитная характеристика плавких вставок является неустойчивой. Поэтому защита электрических сетей и токоприемников от перегрузок с помощью плавких предохранителей недостаточна надежна.

Недостатки автоматов защиты: автоматы дороже, сложнее по конструкции.

4. Список использованных источников и литературы

Основные источники:

1.     Макаров, Е. Ф. Обслуживание и ремонт электрооборудования электростанций и сетей [Текст]: учеб. для СПО / Е. Ф. Макаров. - М.: Академия, 2018. – 448 с.

2.     Сибикин, Ю. Д. Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий [Текст]: Учеб. для СПО: Учеб. пос. для СПО / Ю. Д. Сибикин, М. Ю. Сибикин. – М.: Академия, 2017. – 432 с.

Дополнительные источники:

1.     Быстрицкий, Г. Ф. Выбор и эксплуатация силовых трансформаторов [Текст]: учебн. пособ. для СПО / Г. Ф. Быстрицкий, Б. И. Кудрин. - М.: Академия, 2015. – 176 с.

2.     Журавлева, Л. В. Электроматериаловедение [Текст]: Учебник для сред. проф. образования / Л. В. Журавлева. – 5-е изд., стер. – М.: Академия,2018. – 352 с.

3.     Кацман М. М. Лабораторные работы по электрическим машинам и электрическому приводу [Текст]:  Учеб. пособие для СПО / М. М. Кацман - М.: Академия, 2018. – 256 с.

4.     Кисаримов, Р. А. Справочник электрика [Текст] / Р. А. Кисаримов. – М.: Изд-во РадиоСофт, 2017.- 512 с.

5.     Макаров, В. А. Электрослесарь [Текст]: Практ. пособие / В. А. Макаров. - Ростов-н/Д: Феникс, 2015. – 288 с.

6.     Пятницкая, В. Р. Практические и тестовые задания по технической эксплуатации электрооборудования [Текст]: Учеб. пособие для уч-ся СПО / В. Р. Пятницкая. - М.: Вышэйшая школа, 2015. – 143 с.

7.     Сибикин, Ю. Д. Справочник электромонтажника [Текст]: Учеб. пособие для СПО / Ю. Д. Сибикин. – М.: Академия, 2018. – 336 с.

8.     Сибикин, Ю. Д. Электробезопасность при эксплуатации электроустановок промышленных предприятий [Текст]: Учеб. пособие для уч-ся учреж. сред. проф. образования / Сибикин Ю. Д., Сибикин М. Ю. – 5-е изд., испр. – М.: Академия, 2010. – 240 с.

Периодические издания:

1.     Журнал "Электрик" – М.: Издательство "РадиоАматор"

2.     Журнал «Электрика» - М.: Издательство "Наука и Технологии"

3.     Журнал "Электрооборудование: эксплуатация и ремонт" – М.: Издательский дом «Панорама»

Интернет-ресурсы:

1.     Правила устройства электроустановок -  Режим  доступа: http://www.complexdoc.ru/ntdpdf/548224/pravila_ustroistva_elektroustanovok

2.     Ремонт и техническое обслуживание электрооборудования – Режим доступа: http://faza-nol.ru/

3.     Система моделирования электрических схем Multisim. – Режим доступа: http://www.ni.com/academic/multisim.htm

5. Приложение

Приложение 1 Принципиальная схема дистанционного управления

Приложение 2 Схема соединений сложных комплектных электрических устройств

Скачано с www.znanio.ru