Общие принципы организации обслуживания и ремонта устройств электроснабжения

9) АСРГ и СРГ - с резиновой изоляцией в свинцовой оболочке. Аналогичны кабелям АВРГ и ВРГ.

Основные указания по выбору видов проводок, способов прокладки и характеристики проводов и кабелей в зависимости от условий окружающей среды приведены в ПУЭ.

2.6 Установочная арматура

Штепсельные розетки, вилки, коробки для скрытой установки.

Двухполюсные применяются тогда, когда прибор не предусматривает заземление корпуса. Такие соединения применяют в помещениях без повышенной опасности.

Трехполюсные - в тех случаях, когда заземление предусматривает конкретный прибор.

Коробки - при монтаже освещения.

Коробки - для установки выключателей и розеток скрытой прокладки.

У-191М-У195М - пластмассы при открытой прокладке.

У196 - для установки выключателей и розеток.

У197, У 198 - из тонколистовой стали.

В стальных трубах- ответвительные коробки К75-К77 и принятие У994М-У996М.

КПП - проходная крышка.

КПД - проходная с видом через дно.

КТО - тройпиковая ответвительная.

ККО - крестовая ответвительная.

КПР - проходная разветвительная.

КТД - тройпиковая с вводом через дно.

2.7 Установочные и крепежные изделия

а) установочные - применяемые при монтаже электропроводок различных коробок, подвесок, подрозетников и потолочных розеток.

б) крепежные - изделия для крепления различных деталей, проводов и опорных конструкций к строительным поверхностям.

1. Коробки чугунные литые цилиндрической формы (для затягивания проводов в стальные трубы в помещениях с нормальной средой): натяжные, тройниковые, крестовые.

2. Коробки стальные прямоугольные ( для затягивания и ответвления проводов при открытой прокладке стальных труб в сырых помещениях): протяжные, ответвительные, - индекс У994-У996.

3. Фитинги (для электропроводок в особо сырых и взрывоопасных помещениях).

4. Коробки пластмассовые и штамповочные металлические.

5. Клицы обыкновенные.

6. Клицы шарнирные.

7. Подвески.

8. Подрозетники.

9. Потолочные розетки.

10. Дюбели.

заземляющий монтаж проводка ток

Лекция № 3

Тема: «Заземляющие устройства»

3.1 Основные понятия о заземляющих устройствах.

Основные понятия о заземляющих устройствах.

На электрических станциях применяются следующие виды предварительно намеренно выполняемых соединений с землей.

Рабочее заземление -- это заземление нейтралей генераторов и трансформаторов. При заземленной нейтрали изоляция фаз выбирается по фазному напряжению по отношению к земле, а при изолированной нейтрали по линейному. Установки и сети с заземленной нейтралью получаются много дешевле, что особенно существенно для напряжений 110 кВ и выше. При заземленной нейтрали повышается безопасность эксплуатации, так как обеспечивается четкое и надежное действие релейной защиты и быстрое отключение повреждений.

Глухое заземление нейтрали обычно применяется для установок 110 кВ и выше и в сетях собственных нужд станций и подстанций для напряжений 380/220 В, которые при этом становятся сетями низкого напряжения, так как напряжение проводов фаз по отношению к земле всегда меньше 250 В, как в нормальном режиме, так и при замыкании любой фазы на землю.

Грозозащитное заземление -- это заземление молниеотводов, защитных тросов, разрядников. Оно служит для отвода атмосферных индуцированных перенапряжений и прямых ударов молнии в грунт. Это заземление устраивается сосредоточенным с растеканием тока по трем-четырем направлениям.

Защитное заземление -- это заземление всех металлических частей установки (корпусов, каркасов, приводов аппаратов, опорных и монтажных конструкций, ограждений и т. п.), нормально не находящихся под напряжением, но которые могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции.

Защитное заземление выполняется с целью повышения безопасности эксплуатации, уменьшения вероятности поражения персонала и животных электрическим током в процессе эксплуатации электрических установок.

Следует отметить, что безопасность эксплуатации будет обеспечена только при правильно выполненных конструкциях защитного заземления, применении личных средств безопасности (индивидуальных средств защиты) и безукоризненно точном выполнении ведомственных инструкций и правил техники безопасности.

В опасных условиях даже небольшие работы выполняются не менее чем двумя лицами оперативно-ремонтного персонала. Второе лицо должно находиться вблизи работающего и следить за соблюдением им необходимых мер безопасности.

Так как практически заземления различного назначения внутри объекта не могут быть выполнены изолированными друг от друга и разные системы заземления в пределах установки при замыкании на землю должны иметь одинаковый потенциал, то все системы заземления, выполняемые как местные, объединяются между собой в общую систему заземления станции. При объединении уменьшаются суммарное сопротивление заземления и общие затраты на заземляющие устройства.

Следует оговориться, что грозозащитное заземление отдельно стоящих молниеотводов (диверторов), тросов, разрядников, находящихся за оградой объекта, желательно выполнять, если это возможно, сосредоточенным и обособленным от станционных заземлений, чтобы предотвратить вынос высоких потенциален на общую систему заземления, корпуса, каркасы и опорные конструкции оборудования.

Земля -- место (точки) грунта, потенциал которого равен нулю. На расстоянии примерно 20 м от заземлителя потенциал грунта практически равен нулю.

Заземлитель, или заземляющий электрод,-- металлический проводник (или группа их), помещенный в грунт или на дно водоема.

Заземляющие провода и полосы -- металлические проводники и полосы, служащие для соединения заземляемых частей оборудования и конструкций с заземлителей.

Замыкание на землю -- случайное или аварийное соединение (токопроводов, находящихся под напряжением) с землей.

Заземление -- преднамеренно выполняемое соединение с землей.

Сопротивление заземления (или сопротивление растеканию тока в грунте) -- сопротивление грунта от заземлителя до земли. В системе заземления сопротивление заземляющих проводов и полос, а также сопротивление контакта между заземлителей и грунтом практически равно нулю. Сопротивление заземления равно частному от деления напряжения заземления на ток замыкания на землю.

Напряжение прикосновения -- разность потенциалов между двумя точками в системе заземления, к которым одновременно прикасается человек (чаще всего между точками прикосновения ногой и рукой).

Коэффициент напряжения прикосновения -- отношение напряжения прикосновения к полному напряжению заземления.

Напряжение шага -- разность потенциалов между двумя точками в системе заземления, на которых могут оказаться ноги человека. По нормам шаг равен 0,8 м.

Коэффициент напряжения шага -- отношение напряжения шага к полному напряжению заземления.

Контур заземления -- устройство, состоящее из металлических полос с приваренными заземлителями, которое прокладывается в грунте вокруг периметра объекта.

Выравнивающая сетка -- сетка из полос в грунте на территории площадки открытого РУ или под полом помещения, которая предназначается для выравнивания потенциала.

Выносное заземление -- дополнительные, расходящиеся лучами полосы с заземлителями или дополнительный контур заземления с выравнивающей сеткой, располагаемые в доступном месте с хорошей проводимостью грунта (болото, почвы с талой водой, непромерзающие озера, реки, заливы моря) и надежно соединенные несколькими кабельными линиями с главным контуром заземления. Выносное заземление выполняется при недостаточности основного контура, например при скальных грунтах, в зонах вечной мерзлоты и в других сложных условиях для уменьшения сопротивления заземления.

Повторное заземление -- дополнительное заземление, выполняемое у четырехпроводных сетей 380/220 В возле приемников энергии с целью обеспечения безопасности при обрыве нулевого провода.

3.2 Назначение заземляющих устройств и требования ПУЭ к ним

а) Электроустановки напряжением выше 1000 В с большими токами замыкания на землю. Согласно ПУЭ сопротивление заземляющего устройства в этих электроустановках не должно превышать 0,5 Ом. Однако одно лишь ограничение сопротивления заземляющего устройства не обеспечивает приемлемых напряжений прикосновения и шага при токах замыкания на землю в несколько килоампер.

Если заземлитель не размещается внутри ограждаемой территории, он может быть расширен за пределы электроустановок с обязательным выравниванием потенциалов на границе контура путем постепенного заглубления крайних проводников сетки. При этом металлические части забора и арматура стоек железобетонного забора должны быть присоединены к заземлителю.

При расположении электроустановок с большим током замыкания на землю у цехов промышленных предприятий необходимо выполнять следующие мероприятия:

1) все прилегающие здания должны быть включены в общий контур заземления;

2) должны приниматься меры к выравниванию потенциалов внутри цехов;

3) вокруг зданий на расстоянии 1 м от стен на глубине 1 м должен быть проложен проводник, соединенный с заземляющими проводниками внутри здания, а у входов и въездов в здания должно быть выполнено выравнивание потенциалов путем прокладки дополнительных полос с постепенным заглублением;

4) вокруг зданий следует устраивать асфальтированные отмостки шириной 1-1,5 м.

б) Электроустановки напряжением выше 1000 В с малыми токами замыкания на землю. В соответствии с требованиями ПУЭ в электроустановках без компенсации емкостных токов сопротивление заземляющего устройства при протекании через него расчетного тока в любое время года должно удовлетворять условию:

где I расч - расчетный ток через заземляющее устройство, А;

U расч - расчетное напряжение на заземляющем устройстве по отношению к земле, В.

Расчетным током является полный тон замыкания на землю при полностью включенных присоединениях электрически связанной сети.

Расчетный ток замыкания на землю может быть найден из выражения, А

где U - междуфазное напряжение сети, кВ;

l к, l в - общая длина электрически связанных между собой кабельных и воздушных линий, км.

Если заземляющее устройство используется только для электроустановок напряжением выше 1000 В, I расч принимается равным 250 В; если заземляющее устройство одновременно используется и для электроустановок напряжением до 1000 В, I расч = 125 В.

Сопротивление заземляющего устройства для сетей напряжением выше 1000 В с малыми токами замыкания на землю должно быть не более 10 Ом.

в) Электроустановки напряжением до 1000 В с глухим заземлением нейтрали.

Согласно ПУЭ сопротивление заземляющего устройства в установках напряжением до 1000 В с глухим заземлением нейтрали должно быть не более 4 Ом. Исключение составляют электроустановки, в которых суммарная мощность установленных генераторов и трансформаторов не превышает 100 кВА. В этих случаях заземляющие устройства могут иметь сопротивления не более 10 Ом.

Части электроустановок, подлежащие заземлению, должны иметь надежную металлическую связь с нейтралью источника питания, выполняемую с помощью заземляющих проводников или нулевого провода. При воздушных линиях металлическая связь с нейтралью источника питания осуществляется при помощи специального нулевого провода, прокладываемого на опорах так же, как и фазные провода. При этом через каждые 250 м, а также на концах линий и ответвлений длиной более 200 м должны устраиваться повторные заземления нулевого провода. Сопротивление заземляющих устройств каждого из повторных заземлений должно быть не более 10 Ом. В сетях с суммарной мощностью питающих генераторов и трансформаторов 100 кВА и менее, для которых допущено cопротивление основного заземляющего устройства 10 Ом, сопротивление заземляющих устройств каждого из повторных заземлений должно быть не более 30 Ом при числе их не менее трех.

С целью обеспечения автоматического отключения участка с однофазным замыканием заземляющие проводники должны быть выбраны таким образом, чтобы при замыкании на корпус или на нулевой провод возникал ток короткого замыкания, превышающий:

1) в 3 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя;

2) в 3 раза номинальный ток замедленного расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику.

г) Электроустановки напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью. Сопротивление заземляющего устройства согласно ПУЭ не должно превышать 4 Ом, а в электроустановках с суммарной мощностью параллельно работающих генераторов и трансформаторов 100 кВА и ниже не должно быть выше 10 Ом.

При однофазных замыканиях в сетях до 1000 В в месте замыкания протекает ток, обусловленный проводимостями (активной и емкостной) фаз на землю.

Напряжение на заземлителе относительно точки нулевого потенциала равно:

Uзм = Iзм Ч Rзм

где I зм - ток замыкания, А;

Rзм - сопротивление заземляющего устройства, не превышающее 4 Ом (или 10).

Наибольшее значение напряжения прикосновения при этом составляет несколько десятков вольт. Поэтому в коротких сетях с малой проводимостью на землю неоспоримы преимущества сетей с изолированной нейтралью с точки зрения элекробезопасности.

3.3 Монтаж заземляющих устройств

Различают наружный и внутренний контур заземления.

Внутренний контур также соединяется в замкнутый контур. Соединение внутреннего и наружного контура выполняется не менее чем в двух местах с обеспечением максимальной надежности.

Наружный контур заземления и его монтаж

Для обеспечения безопасности людей осуществляют защитное заземление электроустановок. Заземлению подлежат:

- металлические кожухи и корпуса электроустановок, различных агрегатов и приводов к ним, светильников, металлические каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов;

- металлические конструкции и металлические корпуса кабельных муфт, металлические оболочки кабелей и проводов, стальные трубы электропроводки;

- вторичные обмотки измерительных трансформаторов.

Заземлению не подлежат:

- арматура подвесных и штыри опорных изоляторов, оборудование установленное на заземленных металлических конструкциях, так как на их опорных поверхностях должны быть предусмотрены зачищенные незакрашенные места для обеспечения электрического контакта;

- корпуса электроизмерительных приборов и реле, установленные на щитках, щитах, шкафах, а также на стенах камер распределительных устройств;

- металлические оболочки контрольных кабелей в случаях, которые оговариваются в проекте особо.

Защитное заземление состоит из наружного устройства, представляющий собой искусственные или естественные заземлители, проложенные в грунте и соединенные между собой в общий контур, и внутренней сети, состоящей из заземляющих проводников, прокладываемых по стенам помещения, в котором находится установка, и присоединяемых к наружному контуру.

Металлические заземлители, заложенные в грунт, имея большую площадь соприкосновения с землей, обеспечивают малое электрическое сопротивление контура.

Для заземления электроустановок в первую очередь должны использоваться естественные заземлители - проложенные в земле металлические трубопроводы (кроме трубопроводов с горючими, легковоспламеняющимися и взрывчатыми жидкостями или газами); обсадные трубы; металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, надежно соединенные с землей; свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле, и нулевые с повторными заземлителями рабочие провода воздушных линий напряжением до 1000 В. Естественные заземлители должны присоединяться к заземляющей магистрали электроустановки не менее чем в двух местах.

Присоединение заземляющих проводников к заземлителями, а также соединение заземляющих проводников между собой производится сваркой, причем длина нахлестки должна быть равна двойной ширине проводника при прямоугольном его сечении и шести диаметрам - при круглом. При Т - образном соединении внахлестку двух полос длина нахлестки определяется их шириной.

Присоединение заземляющих проводников к трубопроводам выполняется сваркой (рис. 3.) или, если это не возможно, хомутами со стороны ввода трубопроводов в здание. Сварочные швы, расположенные в земле, после монтажа для защиты от коррозии покрываются битумом.



Рис. 3. Примеры соединения заземляющего проводника с трубопроводом хомутом: (а), обходной перемычкой, установленной на задвижке (б), заземлителей с полосовой сталью (в), металлоконструкций перемычкой (г) и заземляющих проводников, проходящих через пол и стену (д).

Если естественных заземлителей нет или они не удовлетворяют расчетным требованиям, монтируют контур наружного заземления из искусственных заземлителей, которые могут быть вертикальными, горизонтальными и углубленными.

Вертикальные заземлители - это вбитые в землю стальные трубы или угловая сталь, а также ввернутые в землю стальные стержни. Проложенные в землю стальные полосы толщиной не менее 4 мм или круглая сталь диаметром не менее 10 мм являются горизонтальными искусственными заземлителями, играющими роль самостоятельных элементов заземления или служащие для связи друг с другом вертикальных заземлителей.

Внешний контур заземления прокладывается в земляных траншеях глубиной 0,7 м. искусственные заземлители в виде отрезков стальных труб, круглых стержней и уголков длинной 3…5 м заглубляются в грунт свертыванием или вибропогружением так, чтобы головка электрода оказалась на глубине 0,5 м от поверхности земли. Заглубленные заземлители соединяют друг с другом стальными полосами с сечением 40Ч4 мм с помощью сварки. Места приварки полосы к заземлителям покрывают разогретым битумом для защиты от коррозии. Расположенные в земле заземлители и заземляющие проводники не должны быть окрашенными. Траншеи с уложенными в них заземляющими проводниками и заземлителями засыпают землей, не содержащей камней и строительного мусора.

Естественные заземлители связываются с заземляющими магистралями электроустановки не менее чем двумя проводниками, присоединенными в разных местах. Соединение заземляющих проводников с протяженными заземлителями (трубопроводы) выполняются вблизи от вводов их в здания при помощи сварки или хомутов, контактная поверхность которых обслуживается.

В помещениях заземляющие проводники должны быть доступны для осмотра, но это требование не относится к нулевым жилам и металлическим оболочкам кабелей, трубопроводам скрытой проводки и металлоконструкциям, находящимся в земле. Через стены заземляющие проводники прокладываются в открытых проемах, трубах или иных жестких обрамлениях. Каждый заземляемый элемент электроустановки должен присоединяться к заземляющей магистрали при помощи отдельного ответвления. Последовательное подключение к заземляющему проводнику нескольких заземляемых элементов запрещается.

Монтаж внутренней заземляющей сети

Перед засыпкой траншей к наружному контуру заземления приваривают стальные полосы или круглые стержни, которые затем вводят внутрь здания, где находится оборудование, подлежащие заземлению. Вводов, соединяющие заземлители с внутренней заземляющей сетью, должно быть не менее двух и выполняются они стальными проводниками тех же размеров и сечений, что и соединения заземлителей между собой. Как правило, ввода заземляющих проводников в здание прокладывают в несгораемых металлических трубах, выступающих по обе стороны стены примерно на 10 мм.

В цехах промышленных предприятий и зданиях трансформаторных подстанций электрооборудование, подлежащие заземлению, располагается самым различным образом, поэтому для присоединения его к системе заземления в помещении должны быть проложены заземляющие и нулевые защитные проводники.

В качестве последних используются:

- нулевые рабочие проводники (кроме взрывоопасных установок), а также металлические конструкции здания (колоны, фермы);

- проводники, специально предназначенные для этой цели;

-металлические конструкции производственного назначения (каркасы распределительных устройств, подкрановые пути, шахты лифтов, обрамленные каналы), стальные трубы электропроводок;

- алюминиевые оболочки кабелей;

- металлические кожухи шинопроводов, короба и лотки;

- металлические стационарно положенные трубопроводы любого назначения (кроме трубопроводов горючих и взрывоопасных веществ и смесей, канализации и центрального отопления).

Запрещается использовать в качестве нулевых защитных проводников металлические оболочки трубчатых проводов, несущие тросы, металлорукава, броню и свинцовые оболочки кабелей, хотя сами по себе они должны быть заземлены или занулены и иметь надежные соединения на всем протяжении.

Если естественные магистрали заземления использовать нельзя, то в качестве заземляющих или нулевых защитных проводников применяют стальные проводники, минимальные размеры которых представлены в таблице 2. заземляющие проводники в помещениях должны быть доступны для осмотра, поэтому они (за исключением стальных труб скрытой электропроводки, оболочек кабелей) прокладываются открыто.

Проход через стены выполняется в открытых проемах, несгораемых неметаллических трубах, а через перекрытия - в отрезках таких же труб, выступающих под полом на 30…50 мм. Заземляющие проводники должны проводиться свободно, за исключением взрывоопасных установок, где отверстия труб и проемов заделываются легкопробивными несгораемыми материалами.

Перед прокладкой стальные шины выправляют, очищаются и окрашиваются со всех сторон. Места соединения после сварки стыков покрываются асфальтным лаком или масляной краской. В сухих помещениях можно использовать нитроэмали, а в помещениях с сырыми и едкими парами нужно применять краски, стойкие к химически активной среде.

Таблица №3. ? Минимальные размеры заземляющих проводников

Вид проводника	Место прокладки
	В здании	В наружной установке и в земле
Круглая сталь	Диаметр 5 мм	Диаметр 6 мм
Прямоугольная сталь	Сечение 24 мм2, толщина 3 мм	Сечение 48 мм2, толщина 4 мм
Стальная газопроводная труба	Толщина стенок 2,5 мм	Толщина стенок 2,5 мм в НУ и 3,5 мм в земле
Стальная тонкостенная труба	Толщина стенок 1,5 мм	2,5 мм в НУ в земле не допускается
Угловая сталь	Толщина полок 2 мм	Толщина полок 2,5 мм в НУ и 4 мм в земле

В помещениях и наружных установках с неагрессивной средой в местах, доступных для осмотра и ремонта, допускается использование болтовых соединений заземляющих и нулевых защитных проводников при условии, что будут приняты меры против их ослабления и коррозии контактных поверхностей.

Открыто проложенные заземляющие и нулевые защитные проводники должны иметь отличительную краску: на зеленом фоне полоски желтого цвета шириной 15 мм на расстоянии 150 мм друг от друга. Заземляющие проводники прокладываются только параллельно наклонным конструкциям здания.

Проводники с прямоугольным сечением крепятся широкой плоскостью к кирпичной или бетонной стене с помощью строительно-монтажного пистолета или пиротехнической оправе. К деревянным стенам заземляющие проводники прикрепляются шурупами. Опоры для крепления заземляющих проводников должны устанавливаться с соблюдением следующих расстояний: между опорами на прямых участках - 600…1000 мм, от вершин углов на поворотах - 100 мм, от уровня пола помещения - 400…600 мм.

3.4 Сдача в эксплуатацию заземляющих устройств

При сдаче в эксплуатацию заземляющего устройства монтажной организацией должна быть предъявлена документация в соответствии с установленными требованиями и правилами.

Присоединение заземляющих проводников к заземлителю и заземляющим конструкциям должно быть выполнено сваркой, а к главному заземляющему зажиму, корпусам аппаратов, машин и опорам ВЛ - болтовым соединением (для обеспечения возможности производства измерений). Контактные соединения должны отвечать требованиям государственных стандартов.

Монтаж заземлителей, заземляющих проводников, присоединение заземляющих проводников к заземлителям и оборудованию должен соответствовать установленным требованиям.

Каждая часть электроустановки, подлежащая заземлению или занулению, должна быть присоединена к сети заземления или зануления с помощью отдельного проводника. Последовательное соединение заземляющими (зануляющими) проводниками нескольких элементов электроустановки не допускается.

Сечение заземляющих и нулевых защитных проводников должно соответствовать правилам устройства электроустановок.

Открыто проложенные заземляющие проводники должны быть предохранены от коррозии и окрашены в черный цвет.

Для определения технического состояния заземляющего устройства должны проводиться визуальные осмотры видимой части, осмотры заземляющего устройства с выборочным вскрытием грунта, измерение параметров заземляющего устройства в соответствии с нормами испытания электрооборудования.

Визуальные осмотры видимой части заземляющего устройства должны производиться по графику, но не реже 1 раза в 6 месяцев ответственным за электрохозяйство Потребителя или работником, им уполномоченным.

При осмотре оценивается состояние контактных соединений между защитным проводником и оборудованием, наличие антикоррозионного покрытия, отсутствие обрывов.

Результаты осмотров должны заноситься в паспорт заземляющего устройства.

Результаты осмотров должны оформляться актами.

· Для определения технического состояния заземляющего устройства в соответствии с нормами испытаний электрооборудования (приложение 3) должны производиться:

· измерение сопротивления заземляющего устройства;

· измерение напряжения прикосновения (в электроустановках, заземляющее устройство которых выполнено по нормам на напряжение прикосновения), проверка наличия цепи между заземляющим устройством и заземляемыми элементами, а также соединений естественных заземлителей с заземляющим устройством;

· измерение токов короткого замыкания электроустановки, проверка состояния пробивных предохранителей;

· измерение удельного сопротивления грунта в районе заземляющего устройства.

Для ВЛ измерения производятся ежегодно у опор, имеющих разъединители, защитные промежутки, разрядники, повторное заземление нулевого провода, а также выборочно у 2% железобетонных и металлических опор в населенной местности.

Измерения должны выполняться в период наибольшего высыхания грунта (для районов вечной мерзлоты - в период наибольшего промерзания грунта).

Результаты измерений оформляются протоколами.

Измерения параметров заземляющих устройств - сопротивление заземляющего устройства, напряжение прикосновения, проверка наличия цепи между заземлителями и заземляемыми элементами - производятся также после реконструкции и ремонта заземляющих устройств, при обнаружении разрушения или перекрытия изоляторов ВЛ электрической дугой.

При необходимости должны приниматься меры по доведению параметров заземляющих устройств до нормативных.

На каждое находящееся в эксплуатации заземляющее устройство должен быть заведен паспорт, содержащий:

· исполнительную схему устройства с привязками к капитальным сооружениям;

· указание связи с надземными и подземными коммуникациями и с другими заземляющими устройствами;

· дату ввода в эксплуатацию;

· основные параметры заземлителей (материал, профиль, линейные размеры);

· величину сопротивления растекания тока заземляющего устройства;

· удельное сопротивление грунта;

· данные по напряжению прикосновения (при необходимости);

· данные по степени коррозии искусственных заземлителей;

· данные по сопротивлению металлосвязи оборудования с заземляющим устройством;

· ведомость осмотров и выявленных дефектов;

· информацию по устранению замечаний и дефектов.

К паспорту должны быть приложены результаты визуальных осмотров, осмотров со вскрытием грунта, протоколы измерения параметров заземляющего устройства, данные о характере ремонтов и изменениях, внесенных в конструкцию устройства.

Для проверки соответствия токов плавления предохранителей или уставок расцепителей автоматических выключателей току короткого замыкания в электроустановках периодически должна проводиться проверка срабатывания защиты.

После каждой перестановки электрооборудования и монтажа нового (в электроустановках до 1000 В) перед его включением необходимо проверить срабатывание защиты при коротком замыкании.Использование земли в качестве фазного или нулевого провода в электроустановках до 1000 В не допускается.При использовании в электроустановке устройств защитного отключения (далее - УЗО) должна осуществляться его проверка в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя и нормами испытаний электрооборудования.

Сети до 1000 В с изолированной нейтралью должны быть защищены пробивным предохранителем.

Лекция № 4

Тема: «Монтаж и эксплуатация электрических машин»

4.1 Требования ПУЭ и СНиП к монтажу электрических машин

Электрические машины широко применяются в качестве двигателей для привода различных установок и устройств, а также в качестве генераторов электроэнергии.

В электроприводах используются асинхронные трехфазные электродвигатели и двигатели постоянного тока. В качестве генераторов используются синхронные электрические машины различных серий.

Электрические машины делятся на:

1) электрические машины малой мощности (до 100 кВт)

2) электрические машины средней мощности ( от 100 кВт до 1000 кВт)

3) электрические машины большой мощности (более 1 МВт).

Требования ПУЭ и СНиП к монтажу электрических машин.

Электрические машины монтируют в электромашинных помещениях.

ЭМП - помещения, в котором совместно могут быть установлены электрические генераторы, вращающиеся или статические преобразователи, электродвигатели, трансформаторы,, распределительные устройства, щиты и пульты управления, а так же относящиеся к ним вспомогательное оборудование, обслуживание которых производится подготовленным квалифицированным персоналом.

ЭМП должны быть оборудованы телефонной связью, пожарной и охранной сигнализацией.

Вращающаяся часть в ЭМП оборудования расположена на доступной высоте, должны быть ограждены от прикосновения, в соответствии с действительными требованиями безопасности.

В ЭМП предусмотрены сети питания трансформаторов для переносных светильников и машин для уборки помещений.

ЭМП должно быть оборудовано устройствам для продувки электрооборудования сухим, чистым, сжатым воздухом давлением не более 0,2 МПа от передвижного компрессора или от сети сжатого воздуха с фильтрами и осушителями.

ЭМП должно быть оборудовано промышленным передвижным пылесосом для сбора пыли с оборудования.

Для транспортировки и монтажа, разборки и сборки электрических машин, преобразователей и других работ . В ЭМП как правило предусмотрены инвентарные грузоподъемные и транспортные установки.

Размещение и установка оборудования.

Компоновка ЭМП на всех отметках должна допускать удобную транспортировку и монтаж оборудования, с обеспечением следующих расстояний к свету:

- по вертикали - 0,3 м

- по горизонтали - 0,5 м.

Непосредственно в ЭМП допускается открыто устанавливать следующее оборудование:

1) маслонаполненные пусковые и пускорегулирующие устройства для управления электрических машин.

2) Трансформаторы мощностью до 1,6 МВА с объемом масла до двух тонн при наличии газовой защиты.

3) Трансформаторы сухие и с негорючим диэлектриком без ограничения мощности (негорючий диэлектрик «савол»)

4) Аккумуляторные батареи закрытого типа при наличии вытяжки или при их зарядке вне ЭМП.

5) Полупроводниковые преобразователи.

Для производства монтажных и ремонтных работ в ЭМП должны быть предусмотрены проектом специальной площадки.

Внешние контуры пола монтажной площадки должны быть обозначены красной краской с нанесением цифр допустимой нагрузки в кг/м2.

4.2 Монтаж электрических машин, поступающих в собранном виде

В этом случае выполняется следующее:

- осуществить хранение электрических машин до монтажа и доставку ее на место монтажа;

- провести ревизию электрических машин и при необходимости сушку обмотки;

- подготовить место установки машины;

- установить машину и выверить ее положение;

- подключить к сети через соответствующую пускорегулирующую аппаратуру;

- испытать электрическую машину;

- сдать электрическую машину в эксплуатацию.

Хранение и транспортировка.

Хранение обычно после завода на складе в закрытых сухих помещениях на деревянных настилах, а если позволяет вес, то на стеллажах. При выгрузке и перемещении электрических машин пользуются всеми имеющимися в расположении организации подъемные механизмы. Машины весом до 100 кг можно переносить на носилках или на ломе. Машины прибывшие в упаковке не рассматриваются до перевозки на место монтажа.

Ревизия.

Перед монтажом каждая машина подвергается ревизия.

Она может быть:

- полной (с разборкой);

- частичной (без разборки);

Ревизия без разборки - во всех случаях;

Ревизия с разборкой - при каких-либо сомнениях в исправности машины.

Ревизия машины без разборки заключается в проверке внешнего осмотра состояния: щёточного механизма, подшипников, смазки, изоляции лобовых частей обмотки и измерения сопротивления изоляции обмоток.

При необходимости разборку начинают со снятия полумуфт, шестерён, подшипников с помощью съемников. При необходимости производят выемку ротора из статора после снятия подшипников. Сборка происходит в обратном порядке.

Так как изоляция обмоток электрических машин впитывает влагу, то включение машин можно производить только после оценки степени увлажнения изоляции обмоток. О степени увлажнения изоляции обмоток машин напряжением выше 1000 В судят по величине сопротивления изоляции.

Электрические машины делятся на две группы:

1 группа - Машины мощностью до 5000 кВт.

2 группа - Все остальные.

Для решения вопроса о возможности включения машин без сушки производится ряд измерений, по результатам которых делают заключения, а именно:

1) Измерение сопротивления изоляции обмоток машины.

Мегоометр на 1000 В или 2500 В при температуре ? +10єС (в случае охлаждения ниже +10єС машину следует прогреть).

Отсчет показаний мегоометра берут на 60-ой секунде R60 после начала вращения рукоятки генератора привода. При этом R60 не менее величины указанной в таблице № 4.

Таблица № 4

Температура обмоток	R60 , МОм
	U = 3-3,15кВ	U = 6-6,3кВ	U = 10-10,5кВ
+10єС +20єС +30єС	35 25 18	73 50 35	125 85 60

2) Определение величины коэффициента абсорбции

k=R60 / R15

k ? 1,2 для машин первой группы (Р до 500 кВт и n до 1500 об/мин)

k ? 1,3 для машин второй группы ( все, что не относится к первой группе).

Чем суше изоляция обмотки, тем больше будет емкость конденсатора , образованного проводниками и корпусом машины, следовательно тем больший ток заряда этого конденсатора будет протекать в начальный период измерения и показания мегоометра будут меньше.

3) Снятие характеристики зависимости тока утечки через изоляцию обмоток машины от величины испытательного выпрямленного напряжения, приложенного к обмоткам.

4) Для снятия характеристики к обмотке машины прикладывают напряжение и постепенно повышают его от нуля до величины испытательного напряжения соответствующей величины, определяют величину тока утечки и по полученным данным строям график.

Iутеч. = f(Uиспыт.)

Кривая должна быть плавной и не иметь крутых изгибов.

Коэффициент нелинейности кривой должен быть:

К=(RUmin / RUmax) ? 3

Подготовка места установки.

Подготовка места установки ведется одновременно с ревизией электрической машины.

В качестве оснований применяется:

- литые чугунные или стальные плиты;

- сварные металлические рамы;

- кронштейны;

- салазки и т.д.

Установка электрических машин и выверка ее положения.

Электродвигатели устанавливают непосредственно на полу, на специальных конструкциях, прикрепляемых к междуэтажному перекрытию, на фундаменте и стенах. Подъем небольших электродвигателей (до 50 кг) для установки их на низких фундаментах и конструкциях выполняют вручную. Подъем более тяжелых электродвигателей выполняют подъемниками, кранами, талями или полиспастами (блоками) и другими грузоподъемными механизмами.

Электродвигатель, установленный на полу междуэтажного перекрытия, на конструкции или фундаменте, выверяют, соединяя его с приводимым им во вращение станком или механизмом. Соединение выполняется непосредственно при помощи муфт или через ту или иную передачу (зубчатую, ременную). В настоящее время применяют ремни клиновидной формы (так называемая клиноременная передача).

При всех способах соединения требуется проверка положения двигателя при помощи уровня в горизонтальной плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для этого удобнее всего пользоваться «валовым» уровнем, т е таким, который в основании имеет выемку в виде ласточкина хвоста; его удобно накладывать непосредственно на вал электродвигателя

При выверке электродвигателей, устанавливаемых непосредственно на бетонном полу или фундаменте, под лапы электродвигателей подкладывают для регулирования положения их в горизонтальной плоскости металлические подкладки (клинья). Деревянные подкладки для этой цели не пригодны, так как при заливке фундаментных болтов цементным раствором они набухают и сбивают произведенную выверку, а при затяжке болтов спрессовываются. Выверку положения валов электродвигателя и вращаемой им машины при непосредственном их соединении муфтами выполняют с помощью двух центровочных скоб, закрепляемых на валах электродвигателя и машины (рис.4). Поворачивая одновременно валы электродвигателя и машины в одном и том же направлении, добиваются того, чтобы расстояния А и Б между скобами при соединении валов поперечно-свертными муфтами не изменялись, а при соединении другими видами муфт разница в зазорах не превышала допустимых значений.

Для этого под электродвигатель или машину подкладывают прокладки (кровельную и полосовую сталь), сдвигают в сторону одну из машин до тех пор, пока расстояние между обоими остриями будет оставаться неизменным при любом положении одновременно поворачиваемых валов.

При центровке валов выполняют предварительную затяжку стандартными гаечными ключами без надставок. Через 30 мин после окончания подливки бетонной смесью повторно контролируют выверенное положение электрических машин. При достижении подливкой прочности не менее 12 000 кПа, но не ранее чем через 4 сут с помощью надставок окончательно затягивают гайки фундаментных болтов. Затяжку производят равномерно в два-три обхода в требуемой последовательности. Начинают с фундаментных болтов, расположенных на осях симметрии опорной части, после чего затягивают ближайшие к ним болты, а затем, постепенно удаляясь от оси симметрии, остальные.



Рис 4. Выверка установки (сопряжения) электродвигателя и вращаемой им машины при непосредственном соединении их муфтами с помощью центровочных скоб. а -- закрепляемых хомутами на полумуфтах, б -- закрепляемых на втулках полумуфт, в -- закрепляемые на ободе полумуфт

Подключение машины к сети.

Установленную машину подключают к сети через соответствующую пусковую аппаратуру.

Проводка проводов или кабелей в электрических машинах и пусковой аппаратуре, расположенным на высоте менее 1,5 м должна быть защищена от механического повреждения стальными трубами, металлорукавами. Испытание и сдача в эксплуатацию напряжением до 100 кВт

1) Измерение сопротивления изоляции обмоток статора и ротора;

2) Измерение сопротивления постоянному току реостатов и пускорегулирующих резисторов. Величина сопротивления не должна отличаться от паспортных данных более чем на 10 %.

3) Проверяют работу на ХХ (не менее 1 часа);

4) Проверяют работу под нагрузкой ( проверяют ненормальность работы подшипников и других частей, температуру подшипников и обмоток и.т.д).

При передачи в эксплуатацию в эксплуатацию предъявляют определенные документы:

- акт готовности фундамента;

- акт о необходимости выполнения осмотра и проверки с разборкой машины;

- протокол проверки с разборкой электрической машины прибывает в собранном виде.

- протокол осмотра и проверки без разборки машины, пребывание в собранном виде;

- протокол сушки машины (если необходимо).

4.3 Монтаж электрических машин поступающих в разобранном виде

Выгрузку электродвигателей с автомашин и других транспортных средств выполняют при помощи кранов, автопогрузчиков и т. п.

При перемещении электродвигателей, освобожденных от упаковки, по горизонтальной плоскости применяют краны, электротали, электрокары, погрузчики, которые используют и для подъема электродвигателей при установке на фундаменты.

Осмотр электрических машин перед установкой производят на стенде в специально выделенном помещении в цехе.

О всех обнаруженных дефектах электромонтажник ставит в известность бригадира, мастера или руководителя монтажа.

Если электродвигатель не имеет наружных повреждений, производят очистку его внутренних частей. Для этого пользуются сжатым воздухом. Предварительно проверяют подачу по трубопроводу сухого воздуха, для чего струю направляют на какую-нибудь поверхность или на ладонь руки. При продувке ротор проворачивают вручную, проверяя свободное вращение вала в подшипниках. Снаружи электродвигатель обтирают тряпкой, слегка смоченной в керосине.

Промывка подшипников скольжения во время монтажа производится следующим образом. Из подшипников выпускают остатки масла, отвернув спускные пробки. Затем, завинтив их, в подшипники наливают керосин и вращают якорь или ротор руками. Не прекращая вращения ротора, снова вывинчивают спускные пробки и дают стечь всему керосину. Керосин не удается удалить полностью из подшипников после промывки, и он может разжижить вливаемое в подшипник масло, ухудшив тем самым условия смазки. Поэтому после промывки керосином подшипники необходимо промыть также маслом, которое уносит с собой остатки керосина. Только после промывки подшипников маслом их заполняют свежим маслом на 1/2 или 1/3 ванны.

Смазка в подшипниках качения (роликовые и шариковые) при установке машин не заменяется. Заполнение смазкой подшипника не должно превышать 2/3 свободного объема подшипника.

Измерение сопротивления изоляции.

У электродвигателей постоянного тока измеряют сопротивление изоляции между якорем и катушками возбуждения (полюсами), проверяют сопротивление изоляции якоря, щеток и катушек возбуждения по отношению к корпусу. При измерении сопротивления изоляции у подсоединенного к сети электродвигателя необходимо отсоединить все провода, подведенные к электродвигателю от сети и реостата. Между щетками и коллектором при измерении помещается изолирующая прокладка из миканита, электрокартона, фибры, резиновой трубки и т. п.

У электродвигателей трехфазного тока с короткозамкнутым ротором производят измерение сопротивления изоляции только обмоток статора по отношению к земле (корпусу) и друг к другу. Это возможно при помощи выведенных шести концов обмотки. Если выведены только три конца обмотки, то измерение производится только по отношению к земле (корпусу).

У электродвигателей с фазным ротором кроме определения сопротивления изоляции обмоток статора по отношению к земле и друг к другу измеряют сопротивление изоляции между ротором и статором, а также сопротивление изоляции щеток по отношению к корпусу (между кольцами и щетками должны быть проложены изолирующие прокладки).

Если сопротивление изоляции меньше требуемого, электродвигатель подвергают тщательному осмотру и выясняют, чем вызвано низкое сопротивление. Когда низкое сопротивление изоляции вызывается незначительным повреждением изоляции в таких местах, где она легко может быть восстановлена, ремонт выполняют при осмотре на месте. В случае же серьезных повреждений изоляции, особенно обмоток, электродвигатель отправляют для ремонта на завод, в специальную мастерскую или на место установки вызывают специальных электромонтеров-обмотчиков. Когда выясняется, что электродвигатель не имеет повреждений изолирующих прокладок и обмоток и все же показывает низкое сопротивление изоляции из-за влажности ее, машину подвергают контрольному прогреву или сушке.

После проверки электродвигатели, полностью подготовленные к включению в работу, доставляют к месту установки и монтируют. Такие методы стендовой подготовки (ревизии, а если нужно, то и сушки) электрических машин позволяют значительно сократить сроки производства монтажных работ на объекте. Эти методы находят все более широкое применение при монтаже машин большой мощности.

Установка и крепление.

Электродвигатели устанавливают непосредственно на полу, на специальных конструкциях, прикрепляемых к междуэтажному перекрытию, на фундаменте и стенах. Подъем небольших электродвигателей (до 50 кг) для установки их на низких фундаментах и конструкциях выполняют вручную. Подъем более тяжелых электродвигателей выполняют подъемниками, кранами, талями или полиспастами (блоками) и другими грузоподъемными механизмами.

Выверка при различных способах соединения.

Электродвигатель, установленный на полу междуэтажного перекрытия, на конструкции или фундаменте, выверяют, соединяя его с приводимым им во вращение станком или механизмом.

Соединение выполняется непосредственно при помощи муфт или через ту или иную передачу (зубчатую, ременную). В настоящее время применяют ремни клиновидной формы (так называемая клиноременная передача). При всех способах соединения требуется проверка положения двигателя при помощи уровня в горизонтальной плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для этого удобнее всего пользоваться «валовым» уровнем, т е таким, который в основании имеет выемку в виде ласточкина хвоста; его удобно накладывать непосредственно на вал электродвигателя. При выверке электродвигателей, устанавливаемых непосредственно на бетонном полу или фундаменте, под лапы электродвигателей подкладывают для регулирования положения их в горизонтальной плоскости металлические подкладки (клинья). Деревянные подкладки для этой цели не пригодны, так как при заливке фундаментных болтов цементным раствором они набухают и сбивают произведенную выверку, а при затяжке болтов спрессовываются.

Приемка и установка фундаментной плиты.

Перед тем как приступить к установке электрической машины, производят приемку фундамента от строительной организации по акту, затем тщательно очищают поверхности фундаментов, на которые должны устанавливаться фундаментные плиты. Электрические машины более 1000 кВт, прибывшие с предприятия-изготовителя в разобранном виде, устанавливают на отдельной фундаментной плите или обшей с другими машинами агрегата (рис. 5).



Рис 5. Разметка основных осей на фундаменте и установка фундаментной плиты для электрических машин большой мощности: 1 -- подкладки, 2 -- клин стальной, 3 -- уровень; 4 -- гидростатический уровень

Фундаментными болтами к фундаменту крепят одновременно плиту, подшипниковый стояк или лапу станины (рис. 6). С помощью установочных плит с регулировочными болтами обеспечивают точную регулировку высоты линии вала машины Регулировочные болты разгружают стальными клиньями, укладываемыми между опорной и установочной плитами. Воздушный зазор между ротором и статором регулируют с помощью регулировочных болтов установочных плит под лапами станины.Общую фундаментную плиту устанавливают после тщательной приемки фундамента Закладывают в отверстия фундаментные болты и по периметру фундаментной плиты укладывают чугунные или стальные подкладки. Плиты, имеющие нижние полки (подошву), устанавливают на подкладки и клинья, укладываемые в местах сосредоточенных нагрузок -- под подшипниковыми стояками, под лапами станин и с двух сторон фундаментных (анкерных) болтов.



Рис. 6. Установка подшипникового стояка на отдельной фундаментной плите: 1 -- подшипниковый стояк; 2 -- установочная плита; 3 -- опорная плита; 4 -- клинья; 5 -- регулировочный болт, 6 -- фундаментный болт

Если плита не имеет нижних полок, то она должна быть установлена на подкладки и клинья, укладываемые под ребра жесткости, расположенные в непосредственной близости от фундаментных болтов, под подшипниковые стояки, под лапы станин и под остальные ребра так, чтобы расстояние между осями соседних подкладок было не более 1 м. Подкладки должны быть такой длины, чтобы они выступали на 35--50 мм из-под плиты. После этого фундаментную плиту устанавливают краном на подкладки, уложенные на фундамент. Плиту ориентируют по осям при помощи отвесов, спущенных с натянутых стальных струн (см. рис. 5). Фундаментную плиту выверяют в горизонтальной плоскости по уровню при помощи тонких стальных подкладок. Для установки подкладок плиту поднимают клиновыми или гидравлическими домкратами. При выверке плиты в горизонтальной плоскости применяют длинную линейку и обычный или гидростатический уровень. Когда выверка плиты закончена, производят крепление плиты к фундаменту затяжкой фундаментных болтов. С конца 70-х годов введены новые способы крепления электрических машин к фундаменту и новые конструкции фундаментных болтов (рис. 7). По этим способам во всех случаях (а не только для крупных машин) фундаментными болтами прикрепляют к фундаменту одновременно плиту и лапу станины или подшипниковый стояк.

Длина активной части фундаментных болтов находится в пределах от 15d до 30d, а диаметр болтов d--в пределах от 16 до 100 мм. Для крупных машин обычно применяют съемное крепление (рис. 7, в и д), которое позволяет затянуть болты до заливки их бетоном, чем обеспечивается точность установки фундаментной плиты.

В тех случаях, когда анкерные болты по рис. 7, а и б не были установлены при возведении фундамента, применяют установку электрических машин на приклеенных анкерных болтах, установленных в пробуренные в фундаменте колодцы (рис 8).

Рис 7. Установка фундаментных болтов: а и б -- крепление глухое в 1 фундаментный болт (шпильки) 2 -- гайка 3 -- шайба 4 -- плита 5 -- труба

Бесподкладочный способ установки и выверки фундаментных плит.

При этом способе зазор между поверхностью бетонного фундамента и основанием плиты оставляют 50--60 мм. Площадки под установку домкратов выверяют в горизонтальной плоскости по уровню. Домкрат устанавливают у фундаментных болтов и в местах сосредоточенных нагрузок. Суммарная грузоподъемность домкратов должна быть не менее 1,5-кратной монтажной массы оборудования. Посте окончательной выверки плиты установленной на домкратах, производят подливку плиты, за исключением мест установки домкратов, которые выгораживают временной опалубкой. Подливку производит строительная организация вибрационным способом. Наблюдение за тщательностью подливки ведут ответственные представители электромонтажной организации. После затвердевания подливки снимают домкраты и временную опалубку в местах установки домкратов и производят окончательную подливку фундаментной плиты в этих местах. Подливка принимается по акту, в котором должны быть указаны: состав бетонной смеси, количество пластифицирующих добавок, температура бетонной смеси и воздуха во время подливки и вибрирования.

Рис 8. Установка анкерных болтов на эпоксидном клее для крепления электрических машин: I -- разметка осей бурения колодцев под болты, II -- бурение колодцев,III -- установка и выверка машин IV -- заливка клея в колодцы, V-- установка анкерных болтов через опорную плиту машины, 17-- затяжка болтов и подливка машины, 1 -- фундамент, 2 -- штанга перфоратора с коронкой, 3 -- опорная плита машины, 4 -- отжимной болт (или домкрат) 5 -- воронка для заливки эпоксидного клея, 6 -- анкерный болт, 7 -- бетонная подливка