Автоматичні вимикаічі

Автоматичними вимикачами до 1000 В здійснюють включення і відключення електричних установок і ділянок мережі. Вони забезпечують автоматичне відключення при перевантаженні, короткому замиканні і змін напруги.

Ремонт автоматичних вимикачів проводять відповідно до правил технічної експлуатації у строки, встановлені на підприємстві відповідальним за електрогосподарство особою, але не рідше 1 разу на 3 роки. У схемах підстанцій знайшли застосування вимикачі АВМ та «Електрон». При визначенні періодичності їх ремонту слід враховувати рекомендацію заводу-виробника: оглядати і ремонтувати 2 рази на рік, а також проводити огляд після кожного відключення вимикачем граничного для нього струму КЗ.

Несправності автоматичних вимикачів

Табл. 3

Несправність	Можлива причина	Спосіб виявлення або усунення
Автомат не вмикається або вимикається вручну не миттєво.	Пошкоджений механізм вільного розчіплювача.	Не міняючи регулювання автомату, знайти неполадку і усунути її. При поломці делатей механізму вільного розчіплювача автомат замінити.
При тривалому перевантаженні автомат не перемикається.	Несправний розчіплювач теплового чи комбінованого захисту.	У автомата зі змінним розчіплювачем замінити розчіплювач. При виконанні автомата без змінного розчіплювача, автомат замінити.
Автомат не вмикається вручну	Зварилися головні контакти автомата	Знеструмити лінію оба зупинити двигун станції і замінити автомат. Очистити контакти від бруду.
Надмірний нагрів струмоведучих частин автомата.	Надмірно нагріваються головні котакти автомата через не щільність натиснення чи забруднення.	Очистити контакти від бурду, нагару. Підтягнути пружини.

2.6 Основні пошкодження силового електроустаткування верстата та їх усунення

Робота електроустаткування неминуче призводить до його поступового зношення і внаслідок цього до необхідності періодичних ремонтів. Знос електроустаткування за характером та викликаючи його причинами можна умовно розділити на механічний, електричний і моральний.

Механічний знос - електроустаткування відбувається через тривалі перемінні або постійні механічні впливи на нього окремі деталі або складальні одиниці, у результаті чого змінюються їхні початкові форми або погіршуються якості, наприклад, утворення на поверхні колектора електричної машини глибоких борозд - “доріжок”, виробіток.

Причиною швидкого механічного колектора може статті тривалий вплив на нього щітки, притиснутої з зусиллям, що перевищує припустиме зусилля натиснення, або неправильний добір марки щітки, наприклад, більш твердої, чим та, на якій розрахований колектор.

У електричних апаратах механічний знос виражається в стиранні (абразивному зносі) і зміні початкової форми контактів, ослабленні пружин механізму й ін. У електричних двигунах через тертя механічно зношуються, головним чином, шийки валів, підшипники і контактні кільця роторів.

Електричний знос - невідновна втрата електроізолюючими матеріалами електроустаткування ізоляційних властивостей. Електрино зношуються, наприклад, пазова ізоляція електричних машин, ізоляція проводів трансформатора й ін. Електричний знос ізоляції частіше усього є наслідком тривалої роботи електроустаткування, впливи на ізоляцію неприпустимо високих температур або хімічно агресивних речовин, що приводити до інтенсивного “старінню” ізоляції й у результаті цього до виткових замикань в обмотках і котушках, пробою ізоляції і появі потенціалів небезпечного розміру на частинах електроустаткування, що нормально знаходяться не під напругою, тобто до ушкоджень, усунення яких вимагає капітального ремонту електроустаткування.

Моральний знос - результат старіння цілком справного резервного або працюючого електроустаткування, подальша експлуатація якого недоцільна через створення нового, технічно більш зробленого або більш економічного устаткування аналогічного призначення. Цей вид зносу електроустаткування - закономірний процес, обумовлений розвитком науки і безупинного технічного прогресу. Однак експлуатація електроустаткування, що морально зносилося, може статті технічно й економічно доцільною, якщо при капітальному ремонті здійснити модернізацію, при котрій його техніко-економічні параметри можуть бути максимально наближені до параметрів аналогічного більш досконалого електроустаткування. Модернізація електроустаткування має велике народногосподарське значення.

Обслуговування і ремонт електричних машин.

У залежності від габаритних розмірів, маси і характеру ремонту електричної машини, а також наявності або відсутності необхідних розумів для ремонту її ремонтують або на місці, або в електроремонтному цеху, або на електроремонтному заводі.

Машини ушкоджуються частіше всього через неприпустимо тривалу роботу без ремонту, поганого експлуатаційного обслуговування або порушення режиму роботи, на який вони розраховані. Ушкодження електричних машин бувають механічні й електричні.

До механічних ушкоджень відносять: виплавку баббіта в підшипниках ковзання; руйнація сепаратора, кільця, кульки або роликів підшипників гойдання; деформацію або поломку вала ротора (якорі); утворення глибоких виробіток (“доріжок”) на поверхні колекторів і контактних каблучок; ослаблення кріплення полюсів або сердечника статора до станини, розрив або сповзання дротових бандажів роторів (якорів); послаблення пресування сердечника ротора (якорю) і ін.

Електричними ушкодженнями є пошкодження ізоляції на корпусі, обрив провідників в обмотці, замикання між витками обмотки, порушення контактів і руйнація з'єднань , виконаних паянням або зварюванням, неприпустиме зниження опору ізоляції внаслідок її старіння, руйнації або зволоження та ін.

Електрослюсар по ремонті електричних машин повинний добре знати характерні ознаки, а також способи виявлення й усунення різних ушкоджень і несправностей, що виникають у цих машинах.

Короткий перелік найбільше поширених несправностей і можливих причин їхній виникнення в електричних машинах приведений у табл. 1.

Несправності й ушкодження електричних машин не завжди можна виявити шляхом зовнішнього огляду, тому що деякі з них (виткові замикання в обмотках статорів, пробій ізоляції на корпус, замикання пластин колектора. Порушення пайки в обмотках і ін.) носять схований характер і можуть бути визначені тільки після відповідних вимірів і іспитів.

У число перед ремонтних операцій по виявленню несправностей електричних машин входять: вимір опору ізоляції обмоток (для визначення ступеня її зволоження), іспит електричної стійкість ізоляції, перевірка на холостому ходу машини цілості підшипників, розміри осьового розбігу ротора (якорю), правильності прилягання щіток колектору і контактним кільцям, розміри вібрації, визначення розміру зазорів між обертовими і нерухомими частинами машинами, а також перевірка стану кріпильних деталей, щільності посадки підшипникових щитів на заточеннях станини і відсутності ушкоджень (тріщин, сколовши) в окремих деталей машини.

Несправності трифазних асинхронних двигунів і способи їх усунення

Табл. 4

Несправність	Можлива причина	Спосіб виявлення або усунення
Двигун не запускається без навантаження. Відсутній пусковий момент	Обрив (в однім із проводів) лінії живлення Обрив в одній з обмоток фаз статора двигуна (при вмиканні зіркою)	Перевірка напруги лінії (лінійні напруги) Перевірка запобіжників або струму в живлячих проводах, або опору обмоток фаз
Двигун не розвиває номінальну частоту обертання і гудить	Одностороннє тяжіння ротора внаслідок зносу підшипників, перекосу підшипникових щитів або вигину вала	Перевірка зазору між статором і ротором
Двигун зупиняється при збільшенні навантаження. Пусковий або максимальний момент недостатній	Знижена напруга мережі Вмикання фаз обмотки зіркою замість трикутника Обрив в одній з обмоток фаз статора двигуна (при вмиканні фаз трикутником) Міжвиткове замикання в обмотці статора Обрив або розпайка в обмотці ротора Несправний пусковий реостат Перевантаження	Перевірка лінійних напруг Перевірки схеми з'єднання обмоток Перевірка опору обмоток фаз Перевірка опору обмоток фаз Перевірка струму к.з. або трансформації (фазний ротор) Перевірка опору і справності реостата Перевірка навантаження
Двигун дає знижене число обертів у хвилину	Знижена напруга мережі Підвищений опір обмотки ротора в результаті: розпайки, поганої заливки, тріщин у стрижнях і кільцях коротко замкнутого ротора, несправності кілець, щіток (для фазного ротора)	Перевірка напруги Перевірка струму к.з. Огляд кілець, щіток
Двигун не розгортається (застряє при малих частотах обертання) і гудить	Обрив в обмотці ротора або ланцюга кільця (пусковий реостат), несправність коротко замикаючого механізму (фазного ротора). Несправність пускового реостата (різні опори по фазах) Обриви в декількох стрижнях або замикаючих кільцях коротко замкнутого ротора Фаза обмотки статора перевернена	Перевірка опору фаз обмотки ротора і пускового реостата Перевірка струму к.з. Перевірка струму в живлячих проводах і маркірування кінців обмотки
Двигун приходить в обертання при розімкнутому фазному роторі	Міжвиткове замикання в роторі Перекриття між стрижнями ротора при пуску	Перевірка магнітним ярмом Перевірка трансформації. Огляд лобових частин і голівки стрижнів
Підвищений нагрів статора	Підвищений струм в обмотках статора в результаті: Обрив в однім із трьох проводів живлячої лінії в ланцюзі однієї з фаз обмотки статора Підвищеної або зниженої напруги в мережі. Перевантаження міжвиткового замикання в обмотці фази статора, замикання між обмотками фаз	Перевірка запобіжників, а також напруги між проводами лінії і струму в них Перевірка напруги між проводами живлячої лінії і струму в них Перевірка струму в живлячих проводах; ізоляції між фазами обмотки статора і на корпус; опори обмоток
Перегрівши ротора	Погіршення вентиляції Підвищений струм у роторі в результаті: Зниження мережі, що живе Перевантаження Розпайка з'єднань	Очищення вентиляційних каналів Перевірка лінійної напруги і струму ротора (для фазного ротора) Перевірка навантаження Перевірка місць пайки, опір ротора (для фазного ротора)
Значення струму споживаного двигуном, періодично коливається	Обрив у роторі	Перевірка струму к.з.
При вмиканні спрацьовує захист (великий струм)	Перевернуто фазу обмотки статора З'єднання фаз обмотки статора в трикутник замість зірки Замикання обмоток на корпус або між фазами Несправність пускового реостата	Перевірка маркірування кінців і схеми з'єднання обмотки Перевірка схеми з'єднання обмоток Перевірка ізоляції обмоток фаз щодо корпуса й один одного Перевірка опору пускового реостата
Перегрівши підшипників	Відсутність мастила. Забруднене мастило. Невідповідний сорт мастила Знос підшипника	Перевірка і заміна мастила Теж Перевірка зазору в підшипнику
Механічні коливання (струс) двигуна	Небаланс ротора (струс зникає лише при значному зменшенні частоти обертання) Обрив у роторі Велика осьова “гра” ротора Знос ковзаючих підшипників Погано зшитий ремінь передачі	Перевірка балансування Перевірка струму к.з. Перевірка зазору в підшипниках і їхньої установки Перешивання ременя

Примітка:

1. Коли обрив відбувся на ходу, двигун продовжує обертатися, і якщо вчасно не зупинити він згорить. Обрив живлячого проводу і невідповідний захист є частими причинами ушкодження статорної обмотки трифазних асинхронних двигунів.

2. Вмикання обмотки зіркою замість трикутника приводить до зниження напруги у кожній з обмоток у 1,73 разу і, отже, до зменшення пускового максимального моментів у три рази.

Несправності синхронних машин.

Табл. 5

Несправність	Можлива причина	Спосіб виявлення або усунення
Рівномірно перегрівається сталь ротора.	а) підвищена напруга; б) генератор обертається нижче номінального.	а) понизити; б)установити номінальну частоту.
Збудник дає дуже великий струм при включеному ланцюзі збудника.	Коротке замикання між проводами, що з'єднують збудник із контактними кільцями.	Знайти місце короткого замикання й усунути.
Частота обертання генератора нижче номінального	а) несправність первинного двигуна; б) низька частота коливань ланцюга.	а)перевірити й виправити первинний двигун; б) відновити частоту.
Напруга генератора при номінальній частоті обертання й струму збудження нижче номінального	а) неправильне з'єднання котушок обмоток збудження; б) міжвиткове з'єднання або заземлення у двох місцях обмотки збудження.	а) перевірити полярність котушок; б) визначити місце замикання й усунути.
При справному збуднику в обмотці статора є напруга тільки між двома фазами.	Обрив в одній фазі при з'єднанні зіркою або двофазне приєднання трикутником.	Знайти й усунути.

Несправності машин постійного струму.

Табл. 6

Несправність	Можлива причина	Спосіб виявлення або усунення
Після включення в мережу з місця не рушає.	а) перегоріли запобіжники; б) обривши в ланцюгах живильних проводів пускового ротора, пускових з'єднань; в) обривши в обмотці якоря; г) заїдання механізму, що приводиться, або недостатня потужність електродвигуна.	а) усунути несправність; б) перевірити цілісність проводів; в) відремонтувати ланцюга; г) роз'єднати електродвигун від механізму, що приводиться, і запустити на холостому ході.
При пуску електродвигуна відбувається автоматичне відключення або перегоряння плавких уставок.	а) перед пуском реостат не був переведений у початкове положення пуску; б) несправність у ланцюгу якоря; в) неправильне розташування щіток на колекторі.	а) перевірити й поставити реостат у початкове положення; б) перевірити цілісність ланцюга якоря, вимірити опір ізоляції, оглянути колектор і щітки; в) розташувати правильно щітки на колекторі.
Під час роботи електродвигуна відбувається іскріння на колекторі.	а) поганий стан контактних поверхонь щіток; б) слабке натискання щіток на поверхню колектора; в) забруднена поверхня колектора; г) биття поверхні колектора; д) неправильне з'єднання обмоток збудження, порушене чергування основних і додаткових полюсів.	а) відшліфувати щітки; б) відрегулювати натискання пружини; в) протерти колектор спиртом; г) проточити колектор на шести або в майстерні; д) перевірити полярність полюсів за допомогою компаса.

Обслуговування і ремонт трансформаторів.

Найбільше уразливою частиною трансформатора, що часто ушкоджується, є його обмотки ВН і рідше НН. Ушкодження частіше усього виникають внаслідок зниження електричної міцності ізоляції на будь-якій ділянці обмотки, у результаті чого відбувається електричний пробій ізоляції між витками і їхнє замикання на цій ділянці, що приводить до виходу трансформаторів із ладу. Часто бувають випадки переходу напруги з обмотки ВН на обмотку НН через погіршення стану ізоляції між ними.

У трансформаторах можуть ушкоджуватися також уведення, перемикачі, кришка й інші деталі. Зразкове співвідношення (у відсотках) ушкоджень окремих частин трансформатора наступне: обмотки і що струмопровідні частини - 53, вводи 18, перемикачі - 12, всі інші, узяті разом, -17. Дослідження причин аварійних виходів трансформаторів із ладу показали, що звичайно аварії відбуваються через задовільне обслуговування і низьку якість ремонту.

Трансформатор з ушкодженими обмотками або іншими його частинами підлягає негайному виводу з роботи і ремонту. Трансформатор надходить у дефективно-підготовче відділення, що складається з трьох ділянок: розбирання і мийки, усунення дефектів обмоток і механічної частини трансформатора.

На розбірній ділянці очищають трансформатор, зливають мастило з його розширника, бака і масло наповнених введень, а потім, переконавшись із записів у супровідних документах і шляхом попередніх іспитів у несправності трансформатора, переходять до його розбирання і дефектуванню. Розбирання трифазного масляного двообмоткового трансформатора, дефектуванню ряду його частин роблять одночасно або з невеликим зсувом у часу.

Дефектировкою трансформатора називають комплекс робіт з виявлення характеру і ступеня ушкоджень його окремих частин. Робота по дефектировці найбільше відповідальний етап ремонту, оскільки при цьому визначаються дійсний характер і розміри ушкоджень, а також об'єм майбутнього ремонту і потреба в ремонтних матеріалах і оснастці. Тому виконуючий дефектировку повинен добре знати не тільки ознаки і причини несправності, але і способи їхнього безпомилкового виявлення й усунення. Характерні несправності силових трансформаторів і можливі причини їхні виникнення приведені в таблиці нижче.

Ушкодження зовнішніх деталей трансформатора (розширника, бака, арматури, зовнішньої частини введень, пробивного запобіжника) можна виявити ретельними оглядами, а внутрішніх деталей - різними іспитами. Однак результати випробувань не завжди дозволяють точно установити дійсний характер ушкоджень, оскільки будь-яке відхилення від норми, виявлене в результаті випробувань (наприклад, підвищений струм холостого ходу), може бути викликано різними причинами, у тому числі витковим замиканням в обмотці, наявністю замкнутого контуру струму через стяжні болти і деталі, що пресують, неправильним вмикання паралельних обмоток та ін. Тому в процесі дефектовки, як правило, розбирають трансформатор і при необхідності піднімають активну частину, що не тільки точно установити причини, характер і масштаби ушкоджень, але і пристосування, а також і час.

Несправності трансформатора і способи їхній усунення

Табл. 7

Несправність	Ознака	Можлива причина	Спосіб виявлення
Магнітопровід
Дефектність між листової ізоляції	Погіршення стану мастила (зниження температури спалаху, підвищення кислотності, зниження пробивної напруги), збільшення втрат холостого ходу	Старіння між листової ізоляції, окремі місцеві дефекти	Зовнішній огляд при вийнятій активній частині. Випробування: вимір втрат холостого ходу, напруга між крайніми листами і пакетами, опорів постійному струму між листової ізоляції
Пожежа в сталі	Поява газу в газовому реле і робота газового захисту на сигнал; зниження температури спалаху мастила; специфічний різкий запах і темний колір мастила внаслідок його розкладання	Ушкодження ізоляції шпильок, яке дає коротко замкнутий контур Місцеве ушкодження між листової ізоляції, що викликає замикання листів сталі Неправильне виконання заземлення, виникнення коротко замкнутого контуру й ін.	Те ж >> >>
Місцеве замикання листів сталі	Поява пального чорного газу в газовому реле через місцевий перегрів і розкладання мастила	Наявність сторонніх металевих або струмопровідних часток, замикаючих у даному місці листи сталі	Зовнішній огляд при вийнятій активній частини
Підвищене гудіння, деренчання в шихтованого магнітопроводу	----	Ослаблення пресовки магнітопроводу Розхитування і вільне коливання деталей, що кріплять Коливання відстаючих крайніх листів сталі в стрижнях або ярмах Підвищене проти номінального первинна напруга	Зовнішній огляд при вийнятій активній частині і перевірка стану пресуючих та кріплячих магнітопровід деталей, а також відставання крайніх листів у стрижнях або ярмах
Неприпустиме гудіння в стикового магнітопроводу	----	Ослаблення пресовки стиків. Пробій або руйнація ізолюючих прокладок у стиках	Зовнішній огляд при вийнятій активній частині і перевірка стану стиків, а також ізолюючих прокладок у них
Обрив заземлення	Потріскування усередині трансформатора при підвищеній напрузі	----	Зовнішній огляд при вийнятій активній частині і перевірка стану заземлення
Обмотки
Виткове замикання	Робота газового захисту на відключення - пальний газ біло-сірого або синюватого кольору. Сильний нагрів, іноді з характерним булькотом мастила. Невелике збільшення первинного струму	Руйнація первинної ізоляції внаслідок старіння, тривалих перевантажень або недостатнього охолодження Механічне ушкодження ізоляції витків при коротких замиканнях або інших аварійних режимах Оголення обмоток через зниження рівня мастила	Зовнішній огляд активної частини. Випробування: вимір опорів постійному струму; прожог обмотки для виявлення місця виткового замикання підведенням до неї зниженої напруги (10-20%) UНОМ. Поява диму в місці ушкодження Теж
Пробій на корпус	Робота газового захисту	Ушкодження головної ізоляції в результаті старіння або тріщин, отворів, зламів і т.д. Зволоження мастила, ізоляції	Перевірка мегомметром опору ізоляції між обмотками і корпусом; перевірка мастила на хімічний аналіз і пробій; зовнішній огляд при вийнятій активній частині
Міжфазне коротке замикання	Робота газового і максимального захисту. Викид мастила через вихлопну трубу	Те ж, крім того, замикання на введеннях	Зовнішній огляд при вийнятій активній частині. Перевірка мегомметром
Перемикачі
Оплавлення або вигоряння контактних поверхонь	Робота газового захисту	Дефекти конструкції або зборки (недостатнє натискання контактів і пругкість нажимних пружин)	Зовнішній огляд при вийнятій активній частині. Перевірка мегомметром (при наявності обриву)
Перекриття між фазами або окремими відгалуженнями (дефект аналогічний міжфазному короткому замиканню обмоток)	Робота газового диференціального і максимального захисту. Викид мастила через вихлопну трубу	Перенапруга. Проникнення вологи усередину трансформатора. Дефекти в ізолюючих частинах (злами, тріщини)	Зовнішній огляд при вийнятій активній частині. Перевірка мегомметром
Вводи
Пробій на корпус	Дія максимального і диференціального захисту	Наявність тріщин в ізоляторі. Зниження рівня мастила при забрудненій внутрішній поверхні ізолятора	Зовнішній огляд. від'єднання введення і перевірка його ізоляції мегомметром.
Перекриття між уведеннями	Те ж	Накиди сторонніх предметів на введення	Зовнішній огляд
Течія мастила в місцях ущільнення	----	Ослаблення затягування болтів, дефект ущільнюючої прокладки	Те ж
Течія мастила в арміровці введення	----	Дефекти в арміровці (тріщини й ін.), у пайку ковпачка зі шпилькою	>>
Бак, радіатори, розширник
Течі мастила в місцях ущільнень і зварювальних швів	----	Ослаблення затягування болтів. Дефект ущільнюючих прокладок	Зовнішній огляд
Мастило
Ненормальне підвищення температури мастила і нагрів	----	Несправність у системі охолодження (наприклад закриті радіаторні крани, вийшли з ладу вентилятори). Перевантаження. Внутрішні ушкодження в трансформаторі	Перевірка роботи системи охолодження. Перевірка навантаження, а також відповідності (по записах у журналі) температури мастила даному навантаженню Ослаблення кріплення активної частини
Газовий захист
Робота на сигнал	----	Повільне зниження рівня мастила	Аналіз газів: на кількість, запах, горючість (якщо газ без кольору, запаху і не горить, те реле спрацювало через улучення повітря; якщо газ горить - внутрішнє ушкодження)
Робота на відключення	----	Різке зниження рівня мастила Внутрішні ушкодження, супроводжувані сильним виділенням пальних газів	Аналіз газів і мастила Зовнішній огляд і з'ясування причини різкого зниження рівня мастила

2.7 Види ремонту електроустаткування та їх характеристика

При експлуатації устаткування відбувається знос окремих деталей і вузлів, старіння ізоляції. Це може призвести до зниження його продуктивності, зменшенню потужності, а в окремих випадках - і до втрати працездатності. Ушкодження устаткування, як правило, є слідством невчасного ремонту, порушення режимів експлуатації і незадовільного обслуговування. При невчасному усуненні дефектів устаткування може вийти з ладу, що зажадає збільшення витрат на ремонт. В окремих випадках ушкодження настільки значні, що взагалі не удасться відновити устаткування.

На промислових підприємствах надійність роботи електроустаткування забезпечується при дотриманні системи планово-попереджувальних ремонтів. Система містить у собі не тільки сукупність заходів щодо ремонту устаткування, але і по технічному відході за ним. Всі ці заходи попереджують інтенсивний знос устаткування, усувають можливість випадкового його виходу з ладу і створюють необхідні умови для ремонту з дотриманням високої якості робіт. Заводському електрику часто припадає займатися технічним обслуговуванням і поточним ремонтом устаткування.

Технічне обслуговування, як правило, роблять у процесі роботи устаткування з використанням перерв, робітників днів і змін і виконують силами" обслуговуючого персоналу. Добре налагоджена робота з технічного обслуговування забезпечує надійну і безперебійну роботу устаткування, скорочує витрати на ремонт і експлуатацію. Технічне обслуговування містить у собі роботи, спрямовані на підтримку електроустаткування в справному стані і на забезпечення його працездатності в процесі експлуатації. Воно передбачає систематичне спостереження за роботою, відхід і регулярне проведення оглядів. При технічному - обслуговуванні здійснюють контроль за дотриманням режимів роботи, правил експлуатації, інструкцій заводів-виготовлювачів і місцевих експлуатаційних інструкцій; усувають дрібні несправності, що не потребують відключення устаткування і мереж; здійснюють регулювання, чищення продування і мастило. У задачу технічного обслуговування входить також швидке, що не потребує ремонту відновлення працездатності устаткування, що відключається, або ділянки мережі. При необхідності можуть бути зроблені короткочасне припинення устаткування і відключення мереж для попередження аварійних ситуацій.

При поточному ремонті забезпечується підтримка енергетичного устаткування в працездатному стані до такого чергового планового ремонту. У об'єм робіт із поточного ремонту включають операції, виконувані при технічному обслуговуванні: огляд устаткування, перевірка, ремонт вузлів і деталей з усуненням дефектів, що виникнули в процесі експлуатації, регулювання й іспит на неодруженого ходу і під навантаженням. При необхідності роблять повне або часткове розбирання окремих вузлів у потрібному для проведення ремонту обсязі, ремонтують або заміняють вузли, що швидко зношуються. Поточний ремонт виконують силами ремонтних підрозділу підприємства, а при необхідності залучають і обслуговуючий персонал. Терміни ремонту і їхня періодичність визначаються особливістю конструкції устаткування, його призначенням і місцевими умовами експлуатації (температура, забруднення виробничого середовища, змінність робіт).

Капітамльний ремонт - ремонт, що виконується для відновлення справності та повної або близької до повної значини ресурсу виробу з заміною або відновленням будь-яких його частин, включаючи базові. Значину близьку до повного ресурсу, встановлюють у нормативно-технічній документації.

Модернізація - це внесення в існуючі об'єкти змін, що підвищують їх технічний рівень і поліпшують економічні характеристики з метою приведення їх у відповідність із сучасними вимогами.

Приведемо приклади можливих напрямів проведення модернізації:

- підвищення функциональних можливостей установки;

- часткова автоматизація режимів роботи установки;

- заміна механічних контактів;

- реалізація схеми управління на мікроконтролерах;

- використання регульованих електроприводів з частотними перетворювачами;

- заміна електроприводів старих типів на сучасні;

- підвищення електробезпеки праці на установці;

- захист дорогого і найбільш навантаженого електроустаткування, інструменту, механічних деталей і елементів установки та ін.

2.8 Інструменти та прилади які використовують при виконанні ремонтних робіт

При виконанні ремонтних робіт користуються цілим набором інструментів та приладів до яких пред'являють особливі вимоги. Інструменти, які призначені для роботи під напругою, повинні вчасно перевірятися на придатність до роботи. До цих інструментів відносять: пасатижі, щупи, викрутки, вимірювальні штанги, індикатори та електроінструменти (електропаяльники, електродриль та ін.).

Для зняття з ротора електродвигуна з'єднувальну муфту або шків застосовують спеціальні прилаштування - з'ємники, які можуть бути ручні або гідравлічні. Гідравлічні з'ємники застосовуються для великих машин. Поміж цих інструментів використовують також додаткові інструменти: ножі для зняття ізоляції, розвідні ключі, кусачки, зубила, молотки тощо. Для переносу важкого електрообладнання (двигуни, трансформатори тощо) використовують вантажопідйомні механізми.

До приладів, які застосовуються при виконанні ремонтних робіт, відносять: вольтметри (для вимірювання напруги), амперметри (для вимірювання струму),мегомметри(для перевірки цілісності електричного ланцюга, відсутності коротких замкнень, і виміру опору), тестери (для універсального вимірювання і перевірки електричних величин), вимірювальні кліщі (для виміру сили струму без розриву ланцюга навантаження) та інші прилади якщо є необхідність. Прилади, як і ремонтний інструмент також проходять регулярні перевірки.

Інструменти, які використовуються електромонтером поділяють на дві групи: особистий інструмент, спеціальний інструмент та прилади, які повинні знаходитися в черговій експлуатаційній майстерні. До особистого інструменту відносяться комбіновані плоскогубці з бокорізами, розвідний гайковий ключ, набір малих та великих відкруток, складний ніж, метр, резинові рукавички, запобіжні вогні, покажчики напруги до 380-500В.

До спеціального відносять комбіновані, в залежності від експлуатаційної установки: мегомметр на напругу 500-1000В, тахометр для вимірювання числа обертів, термометр для вимірювання температури 50-100 ?С, комплект для вимірювання полярності електричних машин, вісь для перевірки вертикальності, електричний пилосос, пластинчатий щуп для вимірювання зазорів, набір гайкових ключів під розмір ?” до 2”, скоби для стягування шківів, дерев'яну драбину, монтерський пояс, ручний паяльник, електричне свердло (36В), понижувальний трансформатор 220-127/36В.

3. Розрахункова частина

3.1 Розрахунок та вибір дротів верстату по довготривалому струму навантаження та падінню напруги

Розрахунок дротів.

Правильний вибір перерізу проводів та кабелів має велике значення. Переріз проводу з однієї сторони повинен бути таким, щоб провід не нагрівався під впливом струму що проходить по ньому. З іншої сторони при великому перерізі збільшується затрата на виготовлення проводів з алюмінію та міді, тобто з кольорових металів, які дорого коштують. Для цього проводиться розрахунок перерізу проводів шино-проводу підведеного до верстата.

Дані для розрахунку:

Pн1 = 1,7кВт; Рн2 = 0,125кВт; Рн3 = 0,37кВт;

cos ц1 = 0,87; cos ц2 = 0,78; cos ц3 = 0,78;

l1 = 3,5м; l2 = 4,2м; l3 = 5,3м;

Для того щоб знайти поперечний переріз дроту, треба знати номінальний струм. Його знаходять за формулою:

Iн = Pн 1000/3 Uн cos

Iн - номінальний струм

Pн - номінальна потужність

Pн1= 1,7 кВт; Pн2= 0,125 кВт; Pн3= 0,37 кВт.

Uн - номінальна напруга = 380В

cos - коефіцієнт корисної дії

cos1= 0,87; cos2= 0,78; cos3= 0,78.

Iн1 = Pн1 1000/3 Uн cos 1 = 1,7 1000/3 380 0,87 = 2,9А

Iн2 = Pн2 1000/3 Uн cos 2 = 0,125 1000/3 380 0,78 = 0,2А

Iн3 = Pн3 1000/3 Uн cos 3 = 0,37 1000/3 380 0,78 = 0,7А

Номінальна сила струму:

Iн1 = 2,9А

Iн2 = 0,2А

Iн3 = 0,7А

Вибираємо попередній переріз дроту за номінальним струмом:

Для двигуна М1 при Ін1 =2,9А (по табл. 184) [8] вибираємо переріз дроту S1 = 1мм2;

Для двигуна М2 при Ін2 =0,2А (по табл. 184) [8] вибираємо переріз дроту S2 = 1мм2;

Для двигуна М3 при Ін3 =0,7А (по табл. 184) [8] вибираємо переріз дроту S3 = 1мм2;

Перевіримо кола двигуна на допустимі падіння напруги:

у вольтах:

U1 = Pн1 l1 1000/Uн S1 cos 1

U2 = Pн2 l2 1000/Uн S2 cos 2

U3 = Pн3 l3 1000/Uн S3 cos 3

де - питома провідність міді яка дорівнює 57, а l - довжина провідника яка складає:

l1 = 3,5м; l2 = 4,2м; l3 = 5,3м;

у відсотках:

U%1 = (Pн1 l1 1000/Uн2 S1 cos 1) 100%

U%2 = (Pн2 l2 1000/Uн2 S2 cos 2) 100%

U%3 = (Pн3 l3 1000/Uн2 S3 cos 3) 100%

або

U%1 = (U1/Uн) 100%

U%2 = (U2/Uн) 100%

U%3 = (U3/Uн) 100%

Розраховуємо падіння напруги:

у вольтах:

U1 = 1,7 3,5 1000/380 57 1 0,87 = 0,31В

U2 = 0,125 4,2 1000/380 57 1 0,78 = 0,03В

U3 = 0,37 5,3 1000/380 57 1 0,78 = 0,11В

у відсотках:

U%1 = (1,7 3,5 1000/3802 57 1 0,87) 100% = 0,08%

U%2 = (0,125 4,2 1000/3802 57 1 0,78) 100% = 0,008%

U%3 = (0,37 5,3 1000/3802 57 1 0,78) 100% = 0,03%

або

U%1 = (0,54/380) 100% = 0,08%

U%2 = (0,02/380) 100% = 0,008%

U%3 = (0,02/380) 100% = 0,03%

Падіння напруги менше 5%, з цього слідує, що площа поперечного перерізу дроту був вибраний правильно. Отже нам потрібен мідний дріт з поперечним перерізом 1мм2.

Марка потрібного дроту ПРВ - 1мм2:

Мідний дріт перерізом 1мм2

П - провід

РВ - гумова та поліхлорвінілова ізоляція.

3.2 Розрахунок та вибір апаратів керування та захисту верстату (запобіжників, автоматичних вимикачів, електротеплових реле та магнітних пускачів)

Для того щоб у випадку короткого замикання або перевантаження не згорів електродвигун або електричний ланцюг, потрібно використовувати апаратуру керування та захисту.

До апаратури захисту відносяться: запобіжники, автоматичні вимикачі, магнітні пускачі, теплові реле.

Плавка вставка запобіжника.

Визначаємо струм плавкої вставки запобіжника Ів [А] враховуючи: початкові дані; номінальний струм Ін [A] який довготривалий час проходить по захищеній ділянці кола; пусковий струм Іп [A] - максимальний, що проходить по цій ділянці при пуску електродвигуна.

Проводимо розрахунок номінальної сили струму за формулою:

Iн = Pн 1000/3 Uн cos

Для двигуна М1:

Iн1 = Pн1 1000/3 Uн cos 1 = 1,7 1000/3 380 0,87 = 2,9А

Для двигуна М2:

Iн2 = Pн2 1000/3 Uн cos 2 = 0,08 1000/3 380 0,86 = 0,24А

Для двигуна М3:

Iн3 = Pн3 1000/3 Uн cos 3 = 0,125 1000/3 380 0,86 = 0,72А

Ін = Ін1 + Ін2 + Ін3 = 2,9 + 0,24 + 0,72 = 3,86А

Так як двигунів три, то розраховуємо по сумі пускових струмів і знаходимо за формулою:

Іп = Ін і

де і - кратній струм, який показує в скільки раз пусковий струм перевищує номінальний (в 5 разів). Отже:

Іп = 3,86 5 = 19,3А

За початковими даними пуск двигуна легкий, тобто t<10 сек. - струм плавкої вставки запобіжника за формулою:

Ів = Іп/2,5 = 19,3/2,5 = 7,72А

По табл. 52 [8] вибираю струм плавкої вставки для двигунів М1, М2, М3 при Ів = 7,72А - запобіжник типу ПР-2/15, де 10 А- номінальний струм плавкої вставки запобіжника.

Проведемо перевірку згідно вимог:

1) Ів Ін

2) Ів Іп/2,5

Для всіх двигунів:

1) 7,72А 3,86А

2) 7,72А 7,72А

Вимоги виконуються. Це свідчить про те, що запобіжники вибрані правильно.

Автоматичний вимикач.

Щоб вибрати автоматичний вимикач, треба знати номінальний та пусковий струми електродвигунів:

Ін = 3,86А - сума номінальних струм;

Іп = 19,3А - сума пускових струмів.

Розрахуємо силу струму електромагнітного розчіплювала Іе.м.р.(А). Вона повинна бути не меншою 125% пускового струму двигуна:

Іе.м.р Іп

Іе.м.р = (125%/100%) Іп

Іе.м.р. - сила струму електромагнітного розчіплювача.

Іе.м.р = (125%/100%) 19,3 = 24,1А

Іе.м.р Іп = 24,1 19,3 - умова виконується.

Струм спрацювання теплового розчіплювача або комбінованого розчіплювача повинен бути більше чи дорівнювати номінальному струму.

Іт.р. Ін

По табл. 51 [8] вибираємо автоматичний вимикач для трьох двигунів типу АК50-2МГ з Іт.р. = 6А Ін = 3,86А.

Проведемо перевірку виконання умов:

Іа.в. = 6А Ін = 3,86А

Умови виконуються, номінальний струм автоматичного вимикача більший за номінальний струм двигунів. Автоматичний вимикач вибрано вірно.

Електротеплове реле.

Виходячи з потужності електродвигунів, які потрібно захистити від струмів перевантаження знайдемо струм нагрівального елемента теплового реле для кожного окремо.

Знаходимо Іт2 для М2:

Іт2 = 1,3 Ін2

Іт2 = 1,3 0,24 = 0,31А

По табл. вибираю реле РТ40/2 зі струмом теплового розчіплювача Іт.р. = 0,5…1А.

Магнітний пускач.

Щоб вибрати магнітний пускач, треба знати силу струму та напругу.

Для двигуна М1:

Сила струму дорівнює 2,9А, а напруга - 380В.

Виходячи з даних по табл. 23 [8] вибираю магнітний пускач серії
ПМЕ-122 з напругою 380В і силою струму 4А.

Uн.пуск. Uн

380 380

Ін.пуск. Ін.

4 2,9

Умови виконуються, магнітний пускач вибрано вірно.

Для двигуна М2:

Сила струму дорівнює 0,24А,а напруга - 380В.

Виходячи з даних по табл. 23 [8] вибираю магнітний пускач серії
ПМЕ-022 з напругою 380В і силою струму 2,5А.

Uн.пуск. Uн

380 380

Ін.пуск. Ін.

2,5 0,24

Умови виконуються, магнітний пускач вибрано вірно.

Для двигуна М3:

Сила струму дорівнює 0,72А, а напруга - 380В.

Виходячи з даних по табл. 23 [8] вибираю магнітний пускач серії
ПМЕ-022 з напругою 380В і силою струму 2,5А.

Uн.пуск. Uн

380 380

Ін.пуск. Ін.

2,5 0,72

Умови виконуються, магнітний пускач вибрано вірно.

3.3 Розрахунок електродвигуна головного руху

В виробничій практиці до ремонту можуть постачатися двигуни у яких відсутні паспортні данніа обмотка пошкоджена в такій мірі що неможливо визначити її дані обмоток статора. Щоб відновити обмотку цих двигунів виконують розрахунок машини.

Початковими даними для розрахунку є

Внутрішній діаметр статора Di = 61,32 мм,

довжина активної сталі з каналами l = 61,07 мм,

висота тіла(ярма), hc = 14,22 мм,

площа паза Sп = 57,93 мм2,

кількість пазів статора z1 = 18 (пази прямокутні).

Розрахунок

1. Визначаємо найменше число полюсів по формулі:

2p=0,5(Di/hc) , де

р - кількість полюсів

Di - внутрішній діаметр

hc - висота ярма

2p=0,5(61,32/14,22)=2,16

Приймаємо 2р=2

2. Знаходимо площу полюсного ділення:

Qв=3,14 · Di · l/2p , де

Di - внутрішній діаметр

l - довжина осердя статора

2р - кількість полюсів

Qв =3,14 · 62,32 61,07/2=5975 мм2

3. По графіку для двигуна типу АДР-2 (за мал.7) визначаємо число послідовно з'єднаних витків однієї фази wф = 216 (витків).

Потім отримане wф = 216 перевіряємо на кратність його z1/3:

18/3 = 6 кратне 216.

Можна прийняти wф = 216.

4. Знаходимо значення індукції у тілі статора:

Bc = 104/2•hc • l • щф , де

Bc - індукціюя у тілі статора

Bc = 104/2·18,15·91,81·216 = 0,013 T,

де 0.013 Т Ї значення індукції в межах допустимої згідно таблиці 3.

5. Знаходимо число ефективних провідників на один паз:

Nеф = 3· wф/z1 , де

Nеф - кількість ефективних провідників

wф - кількість послідовно зєднаних витків =216

Z1 - кількість пазів = 18

Nеф = 3 · 216/18 = 36.

6. Визначаємо повний переріз міді усіх провідників пазу при одношаровій обмотці та прямокутному пазів:

Sм = Sп · kз , де

Sм - переріз міді всіх провідників пазу

Sп - площа паза

kз - коефіцієнт заповнення пазу міддю. Визначаємо по таблиці №4

Sм = 107,96 · 0,43 = 46,4 мм2.

7. Переріз кожного провідника без ізоляції:

S = Sм/Nеф , де

Nеф - кількість витків у фазі

Sм - переріз міді усіх провідників

S = 46,4/36 = 1,28 мм2

Число паралельних провідників = 2, вибираємо дріт ПЕЛ з діаметром 0,93 мм, перерізом 0,679 мм2 по таблицям 7, 8, 9.

8. Визначаємо потужність електродвигуна. Для цього необхідно розрахувати силу струму статора. По таблиці 2 приймаємо щільність проходження струму д = 4,5 А/мм2:

I = S ·д = 2 · 0,679 · 4,5 = 6,1 A

9. По силі струму статора та напрузі визначаємо повну потужність двигуна:

S = v3 · U · I/1000 = v3 ·380 · 6,1/1000 = 4,01 кВ · А

10. Активна потужність двигуна:

P = S · Ю · cos ц = 4,01 · 0,89 · 0,85 = 3,03 кВт,

де Ю та cos ц коефіцієнт корисної дії та потужності, які приблизно можна приймати по даних, взятих з каталогів типових електродвигунів або по табл. 4.

По таблиці приймаємо:

Ю = 0,89, cos ц = 0,85.

Розрахунок електродвигуна виконано вірно, потужність розрахункова не виходить за межі допустимих відхилень не менше ніж на 10% та не більше ніж на 20% від номінальних значень.

3.4 Розрахунок трансформатора

Розрахунок трансформатора для верстата з такими заданими величинами:

Напруга живлення трансформатора:

U1 = 380В;

Напруга вторинних обмоток трансформатора:

U2 = 127В; U2' = 36В; U2'' = 22В; U'''= 60В.

Сила струму на вторинних обмотках трансформатора:

І2 = 5,5А; І2' = 1А; І2'' = 0,1А; I'''= 1,8А.

Почнемо з визначення його вторинної повної потужності, яку можливо прийняти рівним множенню вторинної напруги на вторинний струм при повному навантаженні:

S2= U2•I2 (ВА)

S2 - вторинна потужність

U2 - вторинна напруга

І2 - вторинний струм

S2 = U2 • I2 = 110 4,7 = 517 (ВА)

S2' = U2' • I2' = 55 1,6 = 88 (ВА)

S2'' = U2'' • I2'' = 24 0,5 = 12 (ВА)

Знайдемо повну вторинну потужність трансформатора:

S2 = S2'+S2''+S2 (ВА)

S2 = 88 + 12 + 517 = 617 (ВА)

Первинна повна потужність трансформатора:

S1 = S2/з (ВА)

S1 - первинна потужність

S2 - вторинна повна потужність

з - к.к.д. трансформатора (приймаємо по таблиці) = 0,95

S1 = 617/0,95 = 649,4 (ВА)

Так як трансформатор стержневого типу, то переріз осердя:

Qc = S1 (см2)

Qc - переріз стержня осердя

S1 - первинна потужність = 649,4 (ВА)

Qc = 649,4 = 25,4 (см2)

Переріз осердя може бути виражено через його розміри Qс=a·b, де a- ширина пластин, см; b- товщина пакета пластин, см.

Переріз стержня майже завжди має квадранту, прямокутну або ступеневу форму вписану в окружність.

Приймаємо розміри трансформатора такими:

ширина стержня: а = 4 см,

висота стержня: Нс = 3 • а = 3 • 4 = 12 см,

ширина вікна: с = Нс/К = 12/3 = 4 см,

товщина пакета пластин b = 6,25 см.

К - коефіцієнт, враховуючий найкращі розміри вікна осердя (К = 2,5 - 3)

Фактичний переріз осердя:

Qе.ф. = a b (см2)

Qе.ф. = 4 6,25 = 25 (см2)

Визначаємо силу струму первинної обмотки:

I1= S1/U1 (А)

U1 - напруга первинної обмотки

S1 - потужність трансформатора

I1= S1/U1 = 649,4/380 = 1,7 (A)

І2 = 4,7(А); І2' = 1,6 (А); І2'' = 0,5 (А)

Визначаємо переріз дроту первинної та вторинної обмотки, виходячи з щільності струму, яка дорівнює 2А/мм2.

S = I/ - загальна формула

S1 та S2, S2', S2'' - переріз проводів первинної і вторинних обмоток.

S1 = I1/ = 1,7/2 = 0,85 (мм2)

S2 = І2/ = 4,7/2 = 2,35 (мм2)

S2' = І2'/ = 1,6/2 = 0,8 (мм2)

S2'' = І2''/ = 0,5/2 = 0,25 (мм2)

Приймаємо по табл. 7, 8, 9 для первинної та вторинної обмоток дроти ПЕВ-1 з наступними даними:

переріз дроту без ізоляції: S1 = 0,916 мм2

S2 = 2,38 мм2

S2 ? = 0,849 мм2

S2'' = 0,255 мм2

діаметр дроту без ізоляції: d1 = 1,08 мм

d2 = 1,74 мм

d2 ?= 1,04 мм

d2'' = 0,57 мм

діаметр дроту з ізоляцією: di1 = 1,16 мм

di2 = 1,82 мм

di2 ?= 1,12 мм

di2'' = 0,62 мм

Визначаємо кількість витків первинної та вторинної обмоток, прийняв магнітну індукцію осердя Bc=9000 (сталь Е41)

щ1 = U1 108/222 Bc Qе.ф.

Bc - магнітна індукція в осерді (взята з таблиці)

щ1 = 380 108/222 9000 25 = 760 витків

щ2 = щ1 (U2/U1)

U2, U2', U2'' - напруги вторинних обмоток

щ2 = 760 (110/380) = 220 витків

щ2' = 760 (55/380) = 110 витків

щ2'' = 760 (24/380) = 48 витків

Перевіримо чи розмістяться обмотки у вікні нашого осердя. Площа зайнята первиною та вторинною обмотками

Fобм = Fобм1+ Fобм2+ Fобм2 ?+Fобм2''

Fобм = 1022 + 728 + 137 + 18,4 = 1905,4 мм2

Площа зайняття кожної обмотки:

Fобм1 = di12 • щ1 (мм2)

Fобм2 = di22 • щ2 (мм2)

Fобм2' = di2' 2 • щ2' (мм2)

Fобм2'' = di2'' 2 • щ2'' (мм2)

Fобм1 = di12 • щ1 = 1,162 • 760 = 1022 мм2

Fобм2 = di22 • щ2 = 1,822 • 220 = 728 мм2

Fобм2' = di2' 2 • щ2' = 1,122 • 110 = 137 мм2

Fобм2'' = di2'' 2 • щ2'' = 0,622 • 48 = 18,4 мм2

Площа вікна осердя:

Hc = 120 40 = 4800 мм2

Відношення розрахованої та фактичної площ вікна осердя

1905,4/4800 = 0,396

З розрахованих даних можна зробити такий висновок, що обмотки вільно розміщуються у вікні вибраного осердя трансформатора, так як 0,396 менше ніж 0,7. Допустимі критерії дотримано.

4. Заключна частина

4.1 Захист від переходу напруги вище 1000В в коло напруги до 1000В

При пошкодженні ізоляції між обмотками високої та низької напруги трансформатора виникає небезпека переходу напруги і як слідство небезпека ураження людини, загоряння, пожару. Способі захисту залежать від режиму нейтралі.

Мережі напругою до 1000В з ізольованою нейтралью, зв'язана через трансформатор з мережами напругою вище 1000В з ізольованою нейтралью повинні бути захищенні пробивним запобіжником, встановлений в нейтралі або фазі на сторонні низької напруги трансформатора . Тоді у випадку ураження ізоляції між обмотками високої та низької напруги цей запобіжник пробивається і нейтраль або фаза низької напруги заземлюються. Напруга нейтралі відносно землі Uз=Iз R0.

Мал.4.1.1 Схема включення пробивного запобіжника

Мірою захисту є пониження цієї напруги до безпечної величини шляхом заземлення нейтралі з опором R0<4Oм. Цілісність запобіжника контролюють вольтметром: при зламаному запобіжнику вольтметр, підключений паралельно до нього, покаже нуль.

Мал. 4.1.2 Схема переходу напруги вище 1000В в мережу напругою до 1000В.

Якщо нейтраль мережі напругою вище 1000В ізольована, а нейтраль мережі напругою до 1000В заземлена, то аварійний струм замикається через опір R0 робочого заземлення низької напруги та ємкісну провідність мережі високої напруги (мал. 4.1.2) . В цьому випадку R0<125/Iз , де 125-найбільше допустима напруга заземлення.