Эксплуатация электроэнергетических систем

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тульский государственный университет» Институт высокоточных систем им. В.П. Грязева Кафедра «Электроэнергетика» УТВЕРЖДАЮ Декан САУ факультета _____________ А.Э. Соловьёв “___”_________ 2012 г. КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ по дисциплине «Эксплуатация электроэнергетических систем» Направление подготовки: 140400 «Электроэнергетика и электротехника» Профиль подготовки: «Электроснабжение» Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: (очная, заочная) Тула 2012 г. 2 Конспект лекций по дисциплине «Эксплуатация электроэнергетических систем) составлен доцентом В.Ю.Карницким и доцентом Ю.В.Кравцовым, обсуждён на заседании кафедры «Электроэнергетка» факультета систем автоматического управления, протокол №___ от "___"______________ 2012 г. Зав. кафедрой _______________________ В.М. Степанов Конспект лекций пересмотрен и утверждён на заседании кафедры «Электроэнергетика» САУ факультета, протокол №___ от "___"______________ 20 г. Зав. кафедрой _______________________ В.М. Степанов 3 Содержание 1 Общие вопросы эксплуатации электроэнергетических систем………………………….…4 2 Нормативная и проектная документация…………………………………………………….6 3 Материалы и изделия, применяемые при монтаже и эксплуатации электроустановок….12 4 Инструменты и специальное оборудование для монтажа и эксплуатации электрооборудования…………………………………………………………18. 5 Основы такелажных работ……………………………………………………………………21 6 Монтаж распределительных электрических сетей и осветительных установок………….24 7 Монтаж электрических машин и ……………………………………………………………39 8 Организация работ по монтажу подстанций…………………………………………….…..47 9 Техника безопасности………………………………………………………………………...57 10 Квалификационные требования…………………………………………………………….65 11 Организация работ по эксплуатации электроэнергетических систем……………………67 12 Управление эксплуатацией и ремонтом электрооборудования трансформаторных подстанций, распределительных устройств и линий электропередачи………………….74 13 Эксплуатация силовых трансформаторов………………………………………………….85 14 Текущий ремонт и проверка электрических аппаратов…………………………………...86 15 Эксплуатация систем электрического освещения………………………………………....92 Список литературы……………………………………………………………………………94 4 1 Общие вопросы эксплуатации электроэнергетических систем Дальнейший рост производства и повышение производительности труда на предприятиях невозможны без комплексной механизации и автоматизации, основной энергетической базой которых является электрификация. При сооружении новых и реконструкции действующих предприятий выполняется большой объем работ по монтажу электротехнического оборудования и электроустановок. Электромонтажные работы — завершающий этап строительства, определяющий сроки ввода объектов в эксплуатацию. Высокое качество электромонтажных работ — одно из важных средств обеспечения ритмичной, производительной и безопасной работы электроустановок и технологических машин. Требуемая надежность электроустановок, их сохранность, сокращение неплановых простоев технологических звеньев, а также обеспечение высоких техникоэкономических показателей определяются уровнем и правильной их эксплуатацией. Поэтому организация ремонтных работ и правильный профилактический уход за электроустановками имеют важное значение. Для этого организуется плановопредупредительная система технического обслуживания и ремонта — комплекс взаимосвязанных положений и норм, определяющих организацию и порядок проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту изделий для заданных условий эксплуатации. Сущность ее положений заключается в систематическом, заранее запланированном выполнении установленных видов технического обслуживания и плановых ремонтов. Значение повышения уровня надежности и эксплуатации электроустановок связано со специфическими условиями: повышенной возможностью взрыва, пожара или поражения человека электрическим током; жесткой зависимостью отдельных звеньев технологического процесса; исполнением электрооборудования и средств механизации и автоматизации; неблагоприятными внешними условиями эксплуатации оборудования; высокой стоимостью и излишними затратами труда, связанными с трудностями монтажа и устранения отказов. Решение задач организации правильного монтажа, технического обслуживания и ремонта электротехнических изделий в значительной степени определяются подготовкой и квалификацией электротехнического персонала, который должен обладать глубокими знаниями и практическими навыками в области монтажа и эксплуатации электроустановок. Изучение дисциплины должно обеспечить знание: основ организации, планирования и управления производством и качеством монтажно-наладочных работ и технического обслуживания электроустановок; нормативно-технической документации, отраслевых стандартов, правил и норм по монтажу, эксплуатации и ремонту электрооборудования и средств автоматизации; назначения, состава, содержания и порядка разработки проектной, приемо-сдаточной, конструкторской и отчетной эксплуатационной документации на электроустановки; основных материалов, инстру- 5 ментов и технических средств, используемых при монтажно-наладочных работах и техническом обслуживании основных видов электрооборудования; методов, видов и объема работ по монтажу и эксплуатации основных элементов электроустановок, применяемых в отрасли; способов и методов предупреждения и устранения возникающих отказов. 6 2 Нормативная и проектная документация План лекции: 2.1 Характеристика основных нормативных документов 2.2 Проектная документация 2.3 Приемо-сдаточная и эксплуатационная документация 2.4 Классификация электроустановок и электрооборудования 2.1 Характеристика основных нормативных документов Задачи обеспечения высокопроизводительной, надежной и безопасной работы электроустановок при эксплуатации требуют системного, комплексного подхода к решению взаимосвязанных вопросов по выбору, размещению и взаимодействию необходимого оборудования на стадии проектирования, организации и выполнении монтажа, наладки, технического обслуживания и ремонта, а также использования его по назначению. Для решения этих вопросов имеется система взаимосвязанных правил, норм и положений, приводимых в нормативной документации. Их выполнение позволяет обеспечить необходимый технический уровень и своевременный ввод электроустановок, качество, надежность, экономичность и удобство в эксплуатации, а также охрану здоровья и безопасность труда рабочих. Характеристика основных нормативных документов приведены ниже. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) являются основным нормативным документом, определяющим порядок выбора электрооборудования, устройства электроустановок и их испытаний. В ПУЭ подробно изложены требования по выбору по выбору, области применения и устройству электрооборудования. Строительные нормы и правила (СНиП) устанавливают основные требования к организации, управлению, порядку и нормам проектирования, производству и приемке строительных и монтажных работ, сметные нормы и нормы затрат материальных и людских ресурсов. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭ) определяют задачи и обязанности персонала по эксплуатации электроустановок и требования к нему, порядок выполнения работ при эксплуатации и ремонте электрооборудования общего назначения и специальных электроустановок, а также сроки, объемы и нормы испытания электрооборудования, находящегося в эксплуатации. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей (ПТБ) устанавливают: требования безопасного оперативного обслуживания и производства работ в электроустановках; порядок выполнения организационных и технических мероприятий; правила техники безопасности при обслуживании электродвигателей, коммутационных аппаратов и комплектных распределительных устройств, при работах на кабельных и воздушных линиях электропередачи, проведении испытаний оборудования и измерений и др. 7 Правила техники безопасности при электромонтажных и наладочных работах (ПТБЭН) охватывают специфику работ, выполняемых электромонтажными и наладочными организациями и дополняют требования СНиП, ПТЭ и ПТБ. Правила пользования электрической и тепловой энергией определяют взаимоотношения энергоснабжающих организаций с потребителями при расчетах за электрическую и тепловую энергию. Эксплуатационные документы предназначены для изучения изделия и правил его эксплуатации (использования, технического обслуживания, транспортирования и хранения). Как правило, эксплуатационные документы предусматривают: техническое описание (ТО), инструкцию по эксплуатации (ИЭ), инструкцию по техническому обслуживанию (ИО), инструкцию по монтажу, пуску, регулированию и обкатке изделия на месте его применения (ИМ), формуляр (ФО), паспорт (ПС), ведомости запасных частей, инструмента и приспособлений и др. Ремонтные документы — это рабочие конструкторские документы для подготовки ремонтного производства, ремонта и контроля изделия после ремонта. Они составляются на текущий и капитальный ремонты. 2.2 Проектная документация Проекты систем электроснабжения и электроустановок. Помимо рационального выбора и размещения электрооборудования, структурного и функционального построения систем, в проекте учитываются и монтажно-технологические особенности и условия эксплуатации, в том числе: рациональное конструктивное построение с точки зрения технологии выполнения монтажа, плановых и неплановых ремонтов и осмотров, технического обслуживания; объединение малогабаритных конструкций в укрупненные блоки; более полное комплектование и испытание электроустановок на заводе-изготовителе с целью сокращения времени на монтаж. Проект производства электромонтажных работ (ППЭР). В этом проекте решаются вопросы организации производства и определения наиболее рациональных способов монтажа электроустановок с целью обеспечения условий для своевременного ввода их в эксплуатацию и достижения высокой производительности. 2.3 Приемо-сдаточная и эксплуатационная документация Приемо-сдаточная документация. Вновь вводимое электрооборудование испытывается в соответствии с разделом 1.8 ПУЭ, требованиями отраслевых нормативных документов, а также заводскими и монтажными инструкциями. Все измерения, испытания и опробования, производимые при этом монтажным и наладочным персоналом, оформляются соответствующими актами и протоколами, устанавливаемыми СНиП 3.05.06-85 и отраслевыми правилами и нормами. 8 Законченное монтажом электрооборудование сдается приемочной комиссии, которой представляется следующая приемо-сдаточная документация: утвержденная проектная документация и комплект рабочих чертежей и исполнительных схем электротехнической части с внесенными в них изменениями; комплект заводской документации; акты и протоколы по строительным работам, связанным с монтажом электротехнических устройств; акты и протоколы по электромонтажным и наладочным работам. Заключение о возможности ввода электрооборудования в эксплуатацию дается на основании рассмотрения всей приемо-сдаточной документации. Эксплуатационная документация. В результате произведенных работ в электрооборудовании и электроустановках происходят изменения, оказывающие влияние на их состояние. Эксплуатационные документы могут быть следующими: 1. Определяющими квалификацию и виды работ, выполняемых персоналом: журналы проверки знаний ПТЭ, ПТБ, ПБ; журналы учета производственного инструктажа и противоаварийных тренировок; списки лиц, имеющих право выполнять определенные виды и объемы работ; удостоверение о проверке знаний ПТЭ и ПТБ. 2. Характеризующими фактическое состояние системы электроснабжения и электрооборудования: комплект необходимых схем электроснабжения; кабельный журнал и паспорт кабельной линии; паспорт заземляющего устройства; журнал учета и содержания средств защиты. 3. Учитывающими аварии, отказы, дефекты и неполадки в электрооборудовании и электроустановках: книги и журналы регистрации проверки и состояния электрооборудования и заземления, результатов проверки защит, учета дефектов и неполадок в электрооборудовании, измерения сопротивления изоляции; формы технической документации по ревизии, наладке и испытанию электрооборудования и др. 4. Устанавливающими сроки проведения испытаний, ремонтов, ревизий и наладок электрооборудования; календарные графики проведения испытаний и планово-предупредительных ремонтов. 5. Устанавливающими порядок регистрации показаний контрольноизмерительных приборов и счетчиков. Своевременное и четкое ведение эксплуатационной документации, обстоятельный анализ и обобщение данных, приводимых в эксплуатационной документации, позволяет вести целенаправленную работу по повышению эффективности и надежности электрооборудования, совершенствованию системы технического обслуживания и ремонта. Контрольные вопросы 1. В чем состоит значение требований нормативной документации? 2. Какие виды нормативной и проектной документации используются при монтаже, наладке и эксплуатации электроустановок? 9 3. Определите область применения различных видов нормативной и проектной документации. 4. Необходим ли системный подход к использованию требований нормативной документации и что это дает? 5. Каким образом используется эксплуатационная документация для повышения надежности и безопасности работы электроустановок? 2.4 Классификация электроустановок и электрооборудования 2.4.1 Электроустановки и электропомещения Электроустановки представляют собой совокупность машин, аппаратов, линий электропередач и вспомогательного оборудования (вместе с помещениями), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи распределения и преобразования электрической энергии в другой вид энергии. По условиям защиты от атмосферных воздействий они разделяются на открытые (наружные) и закрытые (внутренние). По условиям электробезопасности они разделяются на электроустановки напряжением до 1000 В и электроустановки напряжением выше 1000 В. К электроустановкам напряжением выше 1000 В предъявляются более высокие требования по устройству, конструктивному исполнению применяемого электрооборудования, квалификации персонала, работающего в этих установках, и по выполняемым организационным и техническим мероприятиям. Электропомещения — это помещения (части помещений, отгороженные, например, сетками), в которых расположены электроустановки, доступные только для квалифицированного обслуживающего персонала. Классифицируются ПУЭ по характеру окружающей среды следующим образом. 1. Сухие — с относительной влажностью воздуха, не превышающей 60%. 2. Влажные — с относительной влажностью воздуха в пределах от 60 до 75% и конденсирующейся влагой или парами, выделяющимися лишь кратковременно и в небольших количествах. 3. Сырые — с относительной влажностью воздуха, длительно превышающей 75%. 4. Особо сырые — с относительной влажностью воздуха ближе к 100%. Пол, стены, потолок и предметы, находящиеся в таких помещениях, покрыты влагой. 5. Жаркие, в которых температура постоянно или периодически (более 1 сут) превышает +35° С. 6. Пыльные, в которых по условиям производства выделяется технологическая пыль в таком количестве, что она может оседать на проводах, проникать внутрь оболочек электрооборудования и т. п. 7. С химически активной или органической средой, в которой постоянно или в течение длительного времени содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, обра- 10 зуются отложения или плесень, разрушающие изоляцию и токоведущие части. По опасности поражения людей электрическим током различают помещения: с повышенной опасностью, в которых отмечается наличие одного из следующих условий: сырости или токопроводящей пыли; токо-проводящих полов (металлических, железобетонных и т. п.); высокой температуры; возможности одновременного прикосновения человека, с одной стороны, к металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т. п., соединенным с землей, и к металлическим корпусам электрооборудования — с другой; особо опасные, характеризующиеся наличием одного из следующих условий: особой сырости; химически активной или органической среды: одновременно двух или более условий повышенной опасности; без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность. Взрывоопасные зоны электроустановок разделяются на классы. Взрывоопасная зона может занимать весь объем помещения или только часть его, а также ограниченные пространства в наружных установках, в которых могут быть образованы взрывоопасные смеси. 2.4.2 Исполнение электрооборудования Электрооборудование может обеспечивать безопасную и надежную работу только в том случае, если его конструкция и исполнение соответствуют условиям окружающей среды и режимам работы. Исполнения электротехнических изделий, определяемые климатическими факторами внешней среды на суше, согласно ГОСТ 15150—69 обозначаются следующими русскими (латинскими) буквами, соответствующими климату района, где они эксплуатируются: У(N) ........................ Умеренный ХЛ(NF) ..................... Холодный ТВ(ТН) ...................... Влажный тропический ТС (ТА)...................... Сухой тропический 0(U) ........................ Все климатические районы В зависимости от мест размещения электротехнические изделия подразделяют на пять укрупненных категорий, обозначаемых цифрами: 1 - на открытом воздухе 2 - помещения, где колебания температуры и влажности не существенно отличаются от колебаний на открытом воздухе, имеется свободный доступ наружного воздуха, но отсутствует прямое воздействие солнечной радиации и атмосферных осадков 3 - закрытые помещения с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, где колебания температуры и влажности, действие песка и пыли, солнечной радиации, ветра, атмосферных осадков существенно уменьшены 11 4 - помещения с искусственно регулируемыми климатическими условиями, в которых исключается прямое воздействие солнечной радиации, атмосферных осадков, ветра, песка и пыли наружного воздуха 5 - помещения с повышенной влажностью, в которых возможно длительное наличие воды или частой конденсации влаги, а также подземные выработки шахт По исполнению электрооборудование разделяется на: общего назначения — электрооборудование, выполненное без учета требований, специфических для определенного назначения или определенных условий эксплуатации; рудничное нормальное — электрооборудование, в котором не имеется средств взрывозащиты; взрывозащищённые — электрооборудование, в котором предусмотрены конструктивные меры по устранению или затруднению воспламенения окружающей взрывоопасной среды вследствие его эксплуатации. Такое электрооборудование разделяется на две группы: 1 — рудничное взрывозащищенное электрооборудование для подземных шахт и рудников, опасных по газу или пыли; II — взрывозащищенное электрооборудование для внутренней или наружной установки. Контрольные вопросы 1. С какой целью вводится классификация электроустановок и электрооборудования? 2. По каким признакам классифицируются электроустановки, электропомещения и электрооборудование? 3. В чем состоит влияние классификации электроустановок и электрооборудования на его правильный выбор и организацию эксплуатации? 12 3 Материалы и изделия, применяемые при монтаже и эксплуатации электроустановок План лекции: 3.1 Общие сведения 3.2 Электроизоляционные материалы 3.3 Проводниковые и конструкционные материалы 3.1 Общие сведения Во время монтажа, ремонта и эксплуатации электроустановок используется большое количество разнообразных по назначению и свойствам материалов для: изготовления конструкций: установки и закрепления электрооборудования и отдельных его элементов и узлов; соединения силовых и вспомогательных цепей; соединения проводов и жил кабелей; восстановления изоляции; предохранения частей оборудования от вредного действия окружающей среды и др. Применяемые при этом материалы должны обеспечивать высокое качество работ при монтаже и ремонте, надежность при эксплуатации электроустановок, быть простыми и безопасными в обращении с ними, позволять облегчать и ускорять выполнение этих работ. Выбор материалов для этих целей — одна из важнейших задач, решаемых как проектными, так и монтажными и эксплуатационными организациями. Применяемые материалы и изделия по своим свойствам должны соответствовать условиям и режимам работы электрооборудования. В зависимости от назначения и свойств, применяемые материалы могут быть разделены на следующие основные группы: электроизоляционные; проводниковые; конструкционные. 3.2 Электроизоляционные материалы Электроизоляционные материалы предназначены для электрического разделения токоведущих частей с разными потенциалами друг от друга, а также от корпусов электрооборудования и других заземленных частей. Наибольшее распространение на горных предприятиях нашли твердые, жидкие и твердеющие материалы. При выборе электроизоляционных материалов для применения в конкретных условиях необходимо, чтобы они обеспечивали требуемую пожарную и экологическую безопасность, высокую стабильность характеристик в условиях эксплуатации, хранения и изготовления, были совместимыми с другими применяемыми материалами. Эти материалы должны обеспечивать требуемую механическую прочность, достаточные уровень сопротивления изоляции и угол диэлектрических потерь, высокую стойкость к воздействию электрических и тепловых полей. При работе в определенных климатических условиях и воздействии химически агрессивной среды они должны обеспечивать требуемые химо-, холодо- и влагостойкость, обладать низкой гигроскопичностью и т. п. 13 Наиболее широкое применение нашли следующие электроизоляционные материалы и изделия: изделия из керамических материалов обладают высокими электроизоляционными, механическими и термическими свойствами; выдерживают поверхностные разряды; стойки к воздействию атмосферных осадков, химических веществ и солнечных лучей; длительно сохраняют свои свойства, как при применении, так и при эксплуатации. В качестве основного керамического материала используется электротехнический фарфор, применяемый для изготовления высоко- и низковольтных изоляторов. Реже, чем из фарфора, применяют изделия из стеатита и кордиерита. Слюдяные электроизоляционные материалы отличаются высокими нагрево- и влагостойкостью, электрической прочностью, стойкостью к длительному воздействию сильных электрических полей. Такие свойства слюдяных материалов обеспечили их широкое применение в электрических машинах. По области применения слюдяные материалы разделяются на следующие виды: коллекторные, прокладочные, формовочные, гибкие и термоупорные. Все слюдяные материалы выпускаются в листах, установленных размеров и толщины, а гибкие материалы, кроме того, в виде лент. Пластические массы находят весьма широкое применение как электроизоляционные материалы в сочетании с конструкционным назначением для изготовления различных панелей, проходных изоляторов, траверс, разъемов, ручек управления, каркасов и т. д. и как конструкционные для изготовления корпусов приборов и аппаратов, футляров, крышек, кронштейнов, шестерен, шкивов и т. д. Большая распространенность таких материалов обусловлена высоким уровнем их электроизоляционных свойств, большой механической прочностью, стойкостью к действию температур, атмосферо- и химостойкостью. Простота и легкость обработки обеспечивают низкую трудоемкость их изготовления по сравнению с другими материалами. При выборе пластмасс и изделий из них необходимо учитывать условия их работы для обеспечения высоких эксплуатационных свойств и требований технологического характера, способствующих повышению производительности, упрощению и удешевлению деталей и оснастки, экономии пластмасс. Слоистые пластики используют в качестве электроизоляционного и конструкционного материалов. В электроустановках в основном применяют листовые слоистые пластики (гетинакс, стеклогетинакс, текстолит, асботекстолит, стеклотекстолит и др.) для изготовления различных деталей: панелей, щитков, перегородок, оснований аппаратов и приборов, прокладок, шайб и т. п. Они характеризуются высоким уровнем физико-механических свойств, легко поддаются обработке. Однако слоистые пластики имеют ряд существенных недостатков, основные из которых: различные свойства вдоль и поперек волокнистых наполнителей; неоднородность свойств по площади листа; неодинаковые внутренние напряжения, приводящие к его короблению; ухудшение прочностных и электроизоляционных свойств при повышении температуры и влажности, а также при старении. По этой причине они находят ограниченное применение, особенно в ответственных электроустановках. 14 Базисные материалы применяют при изготовлении печатных плат низковольтной аппаратуры, систем управления, средств защиты и автоматизации. Они представляют собой электроизоляционные материалы, облицованные металлической фольгой. Электроизоляционные ленты, лакоткани, починочные резины применяют для восстановления изоляции жил кабелей, шнуров, проводов при их соединении между собой и присоединении к различным видам электрооборудования. Общие свойства таких материалов: достаточная механическая прочность при малой толщине, гибкость и эластичность, высокие электрические свойства, стойкость к действию влаги и незначительная влагопоглощаемость. Электротехнические ленты применяют также для восстановления электропроводящих экранов и полупроводящих слоев, для выравнивания напряженности электрического поля и для герметизации и уплотнения мест соединения. Для изолирования мест соединения жил кабелей с бумажной изоляцией поставляются комплекты, состоящие из бумажных пропитанных роликов, рулонов и бабин с хлопчатобумажной пряжей. Изоляционные ленты изготовляются на различной основе: хлопчатобумажной (ЛХМ), стеклотканевой (ЛСЭ), бумажной (К-120, КМ-120), прорезиненной (2ПОЛ, 2ППЛ и др.), из поливинилхлоридного пластиката (ПВ), поливинилхлоридной (ПВХ). Широкое применение находят самослипающиеся ленты типа ЛЭТСАР. Лакоткани представляют собой волокнистые материалы, пропитанные электроизоляционными лаками или другими составами. Электрические свойства лакотканей определяются свойствами пропиточных электроизоляционных материалов, а механические — волокнистой основой, служащей каркасом для лаковой пленки. Для изготовления лакотканей применяют хлопчатобумажные, шелковые и стеклянные ткани, а также ткани из синтетических волокон. При выборе лент и лакотканей должны учитываться: внешние факторы, снижающие их качество; механические воздействия; повышенная температура, влажная среда и вода; минеральные масла и растворители: различные химические растворители, а также старение. Починочные невулканизированные резины применяют для восстановления изоляции гибких кабелей. Они изготовляются в виде ленты толщиной 0,4—0,6 мм, шириной 20—50 мм и характеризуются высокими упругими свойствами, необходимыми для обеспечения плотной и безобрывной намотки по заделываемому месту кабеля. Электроизоляционные лаки применяют для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов и для покрова электроизоляционных материалов с целью повышения нагревостойкости и защиты от вредного влияния окружающей среды. Они состоят из пленкообразующих веществ, растворителей и разбавителей, сиккатива (ускорителя высыхания растворительных масел и лаков) и пластификаторов, придающих пленке эластичность. Пропиточные лаки должны обеспечивать хорошие пропиточные и цементирующие свойства, исключающие смещение витков обмоток; приемлемую скорость 15 сушки; высокие электрические характеристики в режимах длительной эксплуатации и сушки; влагостойкость, малую горючесть, не оказывать вредного влияния на изоляцию обмоточных проводов и другие материалы; быть нетоксичными и дешевыми. Лаковая пленка не должна размягчаться в эксплуатации и должна быть эластичной. Покровные лаки и эмали должны обеспечивать: надежную защиту изделий и деталей от вредного влияния внешней среды; быстрое высыхание; хорошую адгезию к покрываемой поверхности; образование механически прочной нагрево- и влагостойкой пленки. Электроизоляционные компаунды и кабельные заливочные массы используют для пропитки, покрытия, заливки и герметизации различных узлов электрооборудования, аппаратов, трансформаторов, изоляторов, различных обмоток, разделок и соединений кабелей для защиты от действия агрессивной среды, повышенных и пониженных температур, ударных и вибрационных нагрузок и т. д. В момент применения при нормальной или повышенной температуре они находятся в жидком состоянии и твердеют после применения в результате химических процессов или охлаждения. В отличие от лаков они не содержат растворителей, поэтому лучше обеспечивают герметизацию узлов и деталей электротехнических изделий. Наибольшее распространение получили компаунды на основе эпоксидных смол и их модификаций. Они могут быть холодного или горячего отверждения. Преимуществами компаундов с холодной заливкой являются малая объемная усадка и исключение предварительного разогрева для изготовления исходной заливочной массы. С целью улучшения физико-механических и электрических свойств в компаунды вводят различные наполнители. Для заливки муфт и заделок силовых и контрольных кабелей с бумажной изоляцией широко применяются маслоканифольные и битумные нефтяные составы, обладающие высокой влагостойкостью, хорошими электрическими свойствами и обеспечивающие достаточную герметичность кабельных заделок. Трансформаторные масла применяют в качестве изолирующей и теплопроводящей среды в трансформаторах, масляных выключателях и другой электрической аппаратуре. Отдельные виды масел отличаются друг от друга вязкостью и уровнем электрических характеристик. Горючесть и взрывоопасность трансформаторного масла, неоднородность свойств, недостаточная стойкость к действию электрического поля, а также ухудшение физико-химических и электрических показателей с течением времени затрудняют безопасную, надежную и экономичную эксплуатацию электрооборудования. Поэтому необходимо стремиться к применению безмасляного электрооборудования. 3.3 Проводниковые и конструкционные материалы Проводниковые материалы предназначены для создания и соединения токоведущих частей в электроустановках и электрооборудовании. К таким материалам относятся; установочные и монтажные провода, шнуры и кабели, обмоточные провода, ошиновочные материалы, контактные материалы и щетки, припои. Применяемые 16 материалы должны иметь достаточную проводимость, высокую механическую прочность и, при необходимости, гибкость, высокую коррозионную стойкость, легко обрабатываться различными способами, хорошо свариваться или склеиваться. Установочные монтажные провода, шнуры и кабели используют для соединения различных аппаратов и устройств электроустановок и электрооборудования, а также осветительных сетей. Область применения устанавливается соответствующей нормативной документацией (ГОСТ, ПУЭ). В угольных шахтах эти изделия могут применяться по заключению МакНИИ или ВостНИИ. С целью обеспечения взрывозащиты в угольных шахтах запрещается применение кабелей с алюминиевыми жилами или оболочками. Обмоточные провода для обмоток трансформаторов, статоров электродвигателей, контакторных катушек и реле изготовляют из мягкой отожженной меди и должны соответствовать определенному для конкретного изделия классу нагревостойкости. Ошиновочные материалы применяют для оборудования распределительных устройств и соединения различных элементов силовых цепей аппаратов. Основным материалом шин для поверхностных РУ является алюминий. В аппаратах и помещениях с агрессивной средой (аккумуляторные батареи), как правило, применяют медные шины. С целью повышения надежности соединения алюминиевых шин между собой и при присоединении к аппаратам используют переходные пластины из твердого алюминиевого сплава или медно-алюминиевые. Материалы для размыкаемых контактных соединений должны иметь низкие удельное и контактное переходное сопротивления, высокую стойкость против окисления, сваривания и эрозии, высокую механическую прочность и сопротивление износу и коррозии, обеспечивать необходимые условия коммутации и малый износ. Для удовлетворения этих требований мощные разрывные контакты изготовляют из металлокерамических материалов, а малой мощности — с использованием благородных металлов или их сплавов. Припои применяют для соединения проводниковых материалов и металлических частей при пайке. Припои делятся на мягкие и твердые. К мягким относятся оловянно-свинцовые припои с температурой плавления до 500° С, к тугоплавким — медно-цинковые и медно-серебряные с температурой плавления выше 500° С. Область применения припоев определяется материалом соединяемых частей, назначением изделий и установок, требованиями обеспечения механической прочности и проводимости, стойкости к коррозии и т. д. Качество пайки в значительной степени определяется чистотой поверхности спаиваемых металлов и предохранением их от окисления в процессе пайки. Для обеспечения таких условий пайки применяются флюсы, способствующие также снижению поверхностного натяжения расплавленного припоя. Конструкционные материалы используют для изготовления щитов, каркасов, корпусов, рам, опор, поддерживающих конструкций, ограждений, соединения отдельных деталей и узлов электроустановок. К ним относятся сталь, алюминий, раз- 17 личные бронзы и латуни, изделия из пластмассы и резины. При выборе конструкционных материалов для экономного и эффективного использования следует ориентироваться на применение материалов, в наибольшей степени соответствующих применяемым конструкциям. С этой целью отечественной промышленностью выпускается большое количество различных материалов и изделий, в том числе: профили и монтажные полосы, детали для прокладки проводов и труб, крепежные изделия и метизы и т. д. Контрольные вопросы 1. Какие материалы и изделия применяют при монтаже и эксплуатации электроустановок? 2. Какими показателями характеризуются электроизоляционные, проводниковые и конструкционные материалы? 3. Что необходимо учитывать при выборе материалов для использования в конкретных электроустановках? 18 4 Инструменты и специальное оборудование для монтажа и эксплуатации электрооборудования План лекции: 4.1 Общие сведения 4.2 Средства большой механизации 4.3 Средства малой механизации и ручной инструмент 4.1 Общие сведения Во время монтажа, пуско-наладочных работ, ремонта и технического обслуживания электрооборудования производится большое количество разнообразных видов работ. Они отличаются между собой по характеру, трудоемкости, объему и условиям их выполнения. Эти обстоятельства обусловливают необходимость применения различных механизмов, приспособлений и инструментов для их выполнения с соответствующими техническими характеристиками. Правильный и обоснованный выбор их позволяет обеспечить высокое качество работ, повысить производительность труда, сократить сроки монтажа и ремонта электрооборудования при высоком уровне безопасности. Большой объем работ по предварительной подготовке монтируемых изделий, укрупненной сборке электрооборудования и блоков монтируемых узлов выполняется в мастерских электромонтажных заготовок (МЭЗ). Прогрессивным направлением оснащения МЭЗ является применение поточных технологических линий или технологических линий, состоящих из отдельных станков и механизмов. В организациях с большим объемом работ внедряются типовые технологические линии: для предварительной заготовки проводов, кабелей и тросовых электропроводок; по заготовке шин, труб и шин заземления и др. Такие технологические линии имеют большую производительность и целесообразны при большом объеме соответствующих работ. Машины, инструменты и приспособления, применяемые для монтажа и эксплуатации, могут быть разделены на следующие группы: средства большой механизации; средства малой механизации: ручные инструменты; механизмы и приспособления для подъемно-транспортных и такелажных работ. 4.2 Средства большой механизации К средствам большой механизации относятся: машины и механизмы, используемые для монтажа и погрузочно-разгрузочных работ (самоходные монтажные краны, трубоукладчики, телескопические вышки и гидравлические подъемники, электроавтопогрузчики, грузоподъемные машины); машины для строительства кабельных сооружений, воздушных линий электропередачи и т. п. (землеройные машины, экскаваторы, ямобуры, буровые и баровые); передвижные генераторы и компрессоры для привода электрических и пневматических механизированных инструментов и приспособлений; технологические станции и автоэлектролаборатории для производ- 19 ства отдельных видов электромонтажных работ и испытаний электрооборудования мобильными специализированными бригадами. Такие станции представляют собой комплект механизмов, инструментов, а также аппаратуры и приборов для испытания и измерения параметров электрооборудования, необходимых для выполнения определенного вида работ. Широкое применение находят станции по механизации монтажа подстанций; сборке шин; электрооборудования промышленных предприятий; кабельных работ и др. Оборудование таких станций располагается в кузове или прицепе фургонного типа автомобилей. 4.3 Средства малой механизации и ручной инструмент Средства малой механизации предусматривают машины, механизмы, приспособления и механизированный инструмент, используемые рабочими, производящими монтаж, ремонт и другие работы. По роду применяемой энергии они могут быть электрическими, пневматическими и пороховыми. Наиболее широкое применение для выполнения различных технологических операций находят ручные электрические машины и механизмы: сверлильные и шлифовальные машины, электрогайко- и шуруповерты, молотки, перфораторы и бороздоделы. Преимущества пневматических машин: простота конструкции; незначительная масса инструмента; допустимость перегрузки; высокие надежность и безопасность работ. Однако применение таких машин возможно там, где имеются источники сжатого воздуха. Пороховые инструменты: строительно-монтажные пистолеты ПНЦ52-1; пороховые оправки ОДП-6 для забивки стальных дюбелей; ударная колонна УК-6 для пробивки отверстий в железобетонных панелях и др. Преимущества: высокой производительностью труда по сравнению с другими видами инструмента: возможностью использования независимо от наличия электрической или пневматической энергии; небольшими массой и размерами; возможностью выполнения монтажа электрооборудования сразу же после пользования этим инструментом. Широко применяют ручные механизмы и инструменты специального назначения, изготовляемые в виде индивидуальных наборов или наборов для бригады. Наборы комплектуются оптимальным подбором инструмента для выполнения определенных видов работ и размещаются в специальных футлярах или сумках, удобных для транспортирования и переноски. Наборы выпускаются для выполнения следующих работ: общего характера (набор инструмента электромонтажника) — НЭ; для кабельных — НКИ-З; на линии — ИН-8МА: для монтажа вторичных цепей коммутации — НК; для паяльных — НСП-1 и др. Разнообразные инструменты выпускаются для работы с проводами и кабелями: секторные ножницы НС для перерезания проводов и кабелей; инструмент МБ-1М для снятия резиновой, пластмассовой и хлопчатобумажной изоляции и перерезания жил кабелей сечением до 6 мм2; кабельный нож НКП-2 для продольной и поперечной резки пластмассовых, резиновых и 20 свинцовых оболочек кабелей; прессы гидравлические ПГЭ-20 и ПГР-20М; ручные механические РМП-7М и пресс-клещи ПК1 для соединения и оконцевания жил проводов и кабелей способом прессования; прессножницы ручные для перерезания сталеалюминевых проводов сечением до 500 мм2; универсальные клещи КУ-1 для перекусывания, вырезания пленки, снятия изоляции, закручивания колец и зачистки жил на проводах любых марок и др. Выполнение работ на высоте вызывает определенные затруднения в связи с ограниченностью пространственных зон и повышенной опасностью. Для таких работ должны применяться специальные устройства. 21 5 Основы такелажных работ План лекций: 5.1 Хранение изделий 5.2 Транспортирование электрооборудования 5.3 Механизмы для подъемно-транспортных работ 5.1 Хранение изделий При транспортировании и хранении снижаются качество и надежность электрооборудования вследствие воздействия большого числа разнообразных факторов: температуры и ее перепада, влажности воздуха, солнечной радиации, интенсивности дождя и пыли, наличия коррозионно-активных агентов, образования плесени, условий транспортирования (виды транспорта, число перегрузок, состояние покрытия дорог, скорость транспортирования и др.). Для сохранения надежности и предотвращения повреждения при транспортировании и хранении поставляемые заводами изделия защищаются от вредного влияния разрушающих факторов средствами консервации и упаковки, выполняемыми в соответствии с ГОСТ на изделия, а также ГОСТ 23216—78. Условия хранения и транспортирования на отдельные группы или типы изделий указываются в стандартах или другой нормативно-технической документации на эти изделия. По условиям хранения все изделия согласно ГОСТ 15150— 69 разделены на четыре группы: легкая (Л), средняя (С), жесткая (Ж) и особожесткая (ОЖ). Для каждой группы изделий устанавливаются определенные требования к складским помещениям. На предприятиях осуществляется комплекс организационных и технических мер по хранению электротехнического оборудования. К организационным мерам относят: приемку оборудования на хранение; установление ответственности за сохранность, учет и контроль хранящегося оборудования; организацию технического обслуживания. Общая ответственность за качественную и количественную сохранность оборудования возлагается на руководителя предприятия, который назначает лиц, непосредственно отвечающих за его сохранность и техническое состояние. Технические меры предусматривают хранение всего поступающего оборудования, в том числе и электротехнического, на предприятиях и в монтажных организациях в складских помещениях следующих типов: открытые площадки; площадки с навесом; закрытые неотапливаемые помещения; отапливаемые помещения. Во всех складских помещениях должны быть предусмотрены проезды и проходы с соответствующими габаритами для перемещения оборудования и обеспечения свободного доступа для осмотра и обслуживания в период хранения. С целью быстрого отыскания нужного оборудования оно снабжается табличками с его наименованием. Небольшое и нетяжелое оборудование хранится на стеллажах, изготовляемых из дерева или металла. Тяжелое оборудование устанавливается на деревянных подкладках или настилах, которые должны предотвращать его деформацию 22 или повреждения и облегчать перемещение. Для выполнения операций по разгрузке, техническому обслуживанию и хранению оборудования складские помещения оборудуют необходимыми механизмами, приспособлениями и инструментами. В складах для хранения тяжелого оборудования в обязательном порядке устанавливаются опоры, подкладки. Проверяют правильность хранения, проводят контрольные осмотры и устанавливают степень сохранности коррозионных покрытий и необходимость повторной консервации, а также выполняют другие работы, предусмотренные технической документацией на оборудование. Повторная консервация проводится в следующих случаях: повреждены антикоррозионные покрытия; во внутренних полостях оборудования обнаружена влага; имеется коррозия на деталях оборудования или оно загрязнено. Недоступные для консервации поверхности защищают маслами и смазками в процессе сборки изделия. Консервация производится специально обученными лицами в помещениях с температурой не ниже +15° С и относительной влажностью не выше 70%. Для исключения конденсации влаги на консервируемой поверхности не допускаются резкие колебания температуры во время консервации; температура изделий должна быть не ниже температуры помещения. Работы по консервации должны быть организованы так, чтобы исключались перерывы при ее проведении. При нанесении смазки следят за тем, чтобы не образовались воздушные пузырьки, могущие нарушить целостность слоя смазки. 5.2 Транспортирование электрооборудования Все электротехнические изделия по прочности и устойчивости рассчитаны так, что могут длительно противостоять механическим нагрузкам, определяемым условиями эксплуатации. Во время транспортирования и выполнения погрузочноразгрузочных работ изделия подвергаются большим механическим воздействиям. Надежность и исправность оборудования может быть сохранена, если ударные, вибрационные и центробежные нагрузки не превысят расчетных. Поэтому на каждый вид электрооборудования в соответствующих стандартах или нормативнотехнической документации устанавливаются условия его транспортирования. Согласно ГОСТ 23216—78 условия транспортирования разделяются на легкие (Л), средние (С) и жесткие (Ж). Для каждой группы условий транспортирования определяются: вид транспорта, которым оно перемещается (железнодорожным, автомобильным и др.); расстояние и скорость передвижения в зависимости от покрытия дорог; число перегрузок Техническое обслуживание оборудования осуществляется в течение всего срока службы. 23 5.3 Механизмы для подъемно-транспортных работ Для часто выполняемых погрузочно-разгрузочных и такелажных работ целесообразно предусматривать стационарно устанавливаемые подъемные и транспортные средства: монорельсы, электротельферы, козловые краны, подъемники и другие, механизированные подъемные средства. Проезды и проходы к складским помещениям и разгрузочным площадкам запрещается загромождать. Склады электромонтажных организаций оборудуют средствами, обеспечивающими комплексную механизацию всех операций по комплектации изделий, материалов и оборудования. Они оснащаются: кранами-штабелерами и кранамикомплектовщиками; системами учета и поиска материалов на складах; средствами доставки и погрузочно-разгрузочными устройствами; развитым контейнерным хозяйством. Для разгрузки и погрузки контейнеров на объектах монтажа применяют специальные саморазгружающиеся машины или автокраны, что во время монтажа и ремонта не всегда осуществимо. В этих случаях для вертикального и горизонтального перемещений грузов применяют лебедки, тали и домкраты. Лебедки по роду привода подразделяют на ручные, электрические и унифицированные. При выборе лебедок учитывают максимальное тяговое усилие и длину каната, обеспечивающие их перемещение. Домкраты применяют для подъема машин и узлов, регулирования относительно фундаментов оснований машин, а также для сборки деталей с натягом. Они бывают винтовыми, реечными и гидравлическими. Для крепления груза, к крюку подъемного механизма применяют стропы. Диаметр каната строп определяется по условиям обеспечения прочности каната. Разрывное усилие каната Р должно превышать расчетное усилие в нем с учетом коэффициента запаса прочности К, устанавливаемого нормативными документами. При малых углах наклона усилия в стропе значительно возрастают, поэтому они должны выбираться такой длины, чтобы угол не превышал 45°. Контрольные вопросы 1. На какие группы разделяется электрооборудование по условиям хранения? 2. Объемы и порядок выполнения технического обслуживания при хранении электрооборудования? 3. Как классифицируются условия транспортирования электрооборудования? 4. В чем состоит преимущество применения технологических станций по монтажу электрооборудования? 5. Область и условия применения средств малой механизации. 6. Какие машины и механизмы применяются для подъемно-транспортных и такелажных работ? 24 6 Монтаж распределительных электрических сетей и осветительных установок План лекций: 6.1 Монтаж линий электропередач 6.2 Монтаж кабельных линий 6.3 Соединение и присоединение кабелей 6.4 Защита металлических оболочек кабеля от коррозии 6.5 Монтаж осветительных установок 6.6 Виды электропроводок и область применения 6.7 Монтаж электропроводок 6.8 Соединение и присоединение проводов и кабелей 6.9 Монтаж токопроводов и шинопроводов 6.1 Монтаж линий электропередач К основным элементам воздушных линий относятся: опоры, провода, изоляторы и арматура. Для монтажа ВЛ применяют типовые унифицированные опоры. Они могут быть деревянными, комбинированными (стойки деревянные, пасынки железобетонные), железобетонными, а для линий 110 кВ и выше — металлическими. Основной недостаток деревянных опор — сравнительно небольшой срок службы, а металлических — большая стоимость. Поэтому в настоящее время широкое распространение получают железобетонные опоры, которые имеют большой срок службы и исключают большие капитальные и эксплуатационные расходы. Строительные работы предусматривают устройство котлованов под фундаменты и заглубления опор ВЛ; устройство фундаментов или сваи; сборку и установку опор. Выверенные опоры прочно закрепляют: в грунте — тщательной послойной трамбовкой; на фундаментах и сваях — навинчиванием гаек на анкерные болты. После выверки и закрепления опор на них наносят постоянные знаки — порядковые номера опор, год установки и условное обозначение, устанавливают предупредительные плакаты и др. Правильность установки опор подтверждается паспортом, в котором также оформляется разрешение на производство работ по монтажу проводов и тросов. К монтажным работам на воздушных линиях относятся: раскатка проводов и тросов, включая их соединение и подъем на опоры; натяжка проводов и тросов, включая их визирование и регулировку стрел провеса; крепление проводов и тросов на изоляторах. Раскатку проводов и тросов производят двумя способами: с неподвижных раскаточных станков или с помощью специальных раскаточных тележек или саней. Соединение проводов ВЛ. В петлях анкерных опор их соединение может осуществляться: термитной сваркой, прессуемыми соединителями; болтовыми зажимами; а в линиях напряжением до 1000 В, кроме этого может применяться соединение 25 анкерными, ответвительными и плашечными зажимами и овальными соединителями, монтируемыми методом скручивания. Для соединения проводов линий в пролетах используют овальные соединители, монтируемые методом обжима или опрессования и дополнительной термитной сваркой концов в петле или с использованием шунта; овальные соединители, монтируемые методом сплошного опрессования и соединительные сжимы. В линиях на напряжение выше 1000 В должно быть не более одного соединения в пролете на каждый провод или трос. Не допускается соединений в пролетах при пересечении линией улиц, линий связи и сигнализации, железных и автомобильных дорог и т. п. Натяжение проводов. После окончания работ по раскатке и соединению проводов производят их натяжение. Для этого тракторы, автомобили или лебедки соединяют такелажным тросом с проводами с помощью монтажных клиновых или шарнирных зажимов. Натяжение производят в пролете, ограниченном анкерными или анкерно-угловыми опорами. Во время натяжения следят за подъемом проводов, проходом ремонтных муфт и соединительных зажимов через раскаточные ролики, удаляют с проводов зацепившиеся предметы и грязь. Стрелы провеса устанавливают согласно проекту, по монтажным таблицам или кривым в соответствии с температурой воздуха. Фактическая стрела провеса не должна отличаться от проектного значения более чем на ±5 %. Техника безопасности. Помимо общих требований безопасности при выполнении монтажных работ на ВЛ должно выполняться следующее. На двухцепных линиях ни одна линия не должна находиться в эксплуатации, т. е. на нее нельзя подавать напряжение и она не должна включаться коммутационным аппаратом. Для защиты персонала от воздействия электрических потенциалов, наводимых в проводах и тросах, они должны быть закорочены и заземлены на всех анкерных опорах монтируемого участка. При приближении грозы работающий персонал должен быть выведен за пределы трассы. В ночное время на ВЛ не должны производиться работы, за исключением монтажа переходов через железные дороги, автострады и т. п. Должна быть обеспечена регулировка положения опор оттяжками и расчалками с целью исключения их падения. При работе на высоте монтер должен пристегиваться предохранительным поясом к телу опоры или к подъемным механизмам. Подъем на вновь установленную опору допускается только по специальному разрешению производителя работ. Приспособления и детали, поднимаемые на опору, должны отцепляться от поводка бесконечного каната только после их установки и закрепления. Контрольные вопросы: 1. Назначение и основные этапы подготовительных работ по сооружению ВЛ 2. Устройство фундаментов и установка опор. 3. Порядок раскатки, натяжения и способы соединения проводов. 4. Дополнительные требования безопасности при монтаже ВЛ. 26 6.2 Монтаж кабельных линий Перед монтажом кабель должен быть тщательно проверен. Наружным осмотром убеждаются в отсутствии механических повреждений, увлажнения изоляции на концах кабеля и др. При наличии повреждений кабель необходимо размотать и проверить мегомметром сопротивление изоляции и целостность жил. Кабельные линии должны выполняться так, чтобы в процессе эксплуатации и монтажа было исключено возникновение опасных механических напряжений и повреждений. Для этого кабели укладывают с запасом по длине, обеспечивающим компенсацию от возможных температурных деформаций как кабелей, так и конструкций, по которым он проложен, а также смещений почвы. Конструкции для укладки кабеля должны также исключать возможность их механического повреждения. При прокладке радиусы внутренней кривой изгиба жил кабелей должны иметь по отношению к их наружному диаметру кратности не менее, указанных в ГОСТе или ТУ. Перед укладкой кабеля при низких температурах целесообразно предварительно прогревать кабель внутри теплых помещений, находящихся вблизи мест прокладки кабеля, что не всегда выполнимо. Второй способ - прогрев кабеля сварочными или специальными трансформаторами мощностью 15—25 кВА. Требуемые - параметры прогрева кабелей (допустимые ток и напряжение) обеспечивают регулировочными устройствами. Обычно прогрев прекращают, когда температура наружного покрова внешних витков кабеля достигает 20—30° С. Выбор способа прогрева кабелей зависит от условий прокладки и технических возможностей. Раскатка кабелей — одна из наиболее трудоемких операций, от которой в значительной степени зависит в последующем надежность работы кабельных линий. Для раскатки кабелей следует применять механизированные способы: тяжение кабеля по трассе с помощью приводных протяжных устройств, лебедок или других тяговых механизмов; передвижение барабана с кабелем, установленным на кабельной тележке, грузовом автомобиле, трубоукладчике, с одновременной раскаткой кабеля. Усилия тяжения при прокладке кабеля не должны превышать механических напряжений на растяжение, допустимых для токоведущих жил, оболочек и изоляции. Его рекомендуется контролировать с помощью динамометра. При раскатке кабель на прямолинейных участках укладывают на линейные ролики, устанавливаемые через 2—5 м; в местах поворота трассы устанавливают угловые ролики. Их радиус должен быть не меньше допустимого радиуса изгиба кабеля. Ролики должны устанавливаться так, чтобы исключалось трение кабеля о землю, пол, кабельные конструкции и т. д. Раскатка кабелей вручную допустима только на коротких трассах или когда применение средств механизации экономически не выгодно. Прокладка кабелей в траншеях. Кабели в траншеях укладывают на глубине не менее: 0,7 м для линий напря- 27 жением до 20 кВ; 1 м — 35 кВ; 1,5 м — выше 35 кВ. Кабели прокладывают «змейкой» с запасом по длине до 1 % при положительных температурах и до 4 % при отрицательных. Они должны иметь снизу подсыпку, а сверху засыпку слоем мелкой земли толщиной не менее 100 мм, не содержащей камней, строительного мусора и шлака. Для защиты контрольного и силового кабелей от механических повреждений над слоем засыпки укладывают железобетонные плиты или глиняный обыкновенный кирпич. Прокладка кабелей в траншеях имеет ряд преимуществ: меньшие капитальные затраты, хорошие условия охлаждения, позволяющие более рационально использовать сечение кабелей. Однако при такой прокладке затруднен осмотр, а при выполнении ремонтов или замене кабеля требуется выполнение значительного объема работ. Прокладка кабелей в каналах. Такой способ прокладки применяют как вне зданий, так и внутри производственных помещений и сооружают из унифицированных каналов лоткового (ЛК) или сборного типа (СК). Вне зданий кабельные каналы засыпают поверх съемных плит слоем земли не менее 300 мм. Внутри зданий кабельные каналы закрывают несгораемыми плитами или рифленым железом. Кабельные сооружения (туннели, галереи, эстакады) имеют высокую стоимость, поэтому их применение целесообразно при больших потоках кабелей. Кабели в таких сооружениях укладывают на кабельные стойки с полками или на профили с закладными подвесками. Способ раскатки и укладки кабелей на кабельные конструкции зависит от вида кабельного сооружения. Кабели, прокладываемые в кабельных сооружениях, не должны иметь защитных покровов из горючих материалов. Муфты для соединения кабелей должны располагаться на специальных площадках на необслуживаемой стороне сооружения. 6.3 Соединение и присоединение кабелей От качества монтажа соединений и присоединений в значительной степени зависит надежность работы систем электроснабжения. Выполнение соединения и концевые заделки кабелей должны иметь электрическую прочность не ниже, чем в целом кабеле и достаточную механическую прочность, обеспечивать герметичность, исключающую доступ влаги. Работы должны выполняться так, чтобы исключалось попадание пыли, масла, воды на изоляцию, а температура в месте монтажа была не ниже 10° С. Процесс монтажа должен выполняться непрерывно до его окончания. Соединение и присоединение силовых бронированных кабелей выполняют с помощью кабельной арматуры, муфт и концевых заделок. Область применения муфт и концевых заделок определяется уровнем напряжения, условиями применения, разностью уровней прокладки кабелей, маркой кабеля и др. Для соединения кабелей напряжением 6000 В и выше должны применяться эпоксидные (СЭ) и свинцовые (СС) муфты, а для кабелей напряжением до 1000 В 28 кроме этих могут применяться также и чугунные (СЧ, СЧм). Для оконцевания кабелей внутри помещений могут использоваться концевые заделки с применением поливинилхлоридного клея (лака) (КВВ) и самосклеивающихся лент (СКВ), резиновых перчаток (КВР), из эпоксидного компаунда (КВЭ), а также концевые муфты, заливаемые битумным составом (КВБ). Присоединение кабельных линий к воздушным выполняют с помощью мачтовых муфт (КМ), устанавливаемых на опорах, а к открыто установленному оборудованию — с помощью муфт наружной установки КН и КНЭ. Монтаж муфт и концевых заделок выполняют в строгом соответствии с указаниями нормативно-технической документации. Правильно смонтированная муфта должна обеспечивать надежный электрический контакт в местах соединения жил и изоляцию жил между собой и вдоль линии; защиту концов кабелей от вредного влияния окружающей среды и механических повреждений. К основным работам при монтаже муфт и концевых заделок относятся: разделка концов кабелей, соединение или оконцевание жил, восстановление изоляции в месте соединения жил (изолирование), сборка муфты, заземление оболочки и брони кабеля, заливка эпоксидным компаундом или заливочной массой. При разделке кабеля последовательно удаляют наружный защитный покров, броню, свинцовую оболочку, поясную и фазную изоляцию. Размеры разделки зависят от конструкции муфты или заделки, марки и сечения кабеля. На расстоянии А поверх джутового покрова накладывают бандаж и разматывают кабельную пряжу, которую не срезают — ее используют для защиты от коррозии оголенной брони кабеля после монтажа. В кабелях с пластмассовым шлангом на это расстояние удаляют шланг. На расстоянии (50— 100 мм) от первого бандажа на броню кабеля накладывают второй бандаж. По кромке бандажа ножовкой нарезают броню, с ограничением по глубине, после этого броню и подушку под ней удаляют. Свинцовую оболочку кабеля тщательно очищают и осторожно производят кольцевые надрезы на половину толщины оболочки специальным кабельным ножом с ограничением глубины резания. Затем на расстоянии Ж выполняют два продольных надреза и с помощью плоскогубцев удаляют оболочку. Оболочку между кольцевыми надрезами временно оставляют для предохранения поясной изоляции, которую удаляют, разматывая ленты от конца кабеля и обрывая от кольцевого надреза. После разделки жилы кабеля осторожно разводят и выгибают так, чтобы было удобно произвести их соединение. Эту операцию выполняют с помощью специальных шаблонов или вручную. Снимают оставшийся поясок оболочки между кольцевыми надрезами и накладывают на поясную изоляцию бандаж из суровых ниток. При соединении кабеля с концов жил на длине Г, определяемой способом соединения или оконцевания, удаляют бумажную изоляцию. Предварительно у места среза изоляции накладывают бандаж из суровых ниток. Для соединения и оконцевания жил 6 кабеля применяют способы опрессования, сварки и пайки. Для удаления влаги, которая может попасть на бумажную изоляцию, после со- 29 единения или оконцевания, разделку обрабатывают разогретой масло-канифольной массой марки МП-1. Изолирование соединения выполняют лентами кабельной бумаги, сматываемой с роликов или рулонов. Лента должна быть наложена плотно и ровно, с 50% перекрытием. После изолирования между жилами устанавливают фарфоровые распорки, которые обеспечивают установленные расстояния между жилами. Закончив изолирование разделки, приступают к сборке муфты и заземлению оболочки и брони кабеля. Разделку кабеля укладывают симметрично в нижнюю половину корпуса и присоединяют многопроволочный заземляющий проводник к заземляющему зажиму муфты. Верхнюю половину корпуса накладывают на нижнюю и скрепляют болтами. Собранные свинцовые и чугунные муфты заливают битумной массой марок МБ-60, МБ-70, МБ-90, МБМ, а эпоксидные — эпоксидным компаундом марок К-176, К-115 с соответствующими отвердителями. Соединение и присоединение силовых гибких кабелей. Соединение кабелей выполняют способом горячей вулканизации. Жилы соединяемых концов кабелей разделывают «вразбежку». Жилы соединяют с помощью: медных гильз с последующим обжатием; скрутки с пайкой оловянным припоем; постренговой дуговой сваркой. Соединенные жилы обматывают вначале лакотканью, лентой ПВХ или другой высококачественной изоляцией, а затем лентой из сырой резины в несколько слоев так, чтобы накладываемая резина была не менее толщины основной изоляции жил. Для восстановления электропроводящего экрана на восстановленную изоляцию наматывают в один слой липкую изоляционную ленту (например, ЛТ-40) липкой стороной вверх и посыпают ее порошком мелкого графита. После этого все жилы кабеля обматывают миткалевой лентой в один слой с 10%-ным перекрытием, поверх которой накладывают ленту из сырой резины, пока диаметр намотанной части станет больше диаметра кабеля на 5 мм. Поврежденное место кабеля укладывают в вулканизатор, нагретый до 140° С. Вулканизация производится в течение 40—50 мин. Соединенный таким способом кабель подвергают испытаниям: механическим; номинальной токовой нагрузкой основных жил до установившейся температуры кабеля. Сопротивление изоляции каждой жилы в холодном состоянии должно быть не менее 100 МОм и в нагретом — 10 МОм на 1 км длины. Соединение гибких кабелей возможно также посредством соединителей электрических взрывобезопасных СНВ. Они могут применяться только в цепях с дистанционным управлением, при котором при разъединении соединителя обеспечивается опережающее отключение силовой цепи. Для присоединения гибких силовых и контрольных кабелей в рудничном электрооборудовании предусмотрены специальные кабельные вводы. Длина разделки кабеля определяется размерами вводных устройств. При разделке силовых жил 8 электропроводящий экран снимают до среза шланговой оболочки. Расстояние от оголенной жилы до электропроводящего слоя экрана по изоляции должно быть не менее 50 мм. Разводку жил во вводном устройстве выполняют так, чтобы изоляция жил не прикасалась к токоведущим частям. Соединение и разветвление как гибких, 30 так и бронированных кабелей в сетях до 1140 В допускается также с помощью специальных коробок (ящиков), а также распределительных коробок электрических аппаратов. Соединение контрольных кабелей. При соединении контрольных кабелей обрезку жил производят так, чтобы места соединений располагались вразбежку, по возможности ближе к центру муфты. Медные жилы соединяют скруткой с последующей пайкой. Восстановление изоляции в месте пайки может выполняться путем надвигания отрезка поливинилхлоридной трубки, надетой перед сращиванием на одну из жил, или путем намотки на место спая двух слоев поливинилхлоридной ленты. 6.4 Защита металлических оболочек кабеля от коррозии Металлические оболочки и броня кабеля в процессе эксплуатации подвергаются коррозионному разрушению. Все виды коррозии разделяются на два основных типа: химическую и электрохимическую. Наибольшую опасность представляют разновидности электрохимической коррозии. Защиту открыто проложенных кабелей от коррозионного воздействия окружающей среды выполняют путем окраски брони или металлической оболочки антикоррозионными красками или лаками. Для защиты кабелей, проложенных в земле, применяют два основных вида защиты: пассивную — применением надежного и стойкого защитного покрова металлических оболочек и активную — электрохимическую, основанную на подведении к металлическим оболочкам кабелей отрицательного потенциала относительно земли, в результате чего на них прекращается процесс электрической коррозии. Все типы указанных защит выпускаются в виде комплектных устройств: катодных станций, протекторов, электродренажных устройств. Техника безопасности при монтаже кабелей. Земляные работы могут выполняться при наличии письменного разрешения и под наблюдением представителя от организации эксплуатирующей подземные коммуникации. Барабаны должны устанавливаться на домкраты и тележки, имеющие достаточные устойчивость и грузоподъемность, и иметь тормозные устройства. При перемотке барабанов должны быть приняты меры против захвата выступающими частями барабанов одежды рабочих. При прокладке кабеля на трассах с поворотами рабочие не должны располагаться внутри углов поворотов кабеля. При протаскивании кабеля через отверстия и трубы необходимо принимать меры от попадания в них рук работающего. Кабельная масса должна разогреваться без применения открытого огня в сосудах с носиком и крышкой. Температура разогрева должна соответствовать паспорту массы. Разогрев и переноску сосуда с кабельной массой можно производить в рукавицах и предохранительных очках. 31 Контрольные вопросы 1. Область применения кабельных линий. 2. Общие требования монтажа и прокладки кабелей. 5. Особенности прокладки кабелей в условиях вечной мерзлоты. 6. Соединение и присоединение кабелей. 7 Разделка кабеля. 6.5 Монтаж осветительных установок Монтаж электрического освещения должен выполняться в соответствии с проектом для данной установки с применением индустриальных методов монтажа и средств механизации электромонтажных работ. Монтаж светильников и электропроводок, монтажных узлов и блоков выполняют в мастерских. Монтаж осветительного оборудования выполняют после подготовки трассы, которая предусматривает: разметку мест, установку щитков, выключателей, розеток, осветительной арматуры; устройство проходов сквозь стены; устройство гнезд для установки крепежных и закладных деталей и т. д. Подвеска светильников осуществляется на кронштейне при открытой прокладке кабеля и при прокладке провода в трубах. Монтаж светильников включает установку крепежных деталей и конструкций, подвеску и крепление светильников, а также присоединение их к электрической сети и заземлению. Подвеска светильников осуществляется: к потолкам, фермам и тросам — на штангах, подвесках, крюках, шпильках; на стенах, полочках, площадках обслуживания — к кронштейнам, а также к трубам электропроводки, осветительным шинопроводам и коробам. Светильники присоединяют к сети через осветительные коробки. Для подвешивания применяют светильники, снабженные серьгами или резьбой для навинчивания на трубу. Монтаж светильников и линий на небольшой высоте до 5 м выполняют со стремянок, приставных лестниц и лестниц платформ. При большой высоте применяют гидроподъемники, телескопические подъемники или монтажные краны. Тип применяемых устройств подвески светильников определяется назначением, способом и местом установки светильника. При монтаже светильников должно быть обеспечено правильное расположение их в ряду и по высоте. При этом не должно быть заметных на глаз отклонений. Светильники подвешивают так, чтобы обеспечивать доступ для их обслуживания. Наружное освещение выполняют светильниками наружного освещения и прожекторами с различными источниками света. Светильники крепят на кронштейнах к опорам или подвешивают на тросах. Питание и управление включением и отключением осветительных установок осуществляют через групповые осветительные щитки с выключателями, предохранителями или автоматическими выключателями. Присоединение питающей линии к 32 автоматам выполняют так, чтобы на их подвижных токоведущих частях при разомкнутом положении не было напряжения, а в автоматах и предохранителях типа пробка отходящий проводник присоединялся к винтовой гильзе основания. Групповые осветительные щитки располагают в местах, доступных для обслуживания. В зданиях без круглосуточной работы щитки располагают вблизи от основных входов на капитальных стенах или жестких конструкциях на высоте 1,8 м. Выключатели в сети с заземленной нейтралью устанавливают на фазных проводах. В сетях с изолированной нейтралью должны применяться двухполюсные выключатели. Штепсельные розетки для включения переносных светильников и другого оборудования закрепляют на высоте 0,8—1,2 м. При открытой прокладке проводов выключатели и розетки устанавливают на круглых держателях или пластмассовых розетках, а при скрытых — в коробках или специальных кожухах в нишах стен. 6.6 Виды электропроводок и область применения Канализация электроэнергии к электроустановкам может осуществляться электропроводками, прокладываемыми по территории предприятий, внутри зданий и сооружений, по наружным стенам и т. п. Они представляют собой совокупность изолированных проводов и силовых кабелей небольшого сечения (до 16 мм2), а также вводы от воздушной линии. Электропроводки по месту расположения бывают внутренними - внутри зданий и сооружений, и наружными - на наружных стенах, под навесами, а также между зданиями на опорах. По способам выполнения и конструктивным формам они разделяются на открытые и скрытые. При открытой электропроводке провода и кабели прокладываются непосредственно по поверхности стен, потолков, по фермам, по опорам, машинам, оборудованию и т. п. При скрытой электропроводке их прокладывают внутри конструктивных элементов зданий и сооружений (в стенах, полах, фундаментах, перекрытиях, а также в трубах, гибких металлических рукавах, коробах). Скрытая электропроводка обеспечивает высокую безопасность, надежность и долговечность. Соответствует более высоким эстетическим и гигиеническим требованиям. Однако ее стоимость более высокая, и, кроме того затрудняются надзор за ее состоянием и замена в случае необходимости. Поэтому скрытую прокладку следует применять только в тех случаях, когда открытая по техническим или экономическим соображениям нецелесообразна. Область применения различных видов электропроводок и способов прокладки определяется в соответствии с ПУЭ условиями окружающей среды, электро- и пожарной безопасности, видами используемых проводов и кабелей, надежностью и др. Одножильные незащищенные провода в помещениях всех видов и наружных установках должны прокладываться, как правило, на изоляторах. В сухих и влажных помещениях они могут прокладываться на роликах или шлицах. Непосредственно по 33 поверхности стен, потолков и на струнах, полосах и других несущих конструкциях должны применяться кабели, в помещениях при такой прокладке могут использоваться также и провода, а на лотках и в коробах в помещениях всех видов и наружных установках — любые провода и кабели. В закрытых каналах строительных конструкций и под штукатуркой, в неметаллических трубах, а также замоноличено могут применяться все провода, в том числе и незащищенные и кабели в неметаллической оболочке. При прокладке проводов и кабелей по пожароопасным конструкциям они должны иметь изоляцию и защитные покровы из несгораемых материалов. Если они имеют сгораемые материалы, то должны прокладываться на расстоянии не менее 10 мм от сгораемых конструкций, а при скрытой проводке их необходимо защищать сплошным слоем несгораемого материала, наложением слоя штукатурки, асбестового, цементного раствора или бетона толщиной не менее 10 мм. 6.7 Монтаж электропроводок Работы по монтажу электропроводок выполняют в две стадии: 1) установка закладных деталей в строительные конструкции, подготовка трасс электропроводок и изготовление и укрупнению монтажных узлов и блоков вне монтажной зоны; 2) провода и кабели прокладывают к электрооборудованию и производится их монтаж. Основные работы при монтаже электропроводок предусматривают разбивку трасс с разметкой мест установки крепежных, защитных, разветвительных и других элементов на строительных конструкциях, технологическом и другом оборудовании; подготовку трассы к установке конструкций электропроводки. На этой стадии производят пробивку проемов, отверстий, ниш; установку опорных конструкций и изделий для крепления; доставку изделий, монтажных узлов, блоков, элементов электропроводки; установку, прокладку, соединение крепежных, защитных, разветвительных и других элементов; прокладку и закрепление проводов и кабелей в конструкциях. По сборным конструкциям, лоткам и в трубах эту операцию выполняют тяжением лебедкой или с применением кабелеукладчика. Соединение и присоединение проводов и кабелей выполняют в соединительных и разветвительных коробках, внутри корпусов электроустановочных изделий, аппаратов и машин, в специальных нишах строительных конструкций. Провода и кабели соединяют и присоединяют в местах, доступных для осмотра и ремонта. В местах присоединения они не должны подвергаться действию механических усилий и иметь запас, обеспечивающий возможность повторного соединения. Монтаж электропроводок на элементах зданий. Для крепления проводов и кабелей на элементах зданий и сооружений применяют хомуты, накладки, скобы, полосы, а также сборные кабельные конструкции. К конструкциям их прикрепляют болтами, винтами, приваркой к закладным деталям или пристрелкой. Тросовые и струнные проводки применяют внутри помещений технологического комплекса и между зданиями. В них в качестве несущих элементов, 34 предназначенных для крепления проводов и кабелей, используют стальной канат (трос), стальную проволоку или катанку. Концевые крепления тросов осуществляют анкерными устройствами. Раскатку, подъем и укладку тросовых проводок выполняют специальными механизмами и приспособлениями, телескопическими автовышками, автогидроподъемниками, гидроплатформами. Кроме проводок на отдельном несущем тросе их можно выполнять специальным тросовым проводом АРТ внутри помещений и АВТ для наружных проводок. В общую оболочку таких проводов с токоведущими жилами заключают несущий стальной трос. Для присоединения ответвлений тросовых проводок применяют специальные коробки У230, У231 для тросовых проводов и У245, У246 для проводок на отдельном несущем тросе. Внутри этих коробок предусмотрено устройство для закрепления троса. Ответвление выполняют без разрушения проводов с помощью сжимов. Электропроводки в трубах. Монтаж проводов и кабелей в трубах более трудоемок и дороже других видов электропроводок. Поэтому их применяют, когда необходимо защитить провода и кабели от механических повреждений, пыли, воздействия агрессивной окружающей среды. Для монтажа используют стальные водопроводные, электросварные, полиэтиленовые, полипропиленовые и винипластовые трубы. Провода и кабели в трубах должны лежать свободно без натяжения. Внутренний диаметр трубы выбирают в зависимости от группы сложности трубной трассы, числа и диаметра проводов, прокладываемых в трубе. При монтаже трубных трасс, как правило, выполняют предварительную заготовку труб, проводов и кабелей, маркировку их жил в МЭЗ по проектным чертежам, трубозаготовительным ведомостям или эскизам. Неметаллические трубы имеют большой температурный коэффициент линейного расширения. Поэтому при открытой прокладке труб предусматривают компенсацию определенных изменений длины и крепление, допускающее свободное перемещение. Для протяжки проводов и кабелей в местах их соединения или разветвления устанавливают протяжные коробки или ящики. Отверстия для ввода в них труб размечают и выполняют при монтаже. Для присоединения электропроводок в стальных трубах к электродвигателям и аппаратам, а также при обходе препятствий применяют гибкие металлорукава. Монтаж на лотках и в коробах. При увеличении числа кабелей их прокладывают на лотках и в коробах. Лотки представляют собой открытую металлическую конструкцию двух типов: сварные и перфорированные. В отличие от лотков короба имеют закрытую полую конструкцию прямоугольного типа. Они могут быть глухими, со съемными или открывающимися крышками. Короба обеспечивают защиту кабелей и проводов от механических повреждений, пыли и других загрязнений. В комплект лотков и коробов входят элементы, обеспечивающие создание трассы с необходимыми поворотами и разветвлениями в горизонтальной и вертикальной 35 плоскостях а также элементы для их соединения и закрепления. При соединении лотков обеспечивается непрерывная электрическая связь для создания цепи заземления. На лотках кабели, как правило, укладывают в один ряд с зазором или без зазора между ними. Однако возможна прокладка и пучками вплотную друг к другу в два-три слоя. В пучке должно быть не более 12 проводов. В коробах как кабели, так и провода могут прокладываться многослойно с произвольным расположением. Суммарная площадь их сечения, рассчитанная по наружным диаметрам, не должна превышать 40% сечения короба в свету. 6.8 Соединение и присоединение проводов и кабелей Надежность работы электропроводок и электроустановок в значительной степени определяется качеством контактных соединений жил проводов и кабелей. В месте соединения проводников возникает переходное сопротивление электрического контакта, обусловленное поверхностными оксидными пленками и микрошероховатостями контактируемых поверхностей. Переходное сопротивление зависит от физических свойств соприкасающихся материалов, их состояния (загрязненности, окисления), силы сжатия в месте контакта, площади соприкосновения, температуры нагрева и др. Во время эксплуатации контактные соединения подвергаются разрушающему воздействию агрессивной окружающей среды, ударным и вибрационным нагрузкам, действию температур от нагрева токопроводящих жил. Контактные соединения могут быть разборными и неразборными. Разборные соединения дороже неразборных, в процессе эксплуатации необходимы их периодический контроль и подтягивание. Неразборные соединения обеспечивают стабильность переходного сопротивления и практически исключают надзор и обслуживание при эксплуатации. Поэтому разборные соединения применяют, когда по условиям эксплуатации необходимо отсоединять провода и кабели: в электрических машинах и аппаратах, светильниках, распределительных устройствах, во вторичных цепях и т. п. Исполнение выводов и устройств для соединения жил должно обеспечивать удобство монтажа, не допускать передачу давления на проводник через изоляцию, выдерживать воздействие агрессивной окружающей среды. Площадь устройств соединения должна быть достаточной, чтобы при максимальной нагрузке температура не превышала допустимых значений, а их конструкция исключала разрушение проводника и расчленение проволок. Жилы к электрооборудованию могут присоединяться с помощью плоских, штыревых, гнездовых, штифтовых, лепестковых и желобчатых выводов. Присоединение жил сечением до 10 мм2 к выводам может выполняться без наконечника, более 16 мм2 — с наконечниками. Способы соединения, оконцевания жил наконечниками определяются уровнем напряжения, материалом и сечением жил, требованиями обеспечения надежности, а также наличием соответствующего оборудования и материалов. Длина разделки жил зависит от способа соединения и 36 сечения жил и приводится в соответствующих инструкциях. Для неразборных контактных соединений и оконцевания применяют опрессовку, пайку и сварку. Опрессование. Применяется для присоединения и ответвления медных и алюминиевых жил проводов и кабелей сечением от 0,75 до 240 мм2 напряжением до 10 кВ и для оконцевания напряжением до 35 кВ, а также для соединения и ответвления проводов и тросов воздушных линий электропередачи. Преимущества этого метода соединения — простота, автономность, достаточно высокая производительность, широкий диапазон сечений жил. Однако этот способ требует строгого соблюдения технологии соединения, а в процессе эксплуатации возможно повышение переходного сопротивления в результате образования оксидных пленок в соединении, что вызывает необходимость их периодического контроля. Соединение опрессованием может быть выполнено местным вдавливанием или сплошной прессовкой. Высокое качество и надежность выполненного соединения и оконцевания опрессовкой могут быть обеспечены только при правильном подборе гильз и наконечников, инструмента и механизмов, а также при соблюдении технологии работ. Пайка. Применяется для соединения и ответвления многопроволочных жил в гильзах или специальных формах непосредственным оплавлением припоя или способом полива, при оконцевании жил наконечниками типа П и пропайки жилы, оформленной в монолитный стержень или кольцо, а также для соединения и ответвления медных и алюминиевых жил сечением до 10 мм2 в скрутках с пропайкой. Этот способ обеспечивает высокую стабильность контактного соединения, возможность соединения медных и алюминиевых жил. К недостаткам соединения жил в широком диапазоне сечением до 240 мм2 для алюминиевых и до 300 мм2 для медных следует отнести его малую производительность и возможность разрыва контактного соединения при сквозных токах короткого замыкания в случае применения оловянистых припоев. Поэтому пайку следует применять, когда нельзя применить сварку и опрессовку. Для пайки алюминиевых жил используют припой оловянно-медно-цинковый марки А, цинко-оловянистый — ЦО-12 и цинко-алюминиевый — ЦА-15, для пайки медных жил—оловянно-свинцовый ПОС-40 и ПОС-61. Последний применяется для тонких медных проводников. Пайку медных жил выполняют с флюсом (канифолью, КСп или ЛТИ-120), наносимым на место пайки перед сплавлением припоя. Перед пайкой производят лужение жил. Инструмент для пайки должен соответствовать ее технологии. Пайка скруток медных жил небольшого сечения может выполняться паяльником. Сварка. Существенными преимуществами применения сварки являются возможность соединения жил большого сечения и обеспечение стабильного контактного соединения. Наиболее широко применяют электросварку термитную и газовую. Термитную сварку применяют для соединения и оконцевания алюминиевых и сталеалюминиевых жил суммарным сечением до 800 мм2. Для сварки используют 37 термитные патроны ПА и ПАТ, предусматривающие термитный муфель, кокиль и алюминиевый колпачок. При оконцевании жил термитной сваркой применяют наконечники ЛАС и ЛАШ. Электросварка контактным разогревом. Соединения и ответвления скрутки однопроволочных жил суммарным сечением до 10 мм2 могут осуществляться клещами с угольными электродами и аппаратом ВКЗ-1 при большом объеме работ. Аппарат ВКЗ-1 состоит из сварочного пистолета, в котором имеются губки для зажима проводов, угольный электрод и контактная система для управления подачей напряжения для сварки. Зачищенные и скрученные жилы зажимают в губках аппарата так, чтобы их концы упирались в лунку угольного электрода. При нажатии спускового крючка включают ток. Угольный электрод под действием пружины автоматически подается вперед по мере оплавления жил. Сварка прекращается после оплавления жил на заданной длине. Газовая сварка. Для газовой сварки применяют сжиженные газы: бутан, пропан или их смеси. При пропано-воздушной сварке горение поддерживается кислородом воздуха, при пропано-кислородной — кислородом, поставляемым в баллонах к месту выполнения работ. Пропан-воздушная сварка применяется для соединения скруток жил суммарным сечением до 20 мм2. Пропан-кислородную сварку применяют для сварки скруток однопроволочных алюминиевых жил суммарным сечением до 35 мм2 и медных — до 20 мм2, соединения встык одно- и многопроволочных жил и ответвлений типов кабель — кабель и кабель — пластина сечением до 1500 мм2, сварки алюминиевых и сталеалюминиевых проводов воздушных линий и ответвлений сборных шин сечением до 700 мм2, а также оконцевания жил сечением до 150 мм2. Контроль качества соединения осуществляют внешним осмотром и применением специальных средств проверки и измерения. В соединениях, выполняемых опрессовкой, наконечники и гильзы должны соответствовать сечению и конструкции жил, а материалы и пуассоны - наконечникам и гильзам. В местах вдавливания не должно быть порывов, трещин, неровностей, заусениц, а лунки должны быть расположены соосно и симметрично относительно середины гильзы или хвостовика наконечника. Болтовые соединения выборочно проверяют, а 5% соединений разбирают для проверки качества сборки. Контактные соединения в распредустройствах контролируются термоуказателем много- или однократного действия — термопленками, термосвечами и др. 6.9 Монтаж токопроводов и шинопроводов Передачу энергии большой мощности в одном направлении рекомендуется осуществлять гибкими или жесткими токопроводами. Они представляют собой изолированные или неизолированные проводники с относящимися к ним изоляторами, 38 защитными оболочками, ответвительными устройствами, поддерживающими и опорными конструкциями. Токопроводы могут быть гибкими при использовании проводов и жесткими при использовании шин. Жесткие токопроводы до 1 кВ, изготовляемые серийно комплектными секциями, получили название шинопроводов. В комплект шинопровода входят прямые, угловые, тройниковые, присоединительные, ответвительные и переходные секции, позволяющие собирать шинопроводы любой конструкции. Магистральные электрические сети напряжением до 660 В выполняют шинопроводом ШМА на токи 1600, 2500 и 4000 А. К ним присоединяют мощные электроприемники, силовые распределительные пункты и распределительные шинопроводы. Распределительные шинопроводы серии ШРА изготовляют на токи 250, 400 и 630 А. Последние предназначены для присоединения к ним электроприемников сравнительно небольшой мощности. Для питания передвижных электроприемников (кранов, кран-балок, тельферов) применяют троллейные шинопровода ШТМ или ШТА соответственно с медными и алюминиевыми троллеями на ток 250—400 А. Для осветительных сетей используют осветительные шинопроводы серии ШОС на токи 25—100 А. Монтаж шинопроводов сводится к сборке серийно изготовляемых секций на линии (трассе) и предусматривает подъем, установку и крепление секций или блоков, их соединение и изолирование мест соединения, выполнение заземления, проверку правильности фазировки и замер сопротивления изоляции. Шины блоков или секций могут соединяться специальными болтовыми сжимами или сваркой. Техника безопасности при монтаже электропроводок и токопроводов. С целью исключения падения материалов и изделий при подъеме и расположении на высоте они должны надежно укладываться и закрепляться. Прокладка проводов и кабелей разрешается только после окончательного закрепления труб, лотков и коробов. Ходить по ним не разрешается. Концы труб для прокладки проводов должны быть опилены и зачищены от заусенцев. Монтажник, подающий провод или кабель в трубы, должен работать с особой осторожностью, остерегаясь затягивания рук в трубу, для этого расстояние между руками и трубой должно быть не менее 0,3 м. Пайка способом заливки расправленного припоя в форму должна производиться в брезентовых удлиненных рукавицах, при передаче тигля с расправленным припоем его следует устанавливать на землю, а не передавать из рук в руки. Разборка форм после окончания пайки разрешается только после их охлаждения. Контрольные вопросы 1. Изложите порядок заключения договора на строительно-монтажные работы. 2 Виды, состав и порядок разработки смет на СМР. 3. Требования к прокладке и выполнению монтажа электропроводок. 4. Способы соединения жил. 5. Как производится оценка качества соединения жил? 6. Назовите основные элементы осветительных установок. 7 Порядок монтажа электроосветительного оборудования. 8 Порядок монтажа взрывобезопасного электроосветительного оборудования. 39 7 Монтаж электрических машин и трансформаторов План лекции: 7.1 Монтаж электрических машин 7.2 Монтаж электрических аппаратов для управления электрическими машинами 7.3 Монтаж силовых трансформаторов 7.1 Монтаж электрических машин По способу установки применяемые электродвигатели могут быть разделены на две группы. 1) электродвигатели стационарных установок, имеющие сравнительно большую мощность. Их, как правило, устанавливают на рамах или плитах фундаментов. 2) электродвигатели, которые являются составной частью общей конструкции машины или механизма. Они либо встраиваются в машины, либо устанавливаются на общей раме с редуктором, либо имеют фланцевое соединение с машиной. В качестве общего основания применяют металлические постели, рамы, салазки, которые изготовляются и комплектуются заводами — изготовителями технологических машин. Перед монтажом выполняют ревизию электрических машин без разборки: целостность и исправность корпуса, крышек, вводного устройства, контактных выводов, щеточных механизмов, коллекторов, контактных колец, проверяют состояние смазки подшипников, наличие заземляющих устройств и крепежных элементов и т.д. После осмотра измеряют сопротивление изоляции, значение которой нормируется инструкцией. При обнаружении дефектов производят разборку машины, степень которой определяется представителями заказчика и электромонтажной организации. Сушка. В том случае, если сопротивление изоляции будет ниже требуемого уровня, производится ее сушка следующими способами: 1)Внешним нагревом для сильно отсыревших машин, не допускающих пропускания тока по обмоткам; 2) Методом потерь на вихревые токи в статоре для сушки машин малой и средней мощности; 3) Инфракрасными лучами с помощью ламп накаливания мощностью 250—500 Вт. Лампы должны располагаться на расстоянии 20—40 см от изоляции обмоток. При всех методах сушки должна быть обеспечена вентиляция электродвигателей для удаления выделяющейся влаги. В течение всего времени сушки следует контролировать температуру электродвигателей при помощи термометров или термопар, устанавливаемых на лобовых частях обмоток. Температуру нагрева поднимают постепенно, что предотвращает повреждение изоляции, возможное при быстром нагреве. Максимальная температура нагрева должна соответствовать заводским указаниям. Сушка заканчивается, когда при установившейся температуре сопротивление изоляции и коэффициент абсорбции обмоток соответствуют норме и не изменяются в течение 6—7 ч. 40 Предмонтажная подготовка. Перед монтажом рекомендуется провести следующие подготовительные работы: подобрать и проверить наличие и готовность к работе подъемно-транспортных средств в зоне монтажа; подобрать комплект механизмов, приспособлений, монтажных клиньев и подкладок или клиновых домкратов и винтовых устройств для монтажа фундаментных плит; выбрать способ нагрева полумуфт и подготовить их к нагреву; выверить посадочные размеры валов и ступиц полумуфт; произвести насадку полумуфт на валы машин. Работы по монтажу электродвигателей предусматривают: установку фундаментных плит, рам и двигателей; соединение машины и электродвигателя; подключение электродвигателя к сети и пробный пуск. Монтаж всех электрических машин, входящих в комплект технологических установок, выполняет организация, монтирующая технологическое оборудование. Соединение валов машины и электродвигателя. Соединение электродвигателя с машиной выполняют непосредственно при помощи муфт или через передачу. Валы электродвигателей и машин соединяют с помощью следующих муфт: втулочнопальцевых, зубчатых, пружинных (переменной жесткости), жестких фланцевых. Вал с муфтой соединяют посредством шпонки для передачи крутящего момента. Насадку муфт на валы производят как на заводах-изготовителях, так и при монтаже с помощью приспособлений, исключающих удары при насадке, так как это может привести к повреждению подшипников. Для крупных электрических машин предусматривается горячая посадка полумуфт. При этом значение натягов (разность диаметров вала и ступицы полумуфты) должно обеспечивать достаточную прочность посадки, а размеры шпонки и паза — соответствовать диаметру вала. После посадки и охлаждения полумуфты проверяют торцовые и радиальные биения. Соединение валов электродвигателей выполняют также с помощью гидромуфт и муфт скольжения. После установки гидромуфты ее заливают рабочей жидкостью из мерной посуды через заливное отверстие с использованием воронки с фильтровальной сеткой. Количество жидкости не должно превышать указанного в инструкциях по эксплуатации. Центровка валов — одна из наиболее сложных и ответственных операций при сочленении двигателя с машиной. Для надежной работы установки необходимо, чтобы ось одного вала являлась продолжением другого. Как правило, центровку производят в два этапа; предварительная (грубая), выполняемая с помощью металлической линейки и клинового щупа, и окончательная, осуществляемая при помощи центровочных скоб или индикаторов. Предварительная центровка начинается с установки торцевого зазора между полумуфтами. Проверку радиального смещения производят при помощи линейки, накладываемой сверху и снизу к образующим поверхностям полумуфт. При отсутствии смещения линейка будет касаться образующих поверхностей обеих муфт. При смещении полумуфт один из валов (чаще электродвигателя) необходимо переместить по вертикали или в бок параллельно оси машины. Угловое смещение проверяют заме- 41 ром торцовых зазоров полумуфт при помощи клиновых щупов. При правильном положении валов торцовые зазоры в верхней, нижней и боковых сторонах должны быть одинаковыми. Точную проверку производят при помощи приспособлений с индикаторами часового типа или центровочных скоб, закрепляемых на полумуфтах стягивающим хомутом и болтом. При этом вал двигателя проворачивают совместно с валом рабочей машины на углы 0, 90, 180, 270° и добиваются равенства осевых и радиальных зазоров в этих точках. Если зазоры не соответствуют требованиям, то конец центрируемого вала двигателя перемещают по горизонтали или вертикали с помощью металлических прокладок, пока зазоры не выровняются. При монтаже электродвигателей с зубчатым зацеплением должны быть обеспечены параллельность валов, точность их установки, межцентровое расстояние и правильное зацепление шестерен. При правильном монтаже зубья шестерен не должны зажиматься в зубчатом колесе. Правильность зацепления проверяют по отпечаткам краски, по которым определяются относительные размеры контактного пятна. Отклонения не должны превышать значений, установленных ГОСТом. Машины с зубчатым зацеплением, как правило, выполняют с фланцевым сопряжением электродвигателя, что значительно облегчает их сборку. В этом случае достаточно проверить торцевое и радиальное биения при посадке шестерни на вал. Монтаж стационарных машин. Машины малой и частично средней мощности устанавливают на общих плитах с приводными механизмами, а двигатели средней и большой мощности — на собственных фундаментных плитах. Фундаменты под электрические машины должны сдаваться под монтаж с полностью законченными строительными и отделочными работами. Фундаменты должны быть без раковин, каверн, поверхностных трещин, поврежденных углов и оголенной арматуры. Опорные поверхности, на которые устанавливают плиты, должны быть ровными (допускаются впадины до 10 мм и уклоны не более 1:100). В теле фундамента должны быть закреплены металлические планки размером до 80х80 мм для нанесения главных осей. Фундаменты должны иметь закладочные металлические подкладки для установки клиньев, прокладок или инвентарных установочных приспособлений. Перед установкой плиты на фундаменте делают разметку осей. Плиту ориентируют по оси фундамента с помощью визирных струн. Допустимые отклонения плиты от горизонтального положения должны находиться в пределах 0,1—0,15 мм на 1 м длины. В случае отклонения от горизонтального положения плита выравнивается при помощи стальных прокладок или клиньев. Они устанавливаются под ребра, расположенные вблизи фундаментных болтов, под подшипниковые стойки, лапы станин таким образом, чтобы расстояние между осями подкладок не превышало 1 м. При этом для подъема плиты используют клиновые домкраты или винтовые устройства. Закрепляются плиты анкерными болтами, которые для машин большой мощности устанавливаются в специальных колодцах, для машин небольшой мощности — полностью заливаются в фундаменте. После установки и окончательной проверки рамы прокладки и клинья, сложенные в пакет, сваривают друг с другом и соединяют между собой арматурной сталью и также сваривают, клиновые домкраты выгораживают 42 опалубкой и производят подливку плиты. После полного затвердения подливки электрическую машину устанавливают на анкерные болты. Затем производят центровку валов машин, окончательное их закрепление на фундаменте и подключение кабелей. Монтаж электродвигателей передвижных машин. Электродвигатели передвижных машин, как правило, устанавливают на одном основании с машиной или механизмом. Монтаж двигателей на таких установках часто выполняют на заводахизготовителях. На месте установки двигатель монтируют после монтажа соответствующих частей машины. Двигатели скребковых конвейеров крепят к фланцам редуктора с помощью болтового шпилечного соединения. Двигатель с редуктором конвейера соединяют посредством гидромуфты. При этом соосность свободных концов между валом двигателя и редуктора обеспечивают специальными кольцевыми заточками на фланцах двигателя, проставки и редуктора. Электродвигатели очистных комбайнов являются их составной частью. Порядок монтажа таких двигателей определяется инструкцией по монтажу комбайна. Перед установкой двигателей проверяют наличие смазки в подшипниках и состояние изоляции обмоток, которые должны соответствовать заводским инструкциям. Подготовленные к монтажу электродвигатели устанавливают на машину, сопрягают с ней и подключают к коммутационному аппарату. Пробный пуск и включение электрических машин. Пробный пуск допускается при условии положительных испытаний машины, выполненных в соответствии с ПУЭ. Перед пуском электрической машины осматривают место установки машины, доступные внутренние части и подводящие кабели: проверяют качество монтажных работ, надежность болтовых соединений, соответствие напряжения сети напряжению двигателя, подачу смазки в подшипники: измеряют сопротивление изоляции; по возможности проворачивают ротор вручную. После этого осуществляют пробный пуск машины кратковременной подачей напряжения. Если двигатель вращается в правильном направлении и не обнаружено ненормальных явлений (задеваний, срабатываний защит и т.д.), то его пускают повторно на более длительное время на холостом ходу. При этом проверяют прочность закрепления машины, отсутствие перекосов и задевание подвижных частей, легкость хода и др. При положительных результатах работы на холостом ходу машину ставят под нагрузку. При работе на холостом ходу и под нагрузкой наблюдают за температурой нагрева подшипников и вибрацией машины и отдельных ее частей, а также напряжением и потребляемым током. После остановки машины проверяют нагрев обмоток и клемных соединений. Температура подшипников скольжения должна быть не выше 80° С, а подшипников качения — 95° С. Амплитуда вибрации не должна быть выше указанной заводомизготовителем. 43 7.2 Монтаж электрических аппаратов для управления электрическими машинами Для управления работой электрических машин применяют разнообразные пускорегулировочные аппараты: рубильники, переключатели, автоматические выключатели, контакторы, магнитные пускатели, реостаты и др. В последнее время все более широко применяют полупроводниковые приборы, электронную и микроэлектронную технику. Прогрессивным направлением является применение станций управления, представляющих собой комплектные устройства из необходимых электрических аппаратов. Они могут быть открытого или шкафного исполнения. Применение станций управления позволяет повысить уровень индустриализации монтажа, снизить его трудоемкость и стоимость, сократить продолжительность монтажа. Перед монтажом пуско-регулирующих аппаратов и станций управления производят их ревизию и наладку. При этом проверяют комплектность поставки, состояние главных и вспомогательных контактов и пружин, опорных призм или подшипников, крепежных болтов, гаек, дугогасительных камер, деталей магнитных систем, легкость хода подвижных частей, гибкой связи и др. Станции управления устанавливают непосредственно на полу на специальном основании из швеллеров, коробчатой или угловой стали. До их установки в полах (основаниях) выполняют отверстия для крепления оснований станций и для прохода кабелей. При установке станций они выверяются по вертикали и горизонтали. Установку нескольких станций производят от середины в обе стороны и соединяют болтами в общий щит. Закрепление к основанию и между собой выполняют после установки и выверки всех станций. Соединение главных цепей аппаратов с задней стороны станции выполняют голыми шинами или изолированными проводами, а вспомогательных цепей — только изолированными проводами. Шины к аппаратам присоединяют при помощи болтов или штепсельных контактов. Рубильники, автоматические выключатели, контакторы, магнитные пускатели устанавливают на силовых распределительных сборках, распределительных щитах, специальных стойках, опорных конструкциях или отдельно на конструкциях, прикрепляемых к станинам, колоннам. Закрепляют аппаратуру на предварительно установленных закладных деталях. Рубильники, как правило, устанавливают с вертикальным положением ножей. Горизонтальное их расположение допускается только в том случае, если цепи отключаются без нагрузки. Автоматические выключатели, контакторы и магнитные пускатели устанавливают вертикально. Допускаются отклонения от вертикального положения не более чем на 5°. Рекомендуемая высота установки аппарата 1,3—1,8 м, а рукояток включения— 1,5—1,7 м от пола. Аппараты открытого исполнения должны устанавливать так, чтобы расстояние от дугогасительных камер до ближайших токоведущих частей других аппаратов и до заземленных конструкций были не менее допустимых (12 мм 44 по воздуху и 20 мм по изоляции). Для обеспечения надежной работы контактной системы аппарата должны быть обеспечены требуемые нажатия контактов в заданных пределах. С этой целью перед установкой аппараты проверяют и при необходимости регулируют размеры растворов, провалов и усилия нажатия главных и вспомогательных контактов. Методы проверки и количественные значения этих величин приводятся в инструкциях по монтажу и эксплуатации соответствующих аппаратов. Надежность работы магнитных систем контакторов в значительной степени определяется точностью пригонки подвижной и неподвижной частей системы. Для проверки этого между ними прокладывают листок белой и копировальной бумаги, а затем включают аппарат. Полученный отпечаток должен занимать 2/3 поверхности касания. При меньшей площади соприкосновения якоря к сердечнику поверхности подгоняют регулировкой или шабровкой. Ящики сопротивлений устанавливают на стеллажах в пожаробезопасных помещениях. Они монтируются так, чтобы элементы сопротивлений находились в вертикальной плоскости. При этом должен быть обеспечен свободный приток воздуха снизу и выход вверху. Соединение между ящиками сопротивлений выполняют шинами или голыми проводами. С проводов, подключаемых к ящикам, должна быть снята изоляция на расстоянии не менее 100 мм от зажима. Техника безопасности при монтаже электрических машин и аппаратов. Детали электрических машин перед монтажом должны размещаться в соответствии с рабочей схемой на расстоянии не менее 1 м от края перекрытий или площадки и только в устойчивом положении. При этом необходимо следить, чтобы нагрузки на 1 м2 перекрытия не превышали предельно допустимых значений. Оставлять электрические машины в поднятом состоянии и не закрепленными на конструкциях после их установки не разрешается. Во время монтажа запрещается выполнять какие-либо работы, находясь на краю неогражденного района и под поднятыми машинами. При необходимости выполнения таких работ проемы должны быть закрыты временными настилами или ограждены. Проверку совпадения отверстий соединяемых частей выполняют только с помощью монтажных приспособлений. Перед опробованием смонтированных вращающихся механизмов проверяют надежность крепления фундаментных болтов и узлов оборудования, а также наличие ограждений вращающихся и движущихся частей. Контрольные вопросы 1. Как выполняется и оценивается качество центровки машин? 2. Порядок включения электрических машин. 3. Монтаж станций управления, электрических аппаратов. 4. Меры безопасности при монтаже электрических машин. 45 7.3 Монтаж силовых трансформаторов В зависимости от массы и по условиям ограничения габарита масляные трансформаторы поставляют: полностью собранными и залитыми маслом; частично демонтированными и загерметизированными в собственном баке маслом, залитым ниже крышки, с заполнением сухим воздухом подмасляного пространства; частично демонтированными в собственном баке без масла, заполненными инертным газом (азотом). Герметизация позволяет сохранить изоляционные свойства обмоток трансформаторов и вводить их в эксплуатацию без ревизии активной части. Трансформаторы силовые. Все трансформаторы, поставляемые без масла или не полностью залитые маслом, должны быть залиты или долиты маслом в возможно короткий срок, но не позднее 3 мес со дня прибытия. Трансформаторы небольшой мощности поставляют в собранном виде, готовыми к монтажу. Монтаж их заключается в установке в специальных камерах катками на направляющие, заложенные в процессе строительства. Катки трансформатора после установки закрепляют на направляющих упорами. Трансформаторы большой мощности, как правило, устанавливают в открытых РУ, на фундаментах. К началу монтажа трансформаторов напряжением 35 кВ и выше должны быть подготовлены: фундамент для его установки; помещения трансформаторно-масляного хозяйства или площадка вблизи трансформатора для производства по ревизии, прогреву и сборке трансформатора; пути и средства передвижения трансформатора до места установки; надежная система электроснабжения; масляное хозяйство, подъемное оборудование, инструмент и приспособления для монтажа. При монтаже трансформаторов выполняют следующие работы: разгрузку и транспортирование; сборку и установку трансформатора; заливку или доливку маслом; испытания и пробное включение. Трансформаторы вводят в эксплуатацию без сушки, если условия транспортирования, хранения и монтажа соответствовали требованиям СНиП 3.05.06—85 и ГОСТ 11677—85. В противном случае перед проверкой характеристики изоляции проводят контрольный прогрев или сушку трансформатора. Для сушки применяют следующие методы: индукционный нагрев за счет вихревых потерь в стали бака; прогрев токами короткого замыкания; токами нулевой последовательности; обдувом горячим воздухом в утепленном укрытии или сушильном шкафу. Сборку трансформатора перед установкой начинают с монтажа радиаторов, расширителя и газового реле, реле уровня масла, воздухоочистительного и термосифонного фильтра и заканчивают установкой вводов, встроенных трансформаторов тока и приборов контроля. Перед установкой проводят ревизию, проверку и испытание этих узлов. Заливка и доливка маслом. В трансформаторы, прибывшие с завода, заливают только свежее масло, показатели качества которого соответствуют требованиям ПУЭ. Перед окончательной сборкой трансформаторов, прибывших без масла, бак 46 расширителя и все элементы системы охлаждения промывают сухим, горячим трансформаторным маслом. Уровень масла устанавливают в зависимости от его температуры по имеющимся на указателе уровня контрольным меткам. После окончания доливки и отстоя проверяют герметичность уплотнений трансформатора избыточным давлением столба масла и отбирают пробу масла для анализа. Установка трансформаторов. Трансформаторы могут устанавливаться на каретке с катками или на фундамент. Для подъема и установки трансформатора на место могут использоваться краны, лебедки, полиспасты, домкраты и другие средства. Для обеспечения надежной работы газового реле трансформаторы должны устанавливаться так, чтобы крышка имела подъем к реле не менее 1—1,5%. После установки к трансформатору присоединяют шины, кабели или провода, а также выполняют его заземление. Испытание и пробное включение. При проведении испытаний в соответствии с ПУЭ определяют условия включения трансформаторов; измеряют параметры, характеризующие состояние изоляции, и проверяют ее прочность повышенным напряжением промышленной частоты; производят измерения сопротивления обмоток постоянному току, тока и потерь холостого хода; проверяют коэффициент трансформации, группу соединения, работу переключающего устройства и системы охлаждения, состояние селикагеля. Баки с радиаторами испытывают гидравлическим давлением. Включение трансформатора можно производить не ранее, чем через 12 ч после последней доливки. При этом максимальная защита не должна иметь выдержку времени на отключение, а контакты газовой защиты должны быть присоединены на отключение выключателя. Пробное включение производится толчком на номинальное напряжение на время не менее 30 мин, в течение которого следят за состоянием трансформатора. При нормальной работе трансформатор отключают, устанавливают защиты в рабочее состояние и производят 3—5 включений его на номинальное напряжение для проверки отстройки защиты от бросков намагничивающего тока. При удовлетворительных результатах трансформатор включают под нагрузку и сдают в эксплуатацию. 47 8 Организация работ по монтажу подстанций План лекции: 8.1 Организационная структура электромонтажных работ 8.2 Организация работы электромонтажных предприятий 8.3 Договор на производство электромонтажных работ 8.4 Порядок работ по монтажу подстанций 8.5 Монтаж изоляторов и шин 8.6 Монтаж разъединителей, отделителей, короткозамыкателей и предохранителей 8.7 Монтаж выключателей 8.8 Монтаж ракторов 8.9 Монтаж измерительных трансформаторов 8.10 Монтаж комплектных трансформаторных подстанций 8.1 Организационная структура электромонтажных работ Электромонтажные работы — одна из завершающих стадий строительномонтажных работ (СМР), выполняемых как при сооружении новых предприятий, так и при реконструкции, модернизации, техническом перевооружении действующих. Основополагающим принципом построения организационной структуры предприятий в строительстве и организации СМР выступает принцип специализации. Общественное разделение труда в строительной индустрии, как и в любой другой отрасли, обеспечивает повышение его эффективности в результате роста производительности и качества труда. Специализация СМР осуществляется как на народнохозяйственном, так и внутриотраслевом уровне. В соответствии с принципом специализации создана разветвленная сеть предприятий и организаций, которые ведут изыскательские и проектно-сметные работы, создают и развивают собственную производственную базу, организуют производство строительных материалов, выполняют технологически обособленные части СМР, координируют и организуют слаженную работу на объектах, материальнотехническое снабжение строек, техническую подготовку производства и т. д. Отраслевой (внутриотраслевой) уровень производства СМР имеет более простую структуру. Многие промышленные министерства создают в своем составе строительно-монтажные подразделения для обслуживания действующих предприятий в рамках планов их технического перевооружения. 8.2 Организация работы электромонтажных предприятий Электромонтажные участки создаются так, чтобы оперативно обслуживать объекты строительства в данном регионе. Эффективность деятельности СМУ во многом зависит от состояния его производственной базы. Ее функции выполняют подготовительно-монтажный (ПМУ) (монтажно-заготовительный) участок (МЗУ) и 48 участок механизации. Работники ПМУ (МЗУ) после тщательной проработки технической документации (пояснительной записки, рабочих чертежей) составляют технологическую карту предстоящих работ по механо- и электромонтажу оборудования, прокладке разного рода коммуникаций и после этого по каждой технологической операции и работе заготавливают комплекты оснастки, крепежных деталей, инструментов, кабельных разводок и т. д. Все эти заготовки укладывают в специальную упаковку, маркируют по номерам операций или иным образом, после этого размещают в отдельном контейнере. Если в процессе монтажа требуются специальные малогабаритные станки (токарный, заточной), оборудование, сварочный аппарат, приборы, комплекты инструментов, то для их размещения используется отдельный контейнер. Оба эти контейнера (материальный и инструментальный) собственным или арендованным автотранспортом доставляют на объект. Бригада рабочих и специалистов приступает к монтажным работам после получения заказчиком от заводов-изготовителей оборудования, средств автоматизации, кабелей и труб. Таким образом, собственно монтажные работы могут начаться только после полного завершения на объекте строительных работ, поставки оборудования и полнокомплектной заготовки оснастки, крепежных и других вспомогательных элементов. Поскольку каждый из этих комплексов работ требует определенного времени, для их увязки целесообразно составлять календарные графики, в соответствии с которыми затем организуется взаимодействие всех участников сооружения объекта. 8.3 Договор на производство электромонтажных работ Перед строительным комплексом страны постоянно стоят задачи резкого повышения эффективности производства, сокращения сроков и улучшения качества СМР, перехода к организации этих работ на любых объектах «под ключ». Для их выполнения потребуется более высокий уровень экономической работы во всех звеньях строительно-монтажных предприятий, управлений, участков, бригад. В строительном производстве участвуют две стороны: заказчик (производственное предприятие, располагающее необходимыми средствами, утвержденными в установленном порядке титульным списком объектов строительства и проектно-сметной документацией) и подрядчик (самостоятельная специализированная строительномонтажная организация, располагающая необходимыми кадрами, производственной базой, отработанной технологией). Между ними заключается договор подряда на капитальное строительство. Договор подряда — это юридический и финансовый документ, четко определяющий обязанности, права, финансовые взаимоотношения сторон (заказчика и подрядчика). Основные обязанности заказчика — обеспечить подрядчика проектносметной документацией, предоставить к установленному сроку объект для выполнения (или продолжения) на нем СМР, своевременно оплачивать весь комплекс (или части) выполненных работ. Права заказчика — принимать и оплачивать СМР, только соответствующие проекту, установленным показателям качества, комплектности, 49 также предъявлять к подрядчику финансовые санкции за несоблюдение сроков, сметы, качества СМР. Соответственно формируются права и обязанности подрядчика: он должен работать быстро, качественно, экономично, не иметь права принимать к исполнению заказы, не обеспеченные проектно-сметной документацией, не включенные в титульные списки и, следовательно, не обеспеченные финансированием объекты и т. д. В большинстве случаев объекты СМР настолько сложны, что выполнить их может только несколько специализированных предприятий. В связи с этим заказчик заключает договор с крупной (головной) строительной организацией, а последняя на таких же договорных началах привлекает к выполнению отдельных частей СМР другие организации, которые выступают как субподрядчики и несут полную ответственность перед генеральным подрядчиком: последний отвечает перед заказчиком за весь комплекс работ на объекте (сроки, качество, стоимость). Статус юридических документов участников работ обозначается как генеральный подрядный договор и субподрядные договоры. Заключению договора подряда предшествует протокол-заказ согласования объемов товарной строительной продукции и подрядных СМР, которые конкретное производственное объединение (предприятие) просит выполнить соответствующую строительную организацию. Этот документ служит для разработки проекта плана СМР. Окончательно план и договор складываются, когда сбалансированы мощности (производственные возможности) строительной организации и предъявленные ей заказы (разумеется, с учетом планируемого развития подрядчика). В протоколе-заказе устанавливаются общий объем СМР и его распределение по направлениям: на реконструкцию, техническое перевооружение, поддержание мощностей, капитальный ремонт (тыс.руб.), также определяются источники финансирования СМР: государственный бюджет (централизованно выделяемые капитальные вложения) и собственные средства заказчика (фонд развития производства, науки и техники; фонд социального развития). Непременное, условие заключения договора на СМР — наличие у заказчика утвержденного рабочего проекта (проекта). В его состав входят следующие разделы; общая пояснительная записка, генеральный план, транспорт, технологические решения; научная организация труда рабочих и служащих, управление предприятием: строительные решения, организация строительства, охрана окружающей природной среды; сметная документация и др. Сметная документация состоит из сводного сметного расчета, сводки затрат, объектных и локальных смет. В сводном сметном расчете стоимости строительства выделяется 12 глав, в том числе объекты энергетического хозяйства: наружные сети и сооружения водоснабжения, канализации, теплоснабжения и газоснабжения. Объектные и локальные сметы составляют по рабочим чертежам и по ним определяют сметную стоимость отдельных объектов СМР, их частей или видов работ. Для расчета сметной стоимости используют прейскуранты, укрупненные сметные 50 нормы, укрупненные расценки, сметы на типовые проекты, а при их отсутствии — единичные расценки на строительные работы и расценки на монтаж оборудования. Ввиду невозможности точно определить сметную стоимость работ в проекте, она уточняется в процессе строительства. В связи с этим расчеты между заказчиком и подрядчиком за фактически выполненные работы производят по исполнительным сметам. В локальной смете выделяют сметную стоимость оборудования, монтажных работ, нормативную условно-чистую продукцию, нормативную трудоемкость (чел.ч) и сметную зарплату. По этим данным планово-экономическая служба ШСМУ составляет объектные калькуляции, в которых содержатся подробное описание производственных работ, их трудоемкость, стоимость и норма времени выполнения. 8.4 Порядок работ по монтажу подстанций К подстанциям относят электроустановки, служащие для преобразования и распределения электроэнергии, а к распределительным устройствам (РУ) — установки для ее приема и распределения. На подстанциях и РУ, сдаваемых под монтаж, должны быть сооружены подъездные пути, подъемные установки, проложены постоянные или временные сети для подвода электроэнергии, выполнено электрическое освещение, установлены закладные детали и основания в полу и оставлены монтажные проемы для перемещения крупногабаритного оборудования, подготовлены кабельные сооружения и подземные коммуникации. Монтаж подстанций и РУ, как и других электроустановок, проводят в две стадии: 1) все подготовительные и заготовительные работы: комплектуют электрооборудование, конструкции и материалы; осуществляют укрупнительную сборку и ревизию оборудования; 2) выполняют собственно монтаж электрооборудования. Важнейшее условие высокого качества монтажных работ — поставка на монтаж надежного, соответствующего всем требованиям электрооборудования. Поэтому перед его установкой организуют квалифицированную предмонтажную проверку. Порядок, объем и критерии оценки в период предмонтажной подготовки зависят от вида электрооборудования и определяются нормативными документами и заводскими инструкциями. Обнаруженные мелкие дефекты при проверке следует устранять. 8.5 Монтаж изоляторов и шин В подстанциях и распределительных установках применяют опорные, проходные и линейные (подвесные) изоляторы для внутренней и наружной установок. Перед монтажом изоляторы очищают от грязи и краски, удаляют твердые частицы и подвергают тщательной проверке. При этом проверяют качество поверхности изолятора, состояние металлических оцинкованных деталей, прочность армировки, гео- 51 метрические размеры (выборочно), сопротивление изоляции. Поверхность металлических оцинкованных деталей должна быть без трещин, раковин, морщин, забоин, следов коррозии. Прочность армировки изоляторов считается достаточной, если колпаки, фланцы, шапки не качаются и не проворачиваются. Швы армирующей связки не должны иметь растрескиваний, неровностей и повреждений влагостойкого покрытия. Сопротивление изолятора, измеренное мегомметром на напряжение 2500 В, при положительной температуре должно быть не менее 300 МОм. Как правило, опорные изоляторы устанавливают на металлических опорных конструкциях или непосредственно на стенах или перекрытиях. Опорные и проходные изоляторы в ЗРУ закрепляют так, чтобы поверхности колпачков находились в одной плоскости и не отклонялись от нее более чем на 2 мм. Оси всех стоящих в ряду опорных или проходных изоляторов не должны отклоняться в сторону более чем на 5 мм. Фланцы опорных и проходных изоляторов, установленных на оштукатуренных основаниях или на проходных плитах, не должны быть утоплены. Изоляторы разных фаз располагают по одной линии, перпендикулярной к оси фаз. Проходные изоляторы устанавливают на каркасе из уголковой стали, перекрытом асбестоцементной плитой или в бетонной плите. На смонтированных изоляторах закрепляют шинодержатели. Заготовка шин производится централизованно в специализированных мастерских. К основным работам при заготовке шин относят: сортировку и отбор их по сечениям и длинам; правку, отрезание и изгибание шин; разметку и заготовку отверстий для разборных соединений; подготовку контактных соединений. Отдельные шины правят на балки или плите ударами молотка, через смягчающую удары прокладку. Изгибание шин выполняют по шаблонам, изготовляемым из стальной проволоки диаметром 3—6 мм. Шины изгибают на плоскость, на ребро, штопором или уткой. Изгибание шин на плоскость и ребро выполняют на шиногибочных станках или ручными шиногибами, а штопором и уткой — на специальных приспособлениях. Для лучшего прилегания контактирующих поверхностей на шинах шириной более 60 мм выполняют продольные надрезы. Контактные поверхности обрабатывают с целью удаления грязи, консервирующей смазки и пленки. Шины на изоляторах закрепляют плашмя или на ребро с помощью планок так, чтобы обеспечивалась возможность их продольного перемещения при изменении температуры. При большой длине шин для исключения линейных деформаций на них устанавливают шинные компенсаторы, состоящие из пакета тонких лент, с суммарным сечением, равным сечению шины. В середине общей длины или в середине участка между компенсаторами шины должны закрепляться жестко. Шинодержатели не должны создавать замкнутый контур вокруг шин, для этого одна из подкладок или все стяжные болты, расположенные по одной из сторон шины, должны быть из немагнитного материала. Проложенные шины выверяют натянутой проволокой, уровнем или отвесом, так как они должны лежать на изоляторах прямолинейно, без перекосов, без видимой поперечной кривизны и волнистости. Соединяют шины сваркой или болтами. Предпоч- 52 тение следует отдавать соединению сваркой. После окончания работ по ошиновке выборочно проверяют качество соединений. Сварные швы не должны иметь трещин, раковин, прожогов, непроваров длиной более 10% длины шва (но не более 3 мм), подрезов глубиной более 10% (но не более 3 мм) и др. В болтовых соединениях проверяют плотность прилегания контактных поверхностей. При правильной затяжке щуп толщиной 0,02 мм должен входить между контактными поверхностями на глубину не более 5—6 мм. При монтаже ошиновки должно обеспечиваться правильное чередование фаз, что достигается определенным расположением шин. В закрытых РУ должны выполняться следующие условия их установки: при вертикальном расположении шин фаз А-В-С сверху вниз; при горизонтальном, наклонном или треугольном расположении наиболее удаленная шина фазы А, средняя — фазы В, ближайшая к коридору обслуживания — фазы С; ответвления от сборных шин — слева направо А-В-С, если смотреть на шины из коридора обслуживания. Окраска одноименных шин в каждой электроустановке должна быть одинаковой. ПУЭ установлена следующая окраска шин: при трехфазном токе шина фазы А — желтым цветом, фазы В — зеленым, фазы С — красным, нулевая рабочая N — голубым; при постоянном токе: положительная шина (+) — красным цветом, отрицательная (—) — синим и нулевая рабочая — голубым. 8.6 Монтаж разъединителей, отделителей, короткозамыкателей и предохранителей Разъединители для внутренней установки поставляются заводами полностью собранными и отрегулированными, а разъединители, короткозамыкатели и отделители для наружной установки — отдельными полюсами и собираются в один аппарат на месте монтажа. Для включения указанных аппаратов применяют ручные, электродвигательные или пневматические приводы. Перед монтажом разъединителей, отделителей и короткозамыкателей проверяют: изоляторы полюсов и фарфоровые тяги; сварные швы рамы аппаратов; состояние поверхности подвижных и неподвижных контактов, заземляющих ножей, контактных выводов аппаратов. Контактные пружины не должны иметь следов коррозии, трещин; сжатие пружин по обе стороны от ножа должно быть одинаковым, а зазор между витками не менее 0,5 мм. Валы, тяги, чугунные подшипники, рукоятки, фиксирующие заделки, элементы механических блокировок не должны иметь механических повреждений. В необходимых случаях дефекты и мелкие повреждения должны быть устранены, смазка дополнена или заменена. Монтаж разъединителей выполняют в следующей последовательности: подъем и установка на рабочее место; выверка аппарата; установка привода; соединение аппарата с приводом и его регулировка; окончательное закрепление и заземление аппарата. Подъем разъединителей на место в зависимости от массы выполняют вруч- 53 ную, талями или краном за металлическую раму. Разъединители и приводы внутренних установок крепят к конструкции или стене, а наружных — к раме фундамента или конструкции. После установки в рабочее положение аппарат выверяют по уровню и отвесу, проверяют соосность с другими аппаратами РУ и отдельных полюсов между собой и приводом. Смонтированный привод временно сцепляют с аппаратом тягами. Ножи должны правильно (по центру) попадать в неподвижные контакты, входить в них без ударов и перекосов и при включении не доходить до упора на 5—6 мм. Для проверки одновременности замыкания контактов медленно включают разъединитель до момента соприкосновения первого ножа и в этом положении измеряют зазоры между оставшимися ножами. Проверка усилия втягивания ножей производится динамометром. После выполнения регулировки производят окончательное крепление рычагов на валах привода и аппаратов и смазку контактов и трущихся частей, а также заземление. Монтаж отделителей и короткозамыкателей выполняется так же, как и разъединителей. Монтаж предохранителей. Предмонтажная подготовка предохранителей предусматривает проверку: изоляторов, полноты заполнения патрона песком, целостности плавкой вставки, надежности крепления узлов и деталей контактов, удобства установки и извлечения патронов из контактных губок, надежности контакта патрона в них. Предохранители монтируют на стальной раме или непосредственно на стене. Рама должна устанавливаться вертикально. Оси изоляторов должны совпадать по вертикали с продольной осью патрона и контактных губок. Смонтированные и отрегулированные предохранители должны обеспечивать мягкую установку и извлечение патрона, факсацию его правильного положения в губках, удержание его от продольных перемещений и от выпадания при вибрациях и сотрясениях. Указатели срабатывания должны быть обращены вниз. 8.7 Монтаж выключателей Выключатели и приводы поставляются заводами собранными и отрегулированными. Перед монтажом внешним осмотром производят их проверку: качество сварных швов рамы; надежность крепления деталей; исправность фарфоровых изоляторов и изолирующих деталей цилиндров, тяг, междуфазных перегородок, металлических деталей крышек, корпусов, фланцев и др., контактных выводов выключателя, маслоналивных и маслоспускных отверстий, масло-указателей. Для осмотра внутренних деталей вскрывают соответствующие крышки и проверяют состояние контактных систем, дугогасительных устройств, гибких связей, пружин, тяг и др. Выключатели для ЗРУ поставляют собранными на раме. Их монтаж предусматривает установку рамы на основание; выверку правильности установки по горизонтали и вертикали, надежное закрепление, установку и соединение привода с выключателем. Шины к масляным выключателям присоединяют так, чтобы контактные пластины не 54 испытывали механических напряжений. Выключатели для ОРУ (открытых РУ) устанавливают автокраном на фундамент, выверяют горизонтальность установки и крепят к фундаменту анкерными болтами. Масляные выключатели после окончания монтажа заливают маслом в соответствии с заданным уровнем. Смонтированные выключатели регулируют согласно заводской инструкции. Главные и дугогасительные контакты должны замыкаться и размыкаться в установленной последовательности. После окончания монтажа проводятся испытания выключателей в соответствии с требованиями ПУЭ. 8.8 Монтаж ракторов Реакторы изготовляют для вертикальной, горизонтальной или ступенчатой установки, они имеют маркировку фаз: В — верхняя, С — средняя, Н — нижняя, Г — горизонтальная, СГ — средняя горизонтальная. При установке реакторов строго соблюдают положение фаз. Расстояние реакторов от стен и потолка, а также между осями реакторов в зависят от их типа и определяются проектом. Подготовленные к монтажу реакторы не должны иметь: трещин, сколов, отбитых краев и повреждений лакового покрова у колонок; обрывов и повреждений изоляции обмоток; сопротивление изоляции не ниже 50 МОм. Реакторы с вертикальной установкой начинают монтировать с верхней фазы, которую поднимают на высоту, достаточную для подведения средней фазы. После установки опорных изоляторов на верхней фазе ее опускают и прикрепляют к средней фазе. Закрепив все фазы, реакторы устанавливают на фундамент и прикрепляют к нему. Каждая фаза реактора должна опираться на основание всеми изоляторами, колонки устанавливаться вертикально, присоединение шин соответствовать обозначению на контактных пластинах. Длина шины от опорного изолятора до выводов не должна превышать 500 мм. С целью исключения отрицательного влияния мощного магнитного поля, образуемого реактором, необходимо соблюдать следующие условия: расстояние от края реактора до стальных конструкций должно быть не менее половины диаметра реактора; стальные конструкции, расположенные вблизи реактора, не должны иметь замкнутых контуров; армировка опорных изоляторов и болты контактных соединений должны изготовляться из немагнитных материалов; контур заземления вокруг реактора должен иметь разрыв. 8.9 Монтаж измерительных трансформаторов Перед монтажом в измерительных трансформаторах проверяют визуально отсутствие повреждений и дефектов. При испытаниях определяют: отсутствие обрыва в обмотках; состояние изоляции первичной и вторичной обмоток; электрическую прочность; правильность маркировки (полярности) выводов и соответствие их заводским обозначениям; сообщаемость бака с маслоуказателем. В маслонаполненных 55 трансформаторах для испытаний берут также пробу масла. Трансформаторы тока (ТТ) в закрытых распредустройствах устанавливают на конструкциях из уголковой стали, а также на стальных или железобетонных плитах. Они могут располагаться на фланце или на лапке. Выводы ТТ располагают так, чтобы шины со стороны питания подходили к зажимам Л1, а отходящие — к зажимам Л2. Вторичные обмотки ТТ в целях безопасности должны быть замкнуты на прибор или перемычку. При установке трансформаторов тока выше 1000 А стальные угольники, плиты или арматура для устранения возможности индуктирования в них тока должны быть разрезаны. Трансформаторы напряжения устанавливают на опорную конструкцию так, чтобы расстояние между баками было не менее 100 мм, а маслоспускной кран и указатель уровня масла обращены в сторону коридора управления. Во время установки трансформаторов зажимы высшего напряжения закорочивают и заземляют. После установки производят выверку установки по осям ячейки и производят присоединение первичных и вторичных цепей и заземления. У однофазных трансформаторов заземляется вывод с маркировкой х, у трехфазных — нулевая точка и вывод обмотки, собранной по схеме открытого треугольника. 8.10 Монтаж комплектных трансформаторных подстанций В последнее время широко применяют комплектные распределительные устройства (КРУ) на напряжение 6—35 кВ и комплектные трансформаторные подстанции (КТП) на напряжение 6—110 кВ. КРУ представляет собой отдельный шкаф, укомплектованный аппаратами первичных цепей, приборами и аппаратами защиты и заземления, учета и сигнализации, ошиновками и проводами вторичных цепей. Выключатели с приводами устанавливают стационарно или на выкатных тележках. КТП состоит из трансформатора, распределительного или вводного устройства высшего напряжения, комплектного РУ низшего напряжения с токопроводом между ними. Шкафы КРУ устанавливают, начиная с крайнего шкафа, соответственно схеме заполнения. Смежные шкафы соединяют болтами. Зазор между ними не должен превышать 1 мм. После выверки установленных шкафов их прикрепляют к закладным деталям сваркой. Затем устанавливают сборные шины, присоединяют ответвления, монтируют шинки оперативных цепей, устанавливают приборы. Для механизации работ по монтажу КРУ и КТП применяют сборно-разборные порталы, тележки для перевозки шкафов и др. После окончания монтажа выполняют ревизию и регулировку механической части КРУ и КТП. При монтаже КТП наружной установки силовые трансформаторы и КРУ разгружают на фундамент, выверяют и закрепляют. Затем устанавливают ошиновку и ведут работы по монтажу вторичных цепей, заземлению и освещению. Кабели по территории подстанции укладывают в лотки или короба. В блочных подстанциях токоведущие соединения выполняют жесткой ошиновкой. Вокруг подстанций устанав- 56 ливают сеточное ограждение. Фазировка кабелей и трансформаторов. Необходимость в фазировке электрических цепей возникает при включении трансформаторов и кабелей на параллельную работу. На стадии монтажа до присоединения кабелей фазировку выполняют прозвонкой электрических цепей. Перед подачей напряжения и после выдачи разрешения на параллельную работу производят окончательную фазировку под напряжением. При фазировке под напряжением должна быть электрическая связь между фазируемыми цепями. В сетях с заземленной нейтралью такая связь создается через заземление нейтрали, а в сетях с изолированной нейтралью — путем соединения перемычкой любой фазы одного трансформатора с любой фазой другого. После подачи напряжения на подготовленные таким образом цепи измеряют напряжение между каждым выводом одного трансформатора и всеми выводами другого. Напряжение в сетях до 1000 В измеряют вольтметрами, рассчитанными на двойное линейное напряжение. При подключении к одноименным фазам показание вольтметра будет иметь нулевое значение. Во всех остальных случаях они будут отличаться от нулевого значения. В сетях выше 1000 В применяют специальный указатель напряжения для фазировки, который представляет собой два указателя напряжения, соединенных гибким проводом с усиленной изоляцией. Внутри трубок указателей размещают газоразрядную индикаторную лампу, конденсаторы и резисторы. При прикосновении крюками указателей к фазам свечение неоновой лампы указывает на то, что фазы разноименны, а его отсутствие — что фазы одноименны. При фазировке жилы кабелей или проводников должны быть разведены на безопасное расстояние и надежно закреплены. Фазировку выполняют с изолированных подставок, в резиновых перчатках и в очках. Лица, выполняющие фазировку, должны занимать устойчивое положение и не прикасаться к стенам и металлическим предметам. Контрольные вопросы: 1. Порядок и объем контроля электрооборудования подстанций и распредустройств перед монтажом. 2. Содержание работ и последовательность их выполнения при монтаже основного электрооборудования подстанций. 3. Основные требования, предъявляемые к монтажу электрооборудования. 57 9 Техника безопасности План лекции: 9.1 Средства защиты, применяемые в электроустановках 9.2 Безопасное производство работ в действующих электроустановках 9.3 Технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ 9.4 Защитное заземление 9.1 Средства защиты, применяемые в электроустановках Персонал, обслуживающий электроустановки, должен быть снабжен всеми необходимыми средствами защиты, обеспечивающими безопасность его работы. Порядок применения этих средств регламентируется Правилами применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках. По характеру применения они подразделяются на средства коллективной и индивидуальной защиты. К электрозащитным средствам относятся переносимые и перевозимые изделия для защиты людей от поражения электрическим током и от воздействия электрической дуги и электромагнитного поля. Они подразделяются на основные и дополнительные. К основным относятся средства защиты, изоляция которых длительно выдерживает напряжение электроустановок, и которые позволяют прикасаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Дополнительные средства сами не обеспечивают защиту при данном напряжении и применяются совместно с основными электрозащитными средствами. Они служат для защиты от напряжения прикосновения и напряжения шага. Электроустановки, а также бригады должны быть обеспечены средствами защиты в соответствии с нормами комплектования. Средства защиты, применяемые в стационарных установках, размещают в специально отведенных местах и строго учитывают. При эксплуатации средства защиты подвергают периодическим испытаниям. На средства защиты, выдержавшие испытания, ставят штамп. Перед применением по назначению их очищают от пыли, проверяют исправность, отсутствие внешних повреждений и срок годности по штампу испытаний. 9.2 Безопасное производство работ в действующих электроустановках Работы, выполняемые в действующих электроустановках, подразделяются на три категории: со снятием напряжения; без снятия напряжения с токоведущих частей и вблизи них; без снятия напряжения вдали от токоведущих частей. Работы без снятия напряжения с токоведущих частей и вблизи них — это такие работы, которые выполняют непосредственно на них или токоведущие части находятся на расстоянии, менее указанного в ПТЭ и ПТБ. Эти работы производятся с соблюдением необходимых мер предосторожности. В электроустановках напряжением выше 1000 В применяются средства электрозащиты, соответствующие усло- 58 виям и характеру работы. При этом приближение человека к токоведущим частям допускается на расстояние, определяемое длиной их изолирующей части. В установках до 1000 В работы можно выполнять инструментом с изолирующими рукоятками, а при его отсутствии — в диэлектрических перчатках. Токоведущие части, находящиеся под напряжением, расположенные вблизи рабочего места, должны быть ограждены. К работам без снятия напряжения вдали от токоведущих частей относят такие, при которых люди не могут случайно приблизиться на расстояния, определенные ПТЭ и ПТБ, и не требуется выполнение мер для предотвращения такого приближения. Работы в электроустановках выполняют по наряду, распоряжению или в порядке текущей эксплуатации. Они должны производиться с соблюдением организационных и технических мероприятий, выполнение которых направлено на предотвращение взрыва, пожара, поражения и травмирования людей. К организационным мероприятиям относят: оформление работы нарядом, распоряжением или производство работ, определяемых перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации; допуск к работе; надзор во время работы; оформление перерывов и окончания работ. Работы в электроустановках напряжением до и выше 1000 В, как правило, должны выполняться не менее чем двумя лицами по наряду. По распоряжению выполняют внеплановые и аварийные работы, имеющие разовый характер. Распоряжения отдаются лицами, назначенными приказом по предприятию, непосредственно в устной форме или с помощью средств связи после записи содержания распоряжения в оперативном журнале. Работы в порядке текущей эксплуатации выполняются самостоятельно персоналом, в том числе и единолично на закрепленном за ним участке в течение рабочей смены. Перечень таких работ устанавливает лицо, ответственное за электрохозяйство предприятия. После полного окончания работ, приведения электроустановки в безопасное состояние и рабочего места в порядок, бригада выводится и оформляется закрытие наряда подписями производителя и ответственного руководителя работ. Напряжение на электроустановку может быть подано только после закрытия наряда. Перед началом работ в электроустановке со снятием напряжения должны выполняться обеспечивающие безопасность работ технические мероприятия в следующей последовательности: снять напряжение с токоведущих частей; принять меры, исключающие ошибочную подачу напряжения к месту работы: проверить отсутствие напряжения на отключенных для работы частях электрооборудования; наложить заземление, вывесить предупреждающие и предписывающие плакаты. Снятие напряжения производится не менее чем двумя последовательно соединенными устройствами, одно из которых имеет привод с ручным управлением. Их приводы в отключенном состоянии должны быть замкнуты или заблокированы. Видимый разрыв может быть обеспечен разъединителями или полным разъединением электри- 59 ческого соединителя, снятием шин, отсоединением и извлечением кабеля из вводного устройства. Заземление токоведущих частей позволяет защитить работающих от поражения электрическим током при случайной подаче напряжения к месту работы. Заземление накладывают сразу же после проверки отсутствия напряжения на токоведущёй части всех фаз. Переносные заземления вначале присоединяют к земле, а затем к токоведущим частям. Наложение заземления выполняют в диэлектрических перчатках, а в установках выше 1000 В — с применением изолирующих штанг. В установках выше 1000 В включать заземляющие ножи разрешается одному лицу с квалификационной группой не ниже IV, а накладывать переносные заземления должны два лица с группами по электробезопасности не ниже IV и III. 9.3 Технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ Электромонтажному персоналу запрещается выполнять любые работы, относящиеся к эксплуатации электроустановок. Все монтажные работы выполняют, как правило, при снятом напряжении. Работы без снятия напряжения с токоведущих частей, вблизи них и вдали от них могут проводиться только под надзором наблюдающего от эксплуатирующего предприятия. Монтажная зона должна быть оборудована так, чтобы исключалось падение и травмирование людей. Временную проводку в монтажной зоне выполняют изолированным проводом, надежно подвешиваемым на высоте не менее 2,5 м над рабочим местом, 3,5 м над проходами и 6 м над проездами. Инструмент, используемый при монтаже и ремонте электрооборудования, должен находиться в исправном состоянии. Если при работе с инструментом образуются стружки, пыль или осколки, то должны применяться очки. В помещениях без повышенной и с повышенной опасностью может использоваться электроинструмент напряжением до 220 В, а в особо опасных — не выше 42 В. Вне помещений работы с электроинструментом могут выполняться только в сухую погоду. Перед пользованием инструментом проверяют: отсутствие внешних повреждений изоляции и изломов жил; затяжку винтов, крепящих узлы и детали инструмента; исправность выключателей и заземления. Изоляцию измеряют ежемесячно, а испытания повышенным напряжением проводят ежегодно. При применении электро- и пневмоинструмента запрещается: работать с приставных лестниц; производить ремонт и браться руками за рабочую часть; натягивать и перегибать кабели и шланги во время работы; передавать инструмент лицам, не имеющим права работать с ним. Контрольные вопросы 1. Кто несет ответственность за выполнение мероприятий по технике безопасности на предприятии? 60 2. Как подразделяется электротехнический персонал подвидам выполняемых работ? 3. Какие требования предъявляются к электротехническому персоналу в зависимости от их квалификационной группы? 4. Кто является ответственным за безопасное проведение работ? 5. Какие средства индивидуальной защиты применяются в электроустановках и каков порядок их применения? 6. Какие организационные и технические мероприятия выполняются для обеспечения безопасного производства работ? 7. Какие дополнительные меры необходимо выполнять для обеспечения безопасности при проведении электромонтажных работ? 9.4 Защитное заземление Защитное заземление применяется с целью обеспечения электробезопасности и выполняется при помощи заземляющего устройства, основными элементами которого являются: искусственный или естественный заземлитель, магистраль заземления (сборная заземляющая шина) и заземляющие проводники. Заземлители. В качестве заземлителей рекомендуется использовать естественные заземлители — находящиеся в соприкосновении с землей электропроводящие части коммуникаций, зданий, сооружений и др. Если такие заземлители по сопротивлению растекания и токовым нагрузкам не соответствуют требованиям ПУЭ, то должны применяться искусственные заземлители — специально помещаемые в землю металлические электроды. Магистраль заземления должна быть связана не менее, чем двумя проводниками с заземлителями, размещенными в разных местах. Размещать заземлители в местах, где возможно подсушивание земли под действием тепла трубопроводов, не разрешается. Сооружения заземлителей могут быть вертикальными, углубленными или горизонтальными. Соединение частей заземлителя между собой, а также заземлителей с заземляющими проводниками должно выполняться сваркой. Траншеи с заземлителями должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора, с последующей утрамбовкой грунта. Перед засыпкой траншей проверяют качество монтажа и составляют акт освидетельствования скрытых работ. Заземляющие проводники. В сетях с заземленной нейтралью в качестве нулевых защитных и заземляющих проводников используют нулевые рабочие проводники (исключения составляют переносные приемники однофазного и постоянного тока), а также специально предусмотренные или естественные проводники (металлические конструкции зданий, арматура железобетонных строительных конструкций и фундамента, металлические конструкции производственного назначения, стальные трубы электропроводок, алюминиевые оболочки кабеля и др.). В сетях с изолиро- 61 ванной нейтралью во всех случаях должны применяться специальные заземляющие проводники. Допускается выполнение соединения болтами, если обеспечиваются меры против ослабления и коррозии контактных соединений. В помещениях сухих, без агрессивной среды, заземляющие и нулевые защитные проводники допускается прокладывать непосредственно по стенам, а во влажных, сырых с агрессивной средой — на расстоянии не менее 10 мм от стен на специальных опорах для крепления. Каждая часть электроустановки должна быть присоединена к магистрали заземления при помощи отдельного ответвления. Под один болт (зажим) на магистрали заземления допускается присоединять только один проводник электрооборудования и не более двух заземляющих проводников кабельных линий. Места болтовых соединений должны иметь покрытия для защиты их от влияния агрессивной среды. Оборудование с частым демонтажем или установленное на движущихся частях, подверженное частым сотрясениям или вибрации, должно заземляться гибкими проводниками. Заземление элементов электроустановок. Трансформаторы. Силовые трансформаторы заземляются присоединением с помощью гибкой перемычки заземляющего проводника к заземляющему зажиму на корпусе. В установках с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В обмотка трансформатора должна заземляться через пробивной предохранитель. Нейтраль трансформаторов с глухозаземленной нейтралью вторичной обмотки напряжением до 1000 В соединяют с заземлителем отдельным проводником. При этом заземлитель располагают по возможности ближе к трансформатору. В трансформаторах напряжения нулевая точка обмотки высшего напряжения присоединяется медным проводом к заземляющей шине; нулевая точка или фазный провод обмотки низшего напряжения к заземляющему болту на корпусе трансформатора. У трансформаторов тока помимо корпуса заземляют вторичные обмотки с помощью гибкой перемычки между одним зажимом обмотки и заземляющим винтом на корпусе. Каждая вторичная обмотка должна заземляться только в одной точке. Масляные выключатели, разъединители, опорные и проходные изоляторы, предохранители высокого напряжения при установке на конструкциях, не проводящих электрический ток, заземляются путем присоединения заземляющего проводника к заземляющей шине. Реакторы. При горизонтальной установке реакторов заземляют фланцы всех опорных изоляторов, при вертикальной установке — фланцы опорных изоляторов нижней фазы и, если имеются опорные изоляторы, то верхней фазы. Фланцы изоляторов с шиной соединяются медным заземляющим проводником. Заземляющие шины не должны образовывать вокруг реакторов замкнутых контуров. Комплектные распределительные устройства, панели управления и защит должны присоединяться не менее чем в двух местах сваркой к закладным элементам или обрамлениям каналов, образующим магистраль заземления. Отдельные участки такой магистрали должны быть надежно сварены между собой. 62 Отдельно установленные аппараты, шкафы, ящики, щитки должны соединяться с заземляющей сетью путем болтового соединения заземляющего проводника. Отдельные части этих аппаратов, требующие заземления, присоединяются к общей заземляющей (нулевой) шине, предусмотренной в аппаратах. Если на дверях установлено оборудование, требующее заземления, то оно должно быть заземлено (занулено) с помощью гибких медных перемычек между дверью и металлическим каркасом щита, шкафа, ящика и т. п. Бронированный кабель. Металлические оболочки и броня кабелей соединяются между собой металлическими соединительными, ответвительными и концевыми муфтами и коробками, а также металлическими корпусами электрооборудования. Для этого используют перемычки из гибкого многопроволочного медного проводника. Присоединение перемычки осуществляется пайкой. Заземляющую перемычку присоединяют к алюминиевой или свинцовой оболочке и к броне: при ленточной броне — к обеим бронелентам; при проволочной — по окружности ко всем проволокам. Воздушные линии электропередач. В сетях напряжением до 1000 В заземляются: при изолированной нейтрали — крюки и штыри фазных проводов, устанавливаемых на железобетонных опорах, и арматура этих опор; при заземленной нейтрали эти элементы должны быть присоединены к нулевому проводу. В сетях напряжением выше 1000 В заземляют: опоры, имеющие устройства грозозащиты; железобетонные и металлические опоры, на которых установлены силовые или измерительные трансформаторы и аппараты (разъединители, предохранители и др.). Заземляемые элементы с нулевым проводником присоединяют к опоре перемычкой из голого провода. Эту перемычку присоединяют к болтовому зажиму или нулевому проводнику специальным ответвительным зажимом. При одиночной установке аппараты, кабельные муфты, машины, подстанции присоединяются к местному заземлителю непосредственно. Если местный заземлитель устанавливают на группу заземляемых объектов, то применяют сборную заземляющую шину, к которой присоединяют как местный заземлитель, так и каждый подлежащий заземлению объект при помощи отдельного ответвления. Заземляющие проводники присоединяют: к заземлителям, как правило, сваркой, и, в отдельных случаях, надежным болтовым соединением; к заземляющей шине — сваркой или болтовым соединением; к корпусам машин, аппаратов, металлическим конструкциям — с помощью специальных заземляющих зажимов, предусмотренных на них. Для создания общей сети заземления все местные заземлители должны быть присоединены к главным заземлителям. Для этого используют: заземляющие жилы кабелей, свинцовую оболочку и стальную броню кабеля, другие проводники. Все электрооборудование, присоединяемое бронированным кабелем, должно быть снабжено перемычками из стали или меди сечением соответственно не менее 50 и 25 мм2. Одним концом перемычку присоединяют к специальному заземляющему за- 63 жиму на кабельном вводе электрооборудования, а другим — к свинцовой оболочке и броне кабеля с помощью стального хомута. Для этого свинцовую оболочку кабеля надрезают с двух сторон и отгибают на 180° таким образом, чтобы она вплотную прилегала к стальной броне. Стальная броня и свинцовая оболочка кабеля в местах соприкосновения должны быть зачищены до блеска. На разделанное таким образом место после заливки муфты кабельной массой надевают стальной хомут шириной не менее 25 мм, к которому присоединяют заземляющий проводник. Передвижное и переносное электрооборудование заземляется при помощи заземляющих жил гибких кабелей. Эти жилы присоединяют к заземляющим зажимам, расположенным внутри кабельных вводов. Общее переходное сопротивление сети заземления любого заземлителя должно быть не более 2 Ом. Осмотр и проверки заземляющих устройств. Заземляющее устройство обеспечивает безопасность людей при прикосновении к оболочкам (корпусам) электрооборудования и другим металлическим частям, случайно оказавшимся под напряжением в результате пробоя или повреждения его изоляции. В подземных электроустановках при замыкании токоведущих частей на землю токи через заземляющую сеть выводятся из взрывозащищенных оболочек в открытую атмосферу. В том случае, если имеются ослабленные контакты, соединяющие заземляющие проводники, то они могут вызвать искру, которая может воспламенить взрывоопасные смеси или поджечь пожароопасные материалы. С целью обеспечения функций, выполняемых заземляющими устройствами, регулярно в сроки, установленные ПТЭ и отраслевыми правилами безопасности, проводят их осмотры, проверки и измерения. Они предусматривают: внешний осмотр видимой части элементов и проводников заземляющего устройства; измерение сопротивления заземляющего устройства; проверку сопротивления цепи фаза — нуль; проверку надежности соединений естественных заземлителей; выборочное вскрытие грунта для осмотра элементов в заземляющих устройствах, находящихся в земле: измерение удельного сопротивления грунта для опор линии электропередачи напряжением выше 1000 В. Осмотр видимой части выполняют вместе с осмотром электрооборудования подстанций, распределительных устройств, других электроустановок. Сопротивление заземляющих устройств для электроустановок выше 1000 В определяют не реже 1 раза в 6 лет, а ниже 1000 В —1 раз в год. На ВЛ напряжением выше 1000 В такие измерения проводят не реже 1 раза в 10 лет. Для получения наиболее достоверных результатов измерения рекомендуется проводить в периоды наибольшего удельного сопротивления грунта. Измерение сопротивления заземления на поверхности и в шахтах, не опасных по газу или пыли, может выполняться любыми приборами, предназначенными для этого. В шахтах, опасных по газу или пыли, могут использоваться только измерители сопротивления заземления, допущенные к применению в них: М416, М416/1; 64 М1103 и др. Максимальное значение сопротивления заземляющих устройств не должно превышать значений, установленных ПУЭ и отраслевыми ПБ. Осмотр элементов заземляющих устройств, находящихся в земле, со вскрытием грунта для электроустановок проводится выборочно, а у опор ВЛ не реже 1 раза в 10 лет у 2% общего числа опор. Элементы заземления подлежат замене, если разрушено более 50% его сечения. Проверка главных заземлителей в шахте проводится специально назначенными лицами не реже 1 раза в 6 мес. Их проверка и ремонт могут выполняться только поочередно так, чтобы один заземлитель обязательно находился в работе. Все результаты осмотров, проверок, измерений и ремонтов устройств заземления заносят в журнал осмотра. Электроустановки разрешается включать только при условии исправности заземляющих устройств. Если неисправность не может быть устранена, то должны быть приняты меры по недопущению ее включения. Контрольные вопросы 1. Способы соединения заземляющих проводников. 2. Заземление различных видов электрооборудования. 3. Способы измерения сопротивления цепи фаза— нуль. 4. Сроки и объемы работ при осмотре заземлений и измерении их сопротивления. 65 10 Квалификационные требования Все участки и электроустановки укомплектовываются электротехническим персоналом соответствующей квалификации. В зависимости от вида выполняемых работ эксплуатационный электротехнический персонал подразделяется на: 1) административно-технический — организующий и принимающий непосредственное участие в монтаже, наладке, ремонте электроустановок, а также его эксплуатации; 2) оперативный — осуществляющий оперативное управление и обслуживание электроустановок (оперативные включения, отключения и переключения, осмотр, подготовка рабочего места, допуск и надзор за работающими и др.); 3) ремонтный — выполняющий монтаж, ремонт, регулировку, наладку, испытание электрооборудования; 4) оперативно-ремонтный — ремонтный персонал, специально обученный для выполнения оперативных работ на закрепленных за ним электроустановках; 5) электротехнологический — осуществляющий эксплуатацию технологических установок. Этот персонал в административном отношении подчиняется руководству участков, цехов и отдельных установок. В техническом отношении его подчинение энергослужбе предприятия обязательно. Все лица электротехнического персонала должны отвечать определенным требованиям по состоянию здоровья. Возраст электротехнического персонала должен быть не менее 18 лет. До назначения на самостоятельную работу или при переводе на другую, связанную с обслуживанием электроустановок, персонал проходит вводный инструктаж и производственное обучение по утвержденной программе. Электротехнический персонал, допускаемый к самостоятельному производству работ, должен иметь квалификационную группу по технике безопасности, соответствующую занимаемой должности. Установлено пять квалификационных групп по технике безопасности. Группа устанавливается лицам электротехнического персонала квалификационной комиссией после проверки их знаний. Установлена также периодическая проверка знаний: 1 раз в год для лиц, непосредственно участвующих в монтаже, наладке и эксплуатации электрооборудования и 1 раз в 3 года для ИТР, не принимающих непосредственного участия в указанных работах. В зависимости от занимаемой должности и квалификационной группы на обслуживающий персонал возлагается соответствующая ответственность за безопасное производство работ. Согласно ПТБ ответственными за безопасность работ являются: лицо, выдающее наряд или отдающее устное распоряжение; ответственный руководитель работ: допускающий; производитель работ; наблюдающий; члены бригады. Право выдачи наряда или распоряжения предоставляется лицам электротехнического персонала, уполномоченным приказом по предприятию. Они должны иметь квалификационную группу V (в установках до 1000 В — не ниже IV). Ответственный руководитель работ отвечает за численный состав бригады, достаточность квалификации ее членов, правильную подготовку рабочего места и 66 выполнение мер безопасности, необходимых для производства работ. Функции допускающего выполняют лица оперативного персонала (дежурные). Он отвечает за правильность и достаточность выполнения мер безопасности для производства работ, правильный допуск к работе и приемку рабочего места после окончания работ с оформлением в нарядах или журналах. Производителями работ назначаются лица с квалификационной группой не ниже IV — в установках выше 1000 В и не ниже III в установках до 1000 В. Производитель работ несет ответственность за правильную подготовку рабочего места, выполнение необходимых мер безопасности, соблюдение требований безопасности им самим и членами бригады. Наблюдающий назначается для надзора за бригадами и лицами электротехнического персонала при выполнении ими работы в электроустановках. Члены бригады отвечают за соблюдение ими лично требований безопасности, определяемых условиями работы. Согласно требованиям ПТБ одно лицо может совмещать обязанности двух лиц, например, выдающего наряд и ответственного руководителя. 67 11 Организация работ по эксплуатации электроэнергетических систем План лекции: 11.1 Общие требования по организации работ 11.2 Планирование и организация рациональной эксплуатации Электрооборудования 11.3 Эксплуатация линий электропередачи 11.4 Эксплуатация кабельных линий 11.1 Общие требования по организации работ Энергетическое хозяйство предприятия — это сложный производственный комплекс, предусматривающий энергопроизводящие и энергопреобразующие установки, энергоприемники, электрические сети и коммуникации. Основная цель его научной организации состоит в сбалансированной увязке объема производства конечной продукции и потребления энергии, рассчитанного на основе технологических норм, с учетом режима работы энергосистемы и структурных подразделений предприятия, а также в обеспечении надежного и экономичного его функционирования в течение каждой смены и суток. Для достижения этой цели энергохозяйством должны решаться следующие задачи: бесперебойное обеспечение всех технологических процессов соответствующими видами энергии высокого качества; наиболее полное использование мощностей энергоустановок; внедрение новой и модернизация действующей техники; систематическое и качественное ремонтно-профилактическое обслуживание всех элементов энергохозяйства; обеспечение строгого режима экономии энергии и топлива. Структура энергохозяйства зависит от специфики и вида предприятия, его технико-технологического уровня и природно-климатических условий деятельности. В организационном отношении энергохозяйство представляет собой службу главного энергетика, которая действует либо как самостоятельное звено оргструктуры предприятия, либо как часть энергомеханической службы (ЭМС), возглавляемой главным механиком и его первым заместителем — главным энергетиком. Круг должностных обязанностей главного энергетика определяете» прежде всего целью и задачами энергохозяйства предприятия. Он должен владеть приемами: системного проектирования рациональной организации энергоснабжения, планирования текущих и перспективных задач по совершенствованию энергохозяйства, постановки конкретных заданий (выдачи нарядов) на проведение ремонта энергооборудования и сетей, учета выходов работников и выполняемых подчиненным персоналом заданий, контроля соблюдения правил техники безопасности и технической эксплуатации энергооборудования, проведения инструктажа и технической учебы персонала составления и заключения договора на использование электрической энергии, расчета затрат за потребляемую энергию и технико-экономических показателей энергоснабжения, анализа эффективности любых мероприятий по рационализации энергопотребления, составления стандартной отчетности. Важно также орга- 68 низовать учет отказов энерготехники и систематизировать их с тем, чтобы, вопервых, обоснованно формировать заявки на требующиеся запасные части и, вовторых, — предъявлять требования к заводам-изготовителям в части модернизация оборудования. 11.2 Планирование и организация рациональной эксплуатации электрооборудования Проектирование рациональной организации производства, в том числе и энергетического хозяйства, необходимо рассматривать как промежуточное звено между предпроектной стадией и непосредственно организационно-управленческой работой в энергохозяйстве. Удобно с практической точки зрения представить последовательность исследований и проектировок в энергохозяйстве следующей схемой: 1. Предпроектная стадия: анализ использования энергии и топлива на предприятии (на основе материалов оперативно-технического и статистического учета), выявление и количественная оценка резервов их экономии; изучение научно-технических новинок и передового опыта в организации энергохозяйства предприятия; разработка и экономическое обоснование системы мероприятий по регулированию электропотребления, модернизации действующей и замене устаревшей энергетической техники новой. 2. Проектирование рационального энергоснабжения: разработка частных (по видам энергии, отдельным технологическим установкам, процессам) и сводного энергобалансов; построение частных и сводного графиков электропотребления. 3. Заключение договоров с энергоснабжающими предприятиями. 4. Организационно-управленческая работа: обеспечение строгого соблюдения проектных параметров энергоснабжения и с этой целью: обслуживание, текущий ремонт, наладка, ревизия, регулировка энергетических агрегатов, оборудования, пусковой аппаратуры, средств автоматизации, энергетических сетей; проведение работ по модернизации, обновлению и автоматизации энерготехники; проведение периодических инструктажей и других видов текущей технической учебы персонала для ознакомления с устройством новинок техники, выработки навыков обслуживания, выявления и устранения вероятных отказов, соблюдения правил техники безопасности и технической эксплуатации; учет потребления энергии, топлива и с этой целью надлежащее содержание приборов учета; контроль своевременности и правильности расчетов с энергоснабжающими предприятиями. Постоянной заботой всего персонала предприятия, а работников энергохозяй- 69 ства в первую очередь, должна быть экономия электроэнергии. Все разнообразие мероприятий можно представить в виде трех групп: 1. Повышение степени загрузки и КПД оборудования. 2. Полная или частичная ликвидация энергоемких операций технологического процесса, снижение энергоемкости, уменьшение потерь электроэнергии. 3. Рационализация электропривода и электрических сетей, внедрение нового электрооборудования, перевод сетей на более высокое напряжение. В повышении эффективности энергохозяйства важную роль играет регулирование электропотребления. Оно необходимо для снижения получасовых активных и реактивных мощностей в часы максимума активной нагрузки энергосистемы, поддержания заданных энергоснабжающим предприятием средних значений реактивной мощности в часы минимума энергосистемы и выполнения установленных планов (лимитов) электропотребления. Состав регулировочных мероприятий устанавливается заранее (вывод режима работы мощных потребителей за пределы максимума энергосистемы, отключение отдельных потребителей на некоторое время, мероприятия по компенсации реактивной мощности и др.) и с их учетом проектируются энергобалансы и графики электропотребления. Энергобаланс (частный и сводный) проектируют на основе мероприятий по экономии электроэнергии, регулированию электропотребления, совершенствованию материально-технической базы энергохозяйства с учетом номинальных мощностей электропотребителей, коэффициентов спроса, коэффициентов мощности, календарного или планового суточного времени электропотребления и затем устанавливают валовую (общую) потребность предприятия в каждом виде энергии и в пересчете на электроэнергию за сутки. Для выравнивания электропотребления по периодам суток, снижения потребляемой мощности в часы максимума нагрузки энергосистемы и соблюдения установленных районными отделениями энергонадзора режимных параметров строятся частные и сводные суточные графики электропотребления. Исходными данными для этого служат энергобалансы. Вся организационноуправленческая работа должна быть направлена на неукоснительное соблюдение проектных энергобалансов и графиков энергопотребления. Руководители энергослужбы должны периодически анализировать ее деятельность, используя для этого кроме проектных и фактических технических параметров систему технико-экономических показателей энергоснабжения. К их числу относятся: месячные (годовые) затраты предприятия на электроэнергию, средняя стоимость 1 кВт-ч, удельный расход электроэнергии на единицу конечной продукции, себестоимость единицы конечной продукции по элементу «электроэнергия» и др. Ежегодно при участии главного энергетика составляется годовой отчет об электропотреблении, который в составе других документов представляется в производственное объединение, министерство, органы статистики. 70 Контрольные вопросы 1. Дайте определение электрохозяйства предприятия и объясните виды организационных структур энергомеханической службы (ЭМС) предприятия (служб главного механика и главного энергетика). 2. Перечислите и объясните основные принципы научной организации энергоснабжения предприятия. 3. Изложите последовательность проектирования научной организации энергоснабжения предприятия, 4. Как рассчитываются технико-экономические показатели энергоснабжения предприятия? 11.3 Эксплуатация линий электропередачи 11.3.1 Приемка воздушных линий в эксплуатацию. Воздушные линии электропередачи являются одним из важнейших элементов систем электроснабжения, от надежности которых зависит бесперебойное электроснабжение электроустановок. Внезапные перерывы электроснабжения приводят, как правило, к нарушению технологического процесса, связанного с определенным экономическим ущербом и созданием опасных ситуаций. Они связаны с неисправностями ВЛ, обусловленными различного рода нагрузками, действующими на опоры, провода, изоляторы и другие элементы. К наиболее характерным неисправностям ВЛ относятся следующие. Для опор — наклон их относительно вертикального положения и деформация траверс; оседание или выпучивание земли вокруг фундамента и оседание фундамента, трещины и повреждения в наземной его части; неудовлетворительная окопка опор; отсутствие болтов и гаек в крепежных элементах, недостаточная длина нарезки болтов, ослабление проволочных бандажей; коррозия, трещины и коробление деталей опор; нарушение сварных швов, заклепочных и болтовых соединений; загнивание деталей деревянных опор, их обгорание и расщепление. Для проводов и тросов — сильное натяжение или провисание проводов; отклонение от нормируемых расстояний до земли и других объектов; коррозия, набросы, вибрации и образование гололеда. Для изоляторов — механические повреждения фарфора, ожоги и оплавления глазури; следы оплавления на армировке изоляторов и арматуре гирлянд; отсутствие замков или шплинтов в гирлянде, выход стержня из головки изолятора, погнутые штыри и стержни: коррозия арматуры; коронирование. Для креплений и соединений проводов и тросов — неисправность зажимов и соединителей; образование трещин в их корпусе; отстутст-вие болтов, шайб, шплинтов; ослабление затяжки гаек, следы перегрева зажима или соединителя; проскальзывание провода из зажима, ослабление крепления провода к изолятору и др. С целью исключения отказов и повреждений, обеспечения необходимой надежности, поддержания и соблюдения требований, предъявляемых к ВЛ, осуществ- 71 ляется комплекс мер по техническому обслуживанию и ремонту, предусматривающий: соблюдение допустимых режимов работы по токам нагрузки; проведение осмотров и проверок; выполнение измерений и профилактических испытаний; проведение планово-предупредительных ремонтов. Ток, проходящий по воздушной линии, нагревает проводник. Это приводит к следующим изменениям: удлиняется провод, вследствие чего увеличивается стрела провеса и изменяются его габариты относительно земли и других элементов, натяжение провода и его способность нести механическую нагрузку, сопротивление провода и, следовательно, потери мощности, энергии и напряжения. При номинальных токах ВЛ указанные факторы будут находиться в пределах заданных норм. В условиях перегрузки они изменяются в сторону ухудшения. В связи с этим ток ВЛ не должен превышать расчетный, а перегрузки могут носить только временный характер. 11.3.2 Осмотр ЛЭП Осмотры и проверки ВЛ разделяются на периодические, верховые, выборочные контрольные осмотры и внеочередные. Периодические осмотры проводятся по графикам, утвержденным лицом, ответственным за эксплуатацию электрохозяйства. Выборочные контрольные осмотры проводятся со следующей периодичностью: электромонтерами не реже 1 раза в 6 мес; инженерно-техническим персоналом не реже 1 раза в год; верховые осмотры ВЛ напряжением 35 кВ и выше — по мере необходимости, но не реже 1 раза в 6 лет, а на ВЛ напряжением 20 кВ и ниже только по мере необходимости; внеочередные осмотры — при образовании на проводах гололеда или пляске проводов, наступлении ледохода и разлива рек, пожарах в зоне трассы, после сильных бурь, ураганов, морозов (ниже — 40° С) и других стихийных бедствий, а также после автоматического отключения ВЛ релейной защитой. При проведении осмотров и проверок ВЛ, кроме состояния элементов, обращают внимание на следующее: наличие и состояние предупредительных плакатов и постоянных знаков на опорах; наличие и состояние болтов, гаек, сварных швов и заклепочных соединений на металлических опорах; целостность бандажей и заземляющих устройств; чистоту трассы, наличие деревьев, угрожающих падением на линию, посторонних предметов и т.п. С целью получения более полной и достоверной информации о состоянии ВЛ регулярно проводят их профилактические испытания и измерения. При этом предусматривают определение габаритов и разрегулировки проводов и тросов; измерение сопротивления изоляции изоляторов и их испытания повышенным напряжением; контроль многоэлементных изоляторов с помощью штанги; контроль соединений проводов; измерение сопротивления заземления опор и тросов; проверку правильности установки опор, тяжения в оттяжках опор, степени загнивания деталей деревянных опор. Профилактические испытания и измерения проводят в объемах и сроки, предусмотренные ПТЭ. Данные об обнаруженных дефектах при осмотрах и профилактических испы- 72 таниях заносятся в журнал. На основании этих данных лицо, ответственное за электрохозяйство, дает указание о сроках устранения дефектов и составляет планы ремонтных работ. Техническое обслуживание и ремонтные работы на ВЛ должны проводиться по возможности комплексным методом с максимально возможными сокращениями времени отключения линии. 11.3.3 Защита от гололеда Для ВЛ, где отмечаются частые гололеды или заморозки, необходимо принимать меры для борьбы с ними путем применения плавки гололеда электрическим током. На коротких участках линий гололед можно удалять также механическим путем с помощью длинных шестов или из корзины автовышки. С целью обеспечения сохранности ВЛ, создания нормальных условий эксплуатации и предотвращения несчастных случаев предприятиями, в ведении которых она находится, должна осуществляться охрана в соответствии с Правилами охраны электрических сетей. 11.4 Эксплуатация кабельных линий 11.4.1 Надежная, долговечная и безопасная работа кабельных линий (КЛ) может быть обеспечена при условии соблюдения технологии монтажных работ и требований технической эксплуатации. С этой целью эксплуатирующая организация должна осуществлять технический надзор за производством работ при прокладке и монтаже кабелей, а в процессе эксплуатации регулярно проводить осмотры трасс и состояния кабелей, профилактические испытания и измерения. Основная задача этих работ — исключение отказов и повреждений и, тем самым, предупреждение аварий кабельных линий. Периодические осмотры и испытания кабельных линий на поверхности проводят в сроки и в объемах, регламентируемых ПТЭ. В кабельных сооружениях систематически контролируют тепловой режим работы кабеля, температуру воздуха и работу вентиляционных устройств. Температура воздуха в них не должна превышать температуру наружного воздуха, более чем на 10° С. Вероятность повреждения кабеля возрастает при раскопке кабельных трасс и земляных работах. Поэтому эксплуатирующая организация обеспечивает надзор за сохранностью кабелей во время ведения этих работ. 11.4.2 Испытания и определение мест повреждения в кабельных линиях. После ремонтных работ и в процессе эксплуатации периодически кабели подвергают профилактическим испытаниям. К основным видам испытаний относятся: определение целостности жил и фазировки; измерение сопротивления изоляции и испытания повышенным напряжением; определение сопротивления заземлений; измерение блуждающих токов и определение химической коррозии; измерение нагрузки и температуры; контроль осушения вертикальных участков КЛ; проверка 73 срабатывания защиты линии до 1000 В с заземленной нейтралью. Объем и сроки испытаний КЛ определяются ее назначением и напряжением, марками кабелей и другими факторами. Повреждения кабельных линий носят различный характер и могут быть подразделены на следующие виды: замыкание одной токоведущей жилы на землю; замыкание (у неэкранированных кабелей) между двумя или тремя жилами, в том числе с замыканием на землю; заплывающий пробой изоляции одной жилы на землю или жил между собой; обрыв одной, двух или трех жил без заземления или с заземлением. Для определения места повреждения наибольшее распространение получили следующие методы: абсолютные — индукционный и акустический и относительные — импульсный, колебательного разряда, петлевой и емкостный. На эффективность определения места повреждения существенное влияние оказывает величина переходного сопротивления в месте повреждения. Снижение ее до требуемого значения осуществляется путем прожигания с помощью специальных установок. После определения места и обнаружения повреждения непосредственно на кабеле приступают к его ремонту. Вначале вырезают поврежденное место, испытывают изоляцию оставшихся отрезков кабеля. При удовлетворительных результатах испытания бронированные кабели соединяют с помощью муфты. Ремонт гибких кабелей выполняют на поверхности способом горячей вулканизации. В шахте соединение гибких кабелей длиной не менее 100 м допускается с помощью соединителей напряжения СНВ. Ремонт оболочек гибких кабелей с повреждениями в виде вырывов или порезов, а также сквозные повреждения оболочки длиной не более 150 мм производят переносными вулканизаторами ВИШ-2 на напряжение 127 В. После ремонта кабель должен быть осмотрен и испытан. Контрольные вопросы 1. Какие меры принимают для исключения отказов ВЛ? 2. Основные причины отказов ВЛ. 3. Сроки и объемы осмотров и испытаний ВЛ. 4. Основные причины отказов кабелей. 5. Порядок осмотра и испытания кабельных линий. 6. Средства для отыскания повреждения кабелей. 74 12 Управление эксплуатацией и ремонтом электрооборудования трансформаторных подстанций, распределительных устройств и линий электропередачи План лекции: 12.1 Общие сведения об управлении эксплуатацией и ремонтом 12.2 Программно-целевое управление техническим обслуживанием и ремонтом 12.3 Планирование технического обслуживания и ремонта 12.4 Техническая диагностика 12.5 Управление эксплуатацией и ремонтом трансформаторных подстанций и распределительных устройств 12.6 Общие сведения об автоматизированной системе управления и ремонтом 12.7 Этапы управления техническим обслуживанием и ремонтом 12.8 Автоматизированная система управления ремонтом на специализированных предприятиях 12.1 Общие сведения об управлении эксплуатацией и ремонтом Развитие современного электрооборудования характеризуется значительным увеличением его сложности и возрастанием функциональных возможностей, что ведет к снижению надежности его функционирования. Это обстоятельство предопределяет необходимость разработки научных основ эксплуатации. Они базируются на теории надежности, массового обслуживания, управления производством, эргономики и решают задачи использования по назначению с требуемым эффектом, приведения системы в рабочее состояние и поддержание ее в этом состоянии, определение влияния среды на технические характеристики изделий и действия обслуживающего персонала в различных режимах эксплуатации. При использовании по назначению изделие может находиться под нагрузкой и выполнять основные функции, а также в режиме ожидания под напряжением или в обесточенном состоянии. Трудоемкость, частота и длительность ТО и Р определяются в значительной степени безотказностью, ремонтопригодностью и долговечностью объекта. Правильное и рациональное управление ТО и Р может быть осуществлено только при их количественной оценке. Для этого применяют показатели, представляющие собой количественную характеристику одного или нескольких свойств ТО и Р. Значение этих показателей, как правило, определяют по результатам эксплуатации. Основной особенностью такой оценки является вероятностно-статистический подход к их определению. Достоверность и точность этих показателей в значительной степени зависят от числа полученных данных. При ограниченном числе данных определяют доверительные интервалы, степень рассеивания и др. Средняя продолжительность ТО (Р) зависит от конструктивных особенностей 75 электроустановок и электрооборудования (Э и Э), квалификации обслуживающего персонала и уровня организации работ. 12.2 Программно-целевое управление техническим обслуживанием и ремонтом В процессе эксплуатации техническое состояние (ТС) Э и Э изменяется под воздействием различных эксплуатационных факторов. Нормальное функционирование Э и Э возможно только при определенных значениях показателей ТС, которые должны обеспечиваться в течение всего срока его службы. На практике используют два пути достижения нужных показателей: создание и изготовление высоконадежного электрооборудования, сохраняющего практически неизменными свойства в течение требуемого срока службы; проведение ТО и Р, восстанавливающих заданные показатели Э и Э. Каждый из указанных путей не исключает, а дополняет один другого. Первый путь технически сложен и требует больших затрат. Основная задача управления ТО и Р — поддержание и восстановление показателей ТС в заданных пределах. Из всех способов управления в последние годы получил наибольшее развитие программно-целевой метод как наиболее эффективный. В основе этого метода лежит системный (комплексный) подход, базирующийся на основных концепциях теории управления: выбор показателей: оптимизация или нормирование; определение нормируемых значений и планирование; контроль, учет и анализ. В соответствии с этими положениями конкретизируются основные этапы управления ТО и Р. Первый этап предусматривает определение конечной цели — ожидаемого результата с указанием количественных характеристик ТС. От правильного определения цели и частных задач во многом зависят и выбираемые средства. Причем, локальные цели и задачи должны увязываться с главной целью и целями более высокого ранга. Второй этап предусматривает получение информации о ТС Э и Э и об эксплуатационных факторах, действующих на электрооборудование, а также о наличии запасных частей, материалов, трудовых и материальных ресурсов и об организации материально-технического снабжения. Третий этап предусматривает построение «дерева целей», которое необходимо для увязки со средствами ее достижения. Построение «дерева целей» позволяет детализировать главную цель и подчинить ее достижению локальные цели. Четвертый этап предусматривает формирование альтернатив по устранению причин отказов и выбору наилучшего решения, т. е. разработку мероприятий и определение ресурсной обеспеченности каждого из них. На этом этапе принимают управляющие решения в соответствии с целями системы, полученной и обработанной информацией. 76 Пятый этап предусматривает доведение решения до исполнителей. На этом этапе важной является форма передачи решения, исключающая двоякое его толкование (смысла, сроков исполнения и др.). Наиболее целесообразная форма — норматив, обеспечивающий эффективное управление, а также количественный и качественный контроль его выполнения. Шестой этап предусматривает реализацию управляющего действия, например, строительство или реконструкцию производственной (ремонтной)- базы, введение новой системы морального и материального поощрения ремонтного и обслуживающего персонала, изменение количества и номенклатуры запасных частей и материалов или количества и квалификации ремонтного и обслуживающего персонала, введение новой технологии ремонта (например, агрегатно-узлового) и т. д. Седьмой этап предусматривает получение отклика (реакции) в виде новой порции информации (обратная связь), которую снова обрабатывают и анализируют, и на ее основе принимают новое решение или корректируют прежнее. Результатом выполнения всех этих этапов должна явиться целевая комплексная программа (ЦКП), представляющая собой комплекс мероприятий, обеспечивающих решение главной проблемы — достижение поставленной цели. Программно-целевой метод управления по всем параметрам превосходит существующий, так называемый, реактивный метод, при котором планирование осуществляется перед началом или в процессе действия, решения принимаются без анализа возможных альтернатив и часто меняются, являясь реакцией на текущие события. При управлении ТО и Р используют разнообразный математический аппарат, чаще всего — теорию надежности, теорию вероятностей и математическую статистику, теорию информации. С помощью теории вероятностей описывают вероятностные характеристики Э и Э, влияние эксплуатационных факторов, целевые функции. В последние годы стали использовать статистическое моделирование, которое в комплексе с динамическим программированием значительно расширяет возможности теоретических исследований процесса обслуживания Э и Э. Метод динамического программирования позволяет оценить влияние отдельных факторов на критерий оптимизации и установить их значение, соответствующие оптимуму критерия, а также избежать аналитического представления процессов ТО и Р, расширить возможности учета влияния эксплуатационных факторов. Отыскание оптимума целевой функции по выбранному критерию, в качестве которого чаще всего используется эффективность, стоимость, готовность, коэффициент простоя, осуществляется часто аналитическим путем. Этот метод очень часто используют в задачах оптимизации периодичности ТО и Р. Реже применяется линейное программирование, позволяющее по принятому критерию найти также оптимум целевой функции. 77 12.3 Планирование технического обслуживания и ремонта Технический прогресс сопровождается ростом значения ТО и Р. В настоящее время практически в каждой отрасли народного хозяйства существует своя система ТО и Р. Одновременно ведутся работы по созданию единой системы плановопредупредительного обслуживания и ремонта. При всем различии систем ТО и Р, представляющих собой комплекс организационных и технических мероприятий по обслуживанию и ремонту оборудования, они решают следующие единые задачи по обеспечению готовности оборудования при минимальных затратах: поддержание оборудования в работоспособном состоянии и предотвращение неожиданного выхода его из строя; рациональную организацию ТО и Р; увеличение коэффициента технического использования оборудования за счет повышения качества ТО и Р и уменьшения простоя в ремонте; возможность выполнения ремонтных работ по заранее согласованному графику; своевременную подготовку необходимых запасных частей и материалов. Обычно система ТО и Р сочетает техническое обслуживание и плановопредупредительные ремонты (ППР). ППР может проводиться по методу планово-периодического ремонта и ремонта по техническому состоянию. Сущность планово-периодического ремонта заключается в том, что все виды ремонта планируются и выполняются в строго установленные ремонтными нормативами сроки. Сущность ремонта по ТС заключатся в том, что все виды и сроки ремонта устанавливаются в зависимости от ТС оборудования, определяемого во время проведения периодического ТО. На выбор того или иного метода ремонта оказывают влияние различные факторы, но главными из них оказываются назначение оборудования (плановопериодический ремонт чаще всего применяется для основного оборудования, т. е. такого, выход из строя которого приводит к остановке всей технологической линии), условия эксплуатации и виды отказов и повреждений. Рассматривая всю совокупность наиболее типичных отказов и повреждений, их можно разделить на две большие группы: профилактируемые, которые возможно предвидеть и предотвращать профилактическим обслуживанием и ремонтом; непрофилактируемые, которые не имеют предварительных симптомов проявления и возникают внезапно (внезапные отказы). Ежесменное ТО является основным профилактическим мероприятием, призванным обеспечить надежную работу оборудования между ремонтами. Ежесменное ТО приводится, как правило, без вскрытия корпусов Э и Э и остановки технологического процесса. Выявленные дефекты и неисправности должны устраняться в возможно короткие сроки силами технологического и дежурного ремонтного персонала смены и фиксироваться в сменном журнале, который является первичным документом, отражающим ТС и работоспособность действующего оборудования, и служит для контроля работы дежурного ремонтного персонала. Периодическое ТО — это техническое обслуживание, выполняемое с учетом 78 установленных в эксплуатационной документации значений наработки или через установленные интервалы времени. Определение периодичности ТО осуществляется методами, изложенными выше. Чаще всего периодическое ТО бывает еженедельным, ежемесячным, ежеквартальным, полугодовым и годовым. Текущий ремонт — это ремонт, выполняемый для обеспечения или восстановления работоспособности оборудования и состоящий в замене или восстановлении его отдельных узлов и деталей. Типовой перечень работ, подлежащий выполнению при текущем ремонте конкретного вида электрооборудования, составляется руководителем ремонтного подразделения, утверждается руководителем инженерных служб предприятия и является обязательным приложением к ремонтному журналу. Капитальный ремонт (КР)—это ремонт, выполняемый для восстановления исправности и полного или близкого к полному восстановлению ресурса оборудования с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые. Подробный перечень работ, который необходимо выполнить во время КР конкретного вида оборудования, устанавливается в ведомости дефектов, которую необходимо составлять для каждого вида или группы электрооборудования. По принципу организации ремонтная служба может быть централизованной, децентрализованной и смешанной. При централизованной системе ТО и Р всего оборудования выполняются силами ремонтного предприятия или энергомеханического отдела (ЭМО) предприятия. Весь ремонтный персонал выведен из состава технологических участков в ЭМО, в котором создаются бригады, специализированные по видам ремонта, и группы по межремонтному обслуживанию оборудования. При децентрализованной системе все виды ремонта проводятся силами технологических участков. При смешанной системе организации ремонтной службы ремонт выполняется как силами ЭМО (ремонтным предприятием), так и силами технологических участков. При этом на ремонтном предприятии осуществляются капитальный ремонт и изготовление запасных частей. При организации ремонта различают узловой и поагрегатный методы ремонта. Узловой метод ремонта — замена отказавших (изношенных) узлов новыми или заранее отремонтированными запасными узлами. Поагрегатный метод ремонта предполагает замену агрегата новым или заранее отремонтированным. 12.4 Техническая диагностика Положенные в основу планирования сроков ТО и Р средние величины межремонтных периодов и осмотров упрощают планирование, но имеют один существенный недостаток — не дают объективной оценки потребности в ремонте данной конкретной единицы электрооборудования. Диагностика периодически может осуществляться визуально и инструментально в порядке ТО, при осмотрах, проверках, испытаниях, при производстве ремонтов. При этом определяются соответствие паспорту и техническим усло- 79 виям выходных параметров, необходимость их регулировки, целостность, степень износа, потребность в замене сменных запасных частей, узлов и комплектующих изделий, уточняются сроки и объем различных операций регламентированного ТО и Р. Более широко решает задачи контроля ТС Э и Э постоянная диагностика. Ее разработка и применение необходимы в первую очередь для наиболее ответственного и наименее доступного для осмотра и замеров электрооборудования. Постоянная диагностика требует, как правило, разработки специальной аппаратуры с комплексом датчиков, осуществляющих контроль различных параметров, характеризующих ТС, с выводом сигналов на показывающие, сигнализирующие, регистрирующие приборы, а при необходимости — и на отключающие электрооборудование устройства. Разработке и внедрению диагностических методов контроля за ТС электрооборудования должны предшествовать такие основные этапы: анализ причин отказов и нестабильности параметров и характеристик Э и Э, а также разработка программ технической диагностики, полностью характеризующих ТС данного электрооборудования и его параметров на момент проверки; определение оптимального алгоритма диагностирования, который, как правило, предусматривает такие последовательно выполняемые операции, как контроль узлов с наибольшей вероятностью отказов и малой трудоемкостью диагностирования; измерение основных параметров, характеризующих общее ТС данной единицы электрооборудования; поэлементное диагностирование в случае выхода измеренных значений основных параметров за допустимые пределы или при достижении ими значений, близких к граничным; прогнозирование остаточного ресурса; оценка необходимости и экономической целесообразности в дискретном или непрерывном контроле; выявление возможности использования имеющейся стандартной или необходимости разработки специальной контрольно-измерительной аппаратуры для создания диагностического комплекса для каждого вида электрооборудования; выявление возможности создания универсальной диагностической аппаратуры для осуществления контроля за ТС различных видов или типоразмеров оборудования и для пооперационных и приемно-сдаточных испытаний с целью оценки качества ППР; регламентация периодичности дискретного диагностического контроля и введение его в качестве операций регламентированного ТО в систему ППР. При оценке ТС оборудования используются различные диагностические методы: виброакустический, магнитоэлектрический, тепловой, спектрографический, анализ масел и др. Используются также методы измерения и анализа переходных процессов и режимов, фиксация фактических и допустимых пределов отклонения параметров. Очень перспективно создание устройств, позволяющих прогнозировать остаточный ресурс. Дополнение системы ППР технической диагностикой позволяет получить экономию рабочей силы, материалов и денежных средств за счет исключения трудоемких операций разработки и сборки оборудования для оценки его ТС и увеличения межремонтной наработки, снижения длительности простоев как за счет уменьшения 80 продолжительности ТО, так и за счет снижения числа отказов Э и Э, повышения экономических показателей работы за счет контроля и поддержания технических параметров на оптимальном уровне, снижения в ряде случаев необходимого объема ремонтных работ по сравнению с типовым объемом. Существенно сокращает длительность ремонтов оптимизация поиска отказавших элементов. При этом оптимизацию можно проводить различными методами: поэлементных проверок; групповых проверок; логического анализа симптомов отказа. Каждый метод позволяет получить оптимальную программу поиска только в конкретной ситуации. Так, первые два метода эффективны при низкой квалификации обслуживающего персонала; последний метод, когда эксплуатационный персонал в совершенстве знает эксплуатируемое оборудование и каждый симптом отказа (видимое проявление отклонений параметров ТС от норм, а также изменение этих параметров во времени) позволяет получить максимум информации об отказавшем элементе. В идеальном для диагностического процесса случае каждому элементу соответствует только один, ему присущий, отказ, появление которого указывает однозначно на отказ элемента. Однако на практике отказы различных элементов могут иметь один и тот же симптом, а отказ одного и того же элемента — различные симптомы. Если комплексы симптомов не совпадают ни для каких двух элементов, то диагностическая задача решается однозначно. В противном случае необходимо использовать информацию, получаемую в результате дополнительных испытаний. Иногда для упрощения поиска отказавшего элемента по симптомам используют поисковые схемы, которые составляются заранее с помощью математической логики на основании анализа возможных отказов Э и Э и наблюдаемых при этом симптомов. Преимущество метода поиска отказавших элементов по симптомам — принципиальная возможность его использования в системах любой сложности; недостатки — его малая разрешающая способность, так как при большом числе элементов их отказам сопутствуют мало отличающиеся симптомы. Кроме того, этот метод не дает последовательности проверок для обнаружения любого отказа. 12.5 Управление эксплуатацией и ремонтом трансформаторных подстанций и распределительных устройств Контроль режимов работы и температуры. Для нормальной, экономичной и безотказной работы большое значение имеет соблюдение допустимых режимов работы по потребляемой мощности и токам нагрузки, уровню напряжения и температуры. На ТП и РУ с постоянным дежурным персоналом контроль за нагрузкой трансформаторов и отдельных присоединений осуществляют каждый час с записью в журнале нагрузок. При отсутствии персонала нагрузку электрооборудования определяют по показаниям счетчика и путем специальных замеров в часы максимума загрузки. 81 Важное значение имеет контроль температуры контактных соединений и масла в масляных выключателях и трансформаторах. Причинами повышенного нагрева могут быть перегрузки, ухудшение охлаждения, нарушение контактных соединений, возникшие неисправности электрооборудования. При изменении температуры масла изменяется его вязкость: при повышении температуры она уменьшается, при снижении — повышается, что оказывает существенное влияние на время отключения выключателя. По температуре масла можно также судить об исправности контактного узла: при плохом контакте его температура повышается. Температура масла в выключателях должна контролироваться с периодичностью, устанавливаемой ПТЭ. Техническое обслуживание предусматривает: надзор и уход за электрооборудованием; устранение возникающих отказов и неисправностей; своевременное проведение ревизий, наладок и профилактических испытаний. Для своевременного выявления неисправности и предупреждения аварии электрооборудование ТП и РУ подвергают внешним осмотрам. Их выполняют без снятия или со снятием напряжения и одновременным проведением ремонта. Сроки проведения ремонта РУ и отдельных видов электрооборудования зависят от их типа и назначения. Сроки осмотров без отключения установлены ПТЭ. 12.6 Общие сведения об автоматизированной системе управления и ремонтом Совершенствование эксплуатации и ремонта должно основываться на системном подходе к анализу эффективности и к управлению эксплуатацией с использованием ЭВМ на базе создания автоматизированных систем управления (АСУ) ТО и Р. Разработка АСУ предусматривает создание технической базы; математического обеспечения, состоящего из системы программ для решения задач, и информационного массива, содержащего перечень всех мероприятий планирования и организации процесса ТО и Р. Создание информационной базы — первый этап разработки АСУ. Узловые вопросы, из которых складывается решение задачи создания АСУ ТО и Р, следующие: установление характеристик процесса обслуживания и факторов, влияющих на него; формализация процесса обслуживания и построение его модели, определение цели и критериев для оценки эффективности функционирования АСУ; прогнозирование последствий и планирование мероприятий по управлению ТО и Р, в том числе определение последовательности их проведения, распределение ресурсов и т. д.; синтез структуры АСУ — установление иерархической структуры, определение информационных потоков в АСУ, обеспечение ее надежности. При создании АСУ строится иерархия подцелей системы, в которой каждая цель высокого уровня преобразуется в совокупность подцелей более низкого уровня. При выборе целей и критериев оценки эффективности АСУ широко используют метод экспертной оценки. АСУ ТО и Р может быть жесткой и гибкой. В первом случае обработка в каж- 82 дом звене осуществляется по определенному алгоритму, во втором — выбор решения в каждом звене проводится самостоятельно. Как правило, в каждой АСУ имеется обратная связь, которая устанавливает расхождение выходных показателей процесса ТО и Р с заданными и изменяет управляющее воздействие. АСУ ТО и Р предусматривает: орган управления, систему информации, модель процесса обслуживания, блоки формирования, прогнозирования, разработки планов и оценки состояния обслуживания. Составной частью управления ТО и Р является задача организации обслуживания, которая заключается в оптимизации технологии работ и распределении потребных ресурсов. Цели решения задачи: определение оптимальной последовательности работ, минимизирующей общую продолжительность обслуживания; оценка времени неработоспособности Э и Э при обслуживании, типизация технологии работ обслуживания на основе классификации оборудования и анализа причинноследственных связей технологии работ; оптимальное распределение ресурсов для обеспечения качества обслуживания при их минимальном расходе. В задачу управления ТО и Р входит поддержание установленных показателей качества, основанных на статистическом методе регулирования и контроля. Исходные данные для решения — массивы наименований контролируемых работ, их показатели и нормативы их значений. Контроль — составная часть деятельности всех уровней управления. Причем каждый уровень решает эту задачу для себя, а также для представления информации высшему и низшему уровням управления. Таким образом, АСУ ТО и Р состоит из отдельных моделей: планирования, организации и контроля качества обслуживания. Математической основой этих моделей служат зависимости, которые определяют закономерности изменения показателей обслуживания. Обобщенный показатель качества, по которому ведется управление, называют критерием управления. Этот критерий должен давать интегральную оценку и количественно выражать качество ТО и Р, а также учитывать затраты труда на обслуживание. В свете этих требований критерии управления ТО и Р имеют комплексный технико-экономический характер. 12.7 Этапы управления техническим обслуживанием и ремонтом Управление ТО и Р предполагает анализ закономерностей изменения качества обслуживания. Для установления этих закономерностей наиболее часто используют корреляционно-регрессионный анализ. В качестве выходного переменного показателя принимают интегральный показатель, а в качестве входных переменных показателей рассматривают различные технико-экономические показатели. Использование корреляционно-регрессионного анализа для решения задачи управления ТО и Р можно представить в виде следующих этапов: выбор, определение характеристик и технико-экономическое описание факторов, влияющих на качество обслуживания; описание условий, при которых данные о процессе обслужива- 83 ния можно отнести к однородной совокупности; сбор и обработка данных о показателях обслуживания; исследование результатов и построение общей модели корреляционно-регрессионного анализа управления ТО и Р; расчет входных значений показателей обслуживания, составляющих уравнение регрессии; оценка точности регрессионной зависимости, описывающей процесс обслуживания, и интерпретация полученных уравнений регрессии. Обязательное условие функционирования системы управления ТО и Р — информационное обеспечение, которое предусматривает требуемые и фактические значения показателей качества обслуживания, сведения о факторах, влияющих на качество обслуживания, методы сбора и обработки информации и технические средства для работы с информацией. Выбор для информационного обеспечения оптимального состава показателей качества обслуживания и влияющих на них факторов есть многоэкстремальная задача со множеством переменных. При ограниченном числе факторов выделить наиболее важные показатели и факторы можно с помощью рассмотренного выше корреляционно-регрессионного анализа. При значительном количестве показателей и факторов может быть использован более простой экспертный метод. который широко применяется для оценки качества технологических операций. С помощью экспертов можно составить условную большую шкалу оценки значения (важности) показателей качества обслуживания и влияющих факторов. Необходимые для управления данные по показателям и факторам обычно предусматривают характеристики их важности, единицы измерения, допустимые изменения и заданные значения. 12.8 Автоматизированная система управления ремонтом на специализированных предприятиях Остановимся на некоторых аспектах создания АСУ ремонтом Э и Э на специализированных ремонтных предприятиях. Так как происходит непрерывный процесс усложнения Э и Э, то ремонт такого оборудования требует высокого профессионального мастерства, сложного и точного оборудования и оснастки, большого числа деталей, материалов и т. д. Сложность конструкции Э и Э вызывает резкое увеличение производственных связей как внутри ремонтного предприятия, так и с другими предприятиями. При этом объем информации возрастает настолько, что необходимо применять автоматизированные системы сбора, передачи информации, ее обработки и анализа результатов для принятия управленческих решений. Управление здесь возможно на уровнях диагностирования, прогнозирования ТС и ремонта Э и Э. На первом уровне решаются задачи получения информации о ТС поступающих в капитальный ремонт Э и Э, задачи синтезирования этой информации в целях уменьшения погрешности косвенного измерения параметров ТС, сравнения полученных значений с допускаемыми величинами. Кроме того, определяется остаточный ресурс узлов и электрооборудования в целом и подготовляется решение о виде, 84 объеме и сроке ремонта Э и Э. На втором уровне собирается и анализируется информация о процессе ремонта, качестве его выполнения и принимается решение по поддержанию и совершенствованию технологии ремонта. Контрольные вопросы 1. Основные этапы технической эксплуатации. 2. Показатели, характеризующие ТО и Р, и их количественная оценка. 3. Физический смысл показателей ТО и Р. 4. Дайте сравнительную оценку программно-целевого и реактивного методов управления ТО и Р. 5. Основные этапы управления ТО и Р при программно-целевом методе. 6. Дайте сравнительную оценку стратегий 1 и II— планирования ТО и Р. 7. Дайте сравнительную оценку методов определения периодичности ТО и Р. 8. Основные виды ТО электрооборудования и их характерные особенности. 9. Основные виды ремонтов электрооборудования. 10. Оптимизация поиска отказавших элементов. 11. Основные этапы разработки АСУ ТО и Р. 12. Основные аспекты АСУ ремонтом электрооборудования на специализированных предприятиях. 13. Укажите входные и выходные документы системы планирования ТО и Р. 85 13 Эксплуатация силовых трансформаторов Трансформаторы. При осмотре трансформаторов проверяют: состояние кожухов, фланцевых соединений маслопроводов системы охлаждения, бака и других частей, отсутствие течи масла и механических повреждений; исправность действия системы охлаждения, масло-сборных устройств и нагрев трансформаторов; наличие масла в масло-наполненных вводах и уровень масла в расширителе, который должен соответствовать температурной отметке; целостность и исправность измерительных приборов (манометров, термосигнализаторов и термометров) и их показания, а также маслоуказателей, газовых реле и т. п.; состояние маслоочистительных устройств и непрерывной регенерации масла, термосифонных фильтров и влагопоглощающих патронов; исправность устройств сигнализации и пробивных предохранителей; состояние изоляторов (отсутствие трещин, сколов фарфора, загрязнение и т. п.) и ошиновки кабеля; отсутствие нагрева контактных соединений; отсутствие постороннего шума. При обнаружении сильного неравномерного шума и потрескивания внутри трансформатора, возрастающего нагрева при нормальных нагрузке и охлаждении, выброса масла из расширителя, понижения уровня масла ниже установленного трансформатор необходимо отключить. 86 14 Текущий ремонт и проверка электрических аппаратов Выключатели. При визуальном осмотре выключателей устанавливают действительное положение (отключенное или включенное) выключателя, целостность изоляторов и тяг, отсутствие течи и выброса масла, соответствие его уровня допустимому значению по шкале указателя уровня. В воздушных выключателях проверяют также целостность дугогасительных систем, резиновых прокладок в соединениях изоляторов, дугогасительных камер и т. д. При осмотрах и обслуживании приводов производят их очистку от пыли и грязи, проверяют надежность креплений шарнирных соединений, состояние контактов и пружин, состояние поверхностей защелок кулачков, зацепления собачек. Важное значение в работе привода имеет смазка трущихся частей или элементов. Разъединители. При осмотре особое внимание уделяют состоянию их контактных соединений и изоляции этих аппаратов. При обнаружении цветов побежалости на поверхности контактов проверяют температуру их нагрева с помощью термосвечей или электротермометра. При превышении допустимой температуры разъединители выводят в ремонт. Реакторы. При осмотре проверяют состояние бетонных колонок и крепления в них анкерных болтов. На колонках не допускаются трещины, сколы, нарушения лакового покрова. Небольшие трещины заделывают асфальтовым лаком, а большие — чистым цементным раствором. Фарфоровые изоляторы не должны иметь сколов, трещин, нарушений армировки, изоляции витков обмоток. Конденсаторные установки. Осмотр конденсаторных установок выполняют не реже 1 раза в 1 мес для установок мощностью менее 500 квар и не реже 1 раза в декаду — для установок выше 500 квар. Во время осмотров проверяют: состояние изоляторов; температуру окружающего воздуха; отсутствие вспучивания корпусов конденсаторов и следов вытекания пропитывающей жидкости; целостность плавких вставок у предохранителей; значение тока и равномерность нагрузки отдельных фаз батареи; исправность цепи разрядного устройства; наличие и исправность средств защиты, блокировок; значение напряжения на шинах конденсаторной установки. Эксплуатацию конденсаторной установки прекращают в следующих случаях: при повышении напряжения более 110% от номинального; превышении температуры окружающего воздуха выше допустимой для конденсаторов данного типа; при вспучивании стенок конденсатора более 10 мм; течи пропиточной жидкости; повреждении изоляторов; увеличении тока батареи более чем на 30% номинального значения и неравномерности нагрузки фаз более 10% среднего значения тока. Конденсаторы после отключения сохраняют опасный для людей заряд. Поэтому к конденсаторам присоединяют разрядные устройства. В установках выше 1000 В между резисторами и конденсаторами не должно быть коммутационных аппаратов. Перед отключением конденсаторной установки каждый раз проверяют исправность разрядного устройства. При выполнении работ с прикосновением к конденсаторам 87 независимо от разрядного устройства производят их контрольный разряд металлическим стержнем, надежно закрепленным на изолирующей штанге. Повторное включение конденсаторной батареи может быть произведено не ранее, чем через 5 мин при напряжении выше 660 В и не ранее чем через 1 мин при более низком напряжении. Во время осмотра проверяют состояние корпусов аккумуляторов и качество межэлементных соединений (отсутствие вмятин, трещин, сколов и т. п.); уровень электролита. Пластины в элементах должны быть покрыты электролитом на 10—15 мм выше верхнего края пластин, чтобы не происходило сульфатации (белого налета), коробления и короткого замыкания. В стеклянных сосудах следят за уровнем шлама — расстояние между нижним краем пластин и шламом должно быть не менее 10 мм. Напряжение, плотность и температуру электролита каждого элемента батареи измеряют не реже 1 раза в 1 мес. При измерении напряжения следят за тем, чтобы в батарее было не более 5% отстающих элементов, напряжение которых в конце разряда отличается более чем на 1—1,5% от среднего напряжения. Плотность и температура электролита в конце заряда и разряда должны соответствовать заводским данным. Эти устройства должны обеспечивать высокую надежность и безопасность, достаточную чувствительность и быстроту действия, избирательность (селективность) действия и помехоустойчивость. Осмотр и периодическую проверку действия (срабатывания) этих устройств выполняют специализированные организации или подготовленный оперативный персонал в соответствии со специальными или местными инструкциями. Реле и устройства защиты, автоматики и телемеханики должны быть опломбированы, вскрывать их разрешается только специально назначенному персоналу. При осмотрах особое внимание обращают на соответствие уставок, наличие оперативного тока, состояние контактов выходных реле, правильность положения переключающих устройств в соответствии со схемами и режимами работы электрооборудования, наличие пломб и др. Проверку действия устройств защитного отключения проводят не реже 1 раза в квартал. Эксплуатация трансформаторного масла. Надежность работы маслонаполненного электрооборудования в значительной степени определяется хорошим качеством трансформаторного масла. Его оценивают предельно допустимыми показателями, характеризующими: пробивное напряжение; содержание механических примесей, взвешенного угля, водорастворимых кислот и щелочей; снижение температуры вспышки; тангенс угла диэлектрических потерь; влаго- и газосодержание; кислотное число; вязкость и др. В процессе эксплуатации электрооборудования трансформаторное масло теряет свои первоначальные свойства. Под влиянием кислорода воздуха масло окисляется, чему способствуют высокая температура и солнечный свет. Повышение кислотности оказывает отрицательное влияние на разрушение изоляции и служит катализатором дальнейшего окисления масла. По мере старения масла увеличиваются его плотность, вязкость, количество механических примесей и т. д. В результате увели- 88 чения вязкости ухудшается циркуляция масла, что затрудняет охлаждение электрооборудования. Наличие механических примесей может вызвать короткое замыкание между токоведущими частями. Ухудшение химических и механических свойств масла приводит к снижению пробивного напряжения и к повышению диэлектрических потерь в масле. С целью сохранения качества и свойств трансформаторного масла важное значение имеет непрерывное удаление продуктов его старения. Для этого в трансформаторах проводят непрерывную автоматическую регенерацию масла, которая заключается в циркуляции масла через адсорбент (силикагель), обладающий свойством поглощать из масла продукты его старения и воду. В результате применения регенерации замедляются процессы старения масла и происходит непрерывное восстановление его качества. Непрерывную регенерацию масла осуществляют путем установки на трансформаторах термосифонных фильтров, заполненных силикагелем. Повышению стабильности способствует также применение трансформаторного масла с присадкой к ним антиокислителей, азотной защиты и др. В процессе эксплуатации проводят испытание трансформаторного масла в сроки и объемах, определяемых ПТЭ. В масляных выключателях испытания масла проводят после отключения короткого замыкания. У малообъемных выключателей масло не испытывают, а заменяют свежим после 3-кратного отключения короткого замыкания. Восстановлению трансформаторного масла производится одним из следующих способов: заменой силикагеля в адсорбных фильтрах; обработкой масла вакуумным сепаратором; обработкой масла гранулированным сорбентом и с помощью фильтра тонкой очистки. Контрольные вопросы 1. Какие меры применяют для поддержания ТП и РУ в работоспособном состоянии? 2. Порядок и объем работ при техническом обслуживании ТП и РУ. 3. Способы сохранения качества масла. Средства автоматизации. В процессе эксплуатации надежность средств автоматизации зависит от режимов и условий их применения, организации системы ТО и Р, квалификации технического персонала. Особенно вредное влияние на надежность СА оказывают механические воздействия, которые вызываются вибрацией, одиночными и многократными ударами, центробежными и акустическими нагрузками. Величина воздействия этих нагрузок на элемент может быть равна величине нагрузок на аппаратуру или меньше ее (если используются амортизационные устройства), а иногда и больше, если возникают резонансные явления. Поэтому при ТО и Р необходимо следить за снижением механических нагрузок за счет исключения резонансных эффектов путем ограничения верхней частоты вибрации частотой, равной половине резонансной частоты элемента. 89 В аппаратуре, подвергающейся воздействию механических нагрузок с большими ускорениями или в более широком диапазоне частот, чем допускается НТД на конкретный тип электрорадиодеталей, следует применять амортизационные устройства. При ТО и Р СА необходимо следить за тем, чтобы не нарушать защиту электрорадиодеталей от вредных внешних воздействий (повышенная влажность, запыленность и т. д.), которые отрицательно влияют на надежность аппаратуры автоматизации. При ТО и Р необходимо следить за обеспечением допустимых температур электрорадиодеталей, указанных в НТД для данного типа элементов. При ремонтах аппаратуры автоматизации необходимо обращать внимание на необходимость выполнения тренировки некоторых элементов. Периодичность и продолжительность тренировок указаны в НТД на эти элементы. Очень важно в процессе ТО и Р обнаруживать элементы, поставленные в аппаратуру в ненормальные условия работы. Необходимо производить оценку правильности применения электрорадиодеталей по механическим нагрузкам, климатическим условиям их эксплуатации, по электрическим и токовым режимам. Контрольные вопросы 1. Порядок и объем текущих к капитальных ремонтов СА. 2. Способы защиты СА от механических воздействий. Электроприводы. Прогрессивная система ТО и Р электроприводов должна базироваться на анализе парка электрооборудования, причин отказов, учете потерь из-за отказов и разработке на этой основе управляющих воздействий, направленных на совершенствование системы ТО и Р, качества ремонтов, повышения надежности и улучшения конструкции и принципиальных схем управления электроприводами. Обычно при эксплуатации оборудования выделяют три характерных периода его жизненного цикла: приработочный, нормальной эксплуатации, износа. В период приработки число отказов обычно велико вследствие появления скрытых дефектов при изготовлении и монтаже, приработке сопряженных поверхностей деталей, низкого качества комплектующих элементов. Снизить число приработочных отказов можно за счет улучшения качества изготовления, совершенствования методов контрольных испытаний, проведения тренировок (обкаток) на заводских стендах или на предприятиях перед монтажом. Период нормальной эксплуатации — наиболее продолжительный по сравнению с другими, для него характерна максимальная надежность Э и Э. Отказы, как правило, бывают внезапными и носят случайный характер: механические повреждения, работа на двух фазах, технологические перегрузки, аварии механизмов и т. д. В период износа наблюдается резкое снижение надежности оборудования, что обусловлено его изнашиванием и старением, особенно электрической изоляции, а 90 также коррозией рабочих поверхностей деталей и т. д. Обмотки — наиболее важная и сложная по условиям работы часть электрических машин и аппаратов. Выход обмоток из строя в большинстве случаев обусловлен повреждениями изоляции, на которую в процессе эксплуатации действуют электромагнитные силы, вибрация, температура, окружающая среда и другие факторы. Совместные действия перечисленных выше факторов приводят к необратимым процессам изменения структуры и химического состава, т. е. к старению изоляции. Кроме того, в изоляции могут иметься дефекты, возникающие как в процессе изготовления материалов, так и при изготовлении изоляционной конструкции. При укладке обмоток особенно часто повреждается витковая изоляция, что значительно сокращает срок их службы. Использование при укладке обмоток металлического инструмента часто приводит к продавливанию и прорезанию изоляционного слоя проводов. Резкие перегибы и растяжение обмоточного провода при намотке способствуют образованию в изоляции значительных механических напряжений, в результате чего возникают трещины, приводящие к развитию местных дефектов, и, как следствие, к отказам в виде пробоя межвитковой изоляции. При пусках и реверсировании на обмотки электрических, машин воздействуют большие электродинамические и механические усилия, обусловленные повышенными пусковыми токами. Под действием этих сил в изоляции возникают трещины, а также механические повреждения. Значительную опасность для изоляции обмоток электрических машин представляет вибрация, возникающая по следующим причинам: неуравновешенность вращающихся частей; изгиб вала; износ подшипников; обрыв стержней короткозамкнутых обмоток роторов; вибрация со стороны механизмов и т. д. Вибрация действует на протяжении всего периода работы электрических машин и приводит к потере электрической и механической прочности изоляции обмоточных проводов и компаунда. Вибрация может сократить срок службы изоляции в несколько раз. К износу витковой изоляции может приводить трение между витками и витков о корпусную изоляцию, возникающее в электрических машинах из-за разных коэффициентов теплового расширения меди обмоток и активной стали сердечников. Важнейшим фактором, определяющим срок службы изоляции, является температура нагрева. Таким образом, изоляция обмоток — наиболее слабый элемент конструкции электрических машин, что вызывает необходимость контролировать ее техническое состояние в процессе эксплуатации. Оценку ТС изоляции проводят путем измерения ее параметров специальными приборами. Однако наряду с измерениями, большое значение для оценки ТС имеет также внешний осмотр изоляции при разобранной электрической машине. При внешнем осмотре определяют ТС всех пазовых клиньев, бандажей крепления, лобовых частей обмоток и якорей, изоляции соединений между катушечными группами обмоток, между проводами обмоток и выводными концами, степень загрязнения обмоток. Признак перегрева проводов с эмалевой изоляцией — потемнение изоляции 91 витков или катушек. Для более полной оценки ТС обмоток электрических машин измеряют сопротивление обмоток постоянному току, сопротивление изоляции, токи утечки изоляции и т. д. Измерение сопротивления обмоток постоянному току позволяет выявлять обрывы в обмотках, дефекты в соединениях и другие повреждения. Сопротивление изоляции обмоток и других частей электрических машин измеряют мегомметрами с автономным питанием или питанием от электрической сети. В зависимости от вида дефекта электрическая машина подлежит текущему или капитальному ремонту. При увлажнении изоляцию обмоток сушат, а при загрязнении очищают. Обмотки электрических машин испытывают повышенным напряжением промышленной частоты перед вводом в эксплуатацию, а также при текущих и капитальных ремонтах. Основная цель таких испытаний — определение слабых мест изоляции. Изоляция считается выдержавшей испытания, если во время испытаний не наблюдались ее пробой, частичные разряды, появление дыма или газов, резкие колебания напряжения и увеличение тока через изоляцию. Один из критериев оценки ТС обмоток и деталей электрических машин — это температурный режим их работы. Перегрев отдельных мест станины электрических машин переменного тока свидетельствует о наличии межвиткового замыкания обмоток, а в электрических машинах постоянного тока — о замыкании обмоток на корпус в двух местах. Перегрев обмоток электрических машин может свидетельствовать о перегрузке, неправильном их соединении, о витковых замыканиях, неисправностях вентиляционных систем. Эксплуатация электрических машин с нарушенным тепловым режимом не допускается. Контрольные вопросы 1. Как влияет температура и влага на срок службы изоляции? 2. Перечислите методы оценки технического состояния изоляции обмоток. 3. Какие существуют методы диагностирования пазовой межфазной изоляции электрических машин? 92 15 Эксплуатация систем электрического освещения Эксплуатация и обслуживание осветительных установок заключается в своевременной чистке светильников, окон и световых проемов, в проведении планово-предупредительных ремонтов, замене перегоревших" ламп и других вышедших из строя комплектующих элементов световых приборов. Для осуществления этих операций используют соответствующие технические устройства, позволяющие осуществлять доступ к высоко расположенным световым приборам. При выполнении работ на высоте до 5 м широко используют лестницы-стремянки. На высоте до 9 м можно применять передвижные алюминиевые подмости, состоящие из четырех секций. При полностью выдвинутых секциях подъем настила четвертой секции составляет 8,3 м. Нижняя секция подмостей опирается на колеса, поэтому ее можно либо передвигать вручную (на короткие расстояния), либо буксировать. Доступ к светильникам может осуществляться с помощью грузоподъемных кранов, оборудованных приспособлениями для безопасного обслуживания. Для обслуживания осветительных приборов в высокопролетных производственных зданиях используют самоходную шарнирную двухсекционную вышку, снабженную на верхнем конце люлькой и предназначенную для работ на высоте до 19 м. При расположении светильников на высоте от 9 до 38 м для их обслуживания могут применяться автоподъемники. В производственных помещениях, оборудованных мостовыми кранами, участвующими в круглосуточном производственном процессе, а также в бескрановых пролетах, в которых доступ к осветительным приборам с помощью напольных и других передвижных средств невозможен или затруднен, применяются специальные стационарные мостики, выполняемые из несгораемых материалов. При подвеске светильников на тросах с опускными приспособлениями доступ к светильникам упрощается при некотором усложнении конструктивного исполнения осветительной сети. Для экономии электроэнергии большое значение имеет правильная эксплуатация осветительных установок. В процессе работы осветительные приборы загрязняются, что ухудшает освещенность помещений, а лампы снижают световую отдачу. Поэтому на предприятиях должны разрабатываться и выполняться планы и графики осмотров, чисток светильников и замены выработавших свой ресурс ламп. Четкое и своевременное выполнение указанных мероприятий позволяет уменьшить число включаемых ламп и тем самым снизить расход электроэнергии. Для люминесцентных ламп целесообразно применять групповой способ замены, при котором лампы заменяются по истечении примерно 80 % средней продолжительности горения, даже если они сохраняют работоспособность. Это способствует поддержанию требуемого уровня освещенности, особенно в помещениях со сложными зрительными работами. Исправные демонтированные лампы могут использоваться во вспомогательных помещениях. Групповой способ замены эффективен лишь для относительно недорогих источников света, какими являются люминесцентные лампы низкого давления. Лампы типа ДРЛ или ДРИ вследствие их большой стоимости целесообразно заменять индивидуальным способом. В процессе эксплуатации осветительных установок с газоразрядными лампами могут выходить из строя конденсаторы компенсированных ПРА. Это приводит к снижению коэффициента 93 мощности осветительных приборов, увеличению тока нагрузки и, следовательно, потерь электроэнергии в электрических сетях. Поэтому необходимо осуществлять регулярный контроль токовых нагрузок осветительных установок и при необходимости производить замену отказавших конденсаторов. Одним из условий рационального потребления электроэнергии является поддержание уровней напряжения в осветительной сети в допустимых пределах (0,95-1,05 Uном). При повышенном напряжении имеет место перерасход электроэнергии и значительное уменьшение средней продолжительности горения ламп. Снижение напряжения приводит к уменьшению их светового потока и потребляемой мощности. В связи с этим актуальным вопросом эксплуатации осветительных установок является систематический контроль уровня напряжения, подводимого к световым приборам. Важным вопросом эксплуатации, значение которого трудно переоценить, является очистка ламп светильников от пыли и грязи. Загрязнение светильников резко уменьшает их коэффициент полезного действия и ведет к искажению кривой силы света светильников определенных типов. Чистка светильников может производиться на месте их установки или на участке мойки и чистки светильников в мастерской. Примерно в половине случаев удаление загрязнений осуществляется сухой протиркой или обдуванием, в остальных случаях для этой цели применяется вода, моющие и другие средства очистки. Кроме очистки светильников в светотехнической мастерской должен производиться их текущий ремонт, включающий замену патронов, держателей стартеров и других элементов, а также проверка работоспособности пускорегулирующих аппаратов. В газоразрядных лампах содержится в небольшом количестве ртуть (в лампах типа ДРЛ - от 25 до 165 мг, а в люминесцентных лампах низкого давления - от 60 до 120 мг). Она имеется также в металлогало-генных лампах, натриевых лампах высокого давления и компактных люминесцентных лампах. Ртуть является одним из наиболее токсичных химических элементов. Она вызывает не только острые отравления, но и при относительно малых дозах накапливается в организме и может приводить к серьезным нарушениям психики человека и токсическим нарушениям функций жизненно важных органов человека (почек, печени, сердца и т. д.). Опасность ртути заключается в том, что она обладает высокой летучестью и может испаряться даже сквозь толстый слой воды. Естественно, что разбитые газоразрядные лампы являются источником ртутных загрязнений. Предельная концентрация в рабочей зоне паров ртути не должна превышать 0,01 мг/м3. Демеркуризация (извлечение ртути) [8] в пределах рабочей зоны включает в себя механическую очистку загрязненных мест от видимых шариков ртути, химическую обработку загрязненных поверхностей и влажную уборку с целью удаления продуктов реакции ртути с химическими веществами. Механическую очистку производят стеклянными ловушками, оснащенными резиновыми грушами. Мелкие капельки ртути с гладких поверхностей удаляют влажной фильтрованной или газетной бумагой. При попадании ртути в щели ее извлекают при помощи полосок или кисточек из белой жести, медной или латунной проволоки или других хорошо соединяющихся с ртутью металлов. Химическая обработка основана на окислении ртути. Одним из наиболее простых и надежных является метод, использующий взаимодействие ртути с 20 %-ным водным раствором хлорида железа. Поверхность, подлежащая обработке, обильно смачивают указанным раствором и несколько раз протирают щеткой, а затем оставляют до полного высыхания, после чего поверхность тщательно промывают мыльным 94 раствором, а затем чистой водой. При этом следует иметь в виду, что раствор хлорида железа вызывает сильную коррозию металла. Еще одной серьезной проблемой является утилизация отработавших и отбракованных газоразрядных ламп. Вывоз их на свалки или захоронение на специальных полигонах может вызвать ртутное заражение почвы и подземных вод. На сегодняшний день наиболее прогрессивным способом утилизации газоразрядных ламп является их централизованный сбор с последующей демеркуризацией на специальных установках. Список литературы 1. Акимова Н.А. Монтаж, техническая эксплуатация и ремонт электрического и электромеханического оборудования: учеб. пособие для студ. сред. проф. образования/ Н.А. Акимова, Н.Ф. Котеленец, Н.И.Сентюрихин; под общ. ред Н.Ф.Котеленца.- 6-е изд. стер.- М.: Издательский центр «Академия», 2009. 304 с. 2. Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю. Справочник по эксплуатации электроустановок промышленных предприятий.- 4-е изд., испр. И доп. - М.: Высшая школа, Изд. Центр «Академия», 2001. 248 с. 3. Справочник инженера по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электрических станций и сетей. Под редакцией А.Н. Назарычева — М.: «Инфра— Инженерия», 2006. 928 с. 1. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок.- М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2001. 192 с. 2. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей.- Москва: ИКЦ «МарТ», Ростов н/Д: Издательский центр «МарТ», 2006. 272 с. 3. Правила устройства электроустановок.- 6-е и 7-е изд. с изм. и доп.- Новосибирск: Сибирское университет. изд-во, 2007. 854 с.