Механизация и индустриализация электромонтажных работ

Под механизацией работ понимается замена ручного труда работой машин, широкое применение механизированных инструментов. Механизация подразделяется на комплексную, частичную и малую. При комплексной механизации все основные процессы выполняют машинами и механизированными инструментами. При частичной механизации машины заменяют ручной труд на отдельных видах работ. При малой механизации применяют инструменты, приспособления механизмы на отдельных операциях. На базе механизации с применением производительных и высокоэффективных механизмов и приспособлений осуществляется индустриализация электромонтажных работ.
К индустриализации работ относится совокупность мероприятий, направленных на сокращение сроков, повышение производительности труда, улучшение качества работ за счет выполнения электромонтажных работ вне строительной площадки — на заводах и монтажно-заготовительных участках. Уровень индустриализации работ характеризуется отношением объема работ, выполняемых индустриальными методами, ко всему объему работ. Уровень индустриализации имеет свой оптимальный предел, который зависит от вида сооружаемого объекта. Для электромонтажных работ оптимальный уровень индустриализации колеблется от 12 до 40%.
Внедрение индустриализации способствует созданию новых, более современных видов оборудования, отвечающих специфическим условиям работы. Повышается надежность и безопасность работы благодаря применению более современных схем и быстрой заменяемости панелей. Сокращается объем проектной документации и количество персонала. Повышается сохранность монтируемого оборудования, уменьшается объем строительства, сокращается продолжительность монтажа. На монтажно-заготовительных участках комплектуют электрооборудование и материалы, собирают одиночное оборудование в укрупненные блоки и монтажные узлы, изготовляют нестандартные монтажные изделия.
Монтаж электрооборудования обычно выполняют специализированные по видам работ звенья из 2..3 человек, из которых созданы бригады по 6...12 человек. Бригадиров и звеньевых назначают из числа более опытных электромонтажников. Бригадир несет ответственность За правильное, своевременное и высококачественное выполнение электромонтажных работ, а также за экономное и правильное расходование монтажных материалов и инструмента.

Ответ

 

Предохранители. Назначение предохранителей. Конструкция. Условия выбора предохранителей. ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ - это коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи посредством разрушения специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышающего определенное значение. Простота устройства и обслуживания, малые размеры, высокая отключающая способность, небольшая стоимость обеспечили очень широкое их применение. Предохранители низкого напряжения изготавливаются на токи от миллиампер до тысячи ампер и на напряжение до 660 В, а предохранители высокого напряжения – до 35 кВ и выше. Широкое применение предохранителей в самых различных областях народного хозяйства и в быту привело к многообразию их конструкций. Однако, несмотря на это, все они имеют следующие основные элементы: корпус; плавкую вставку; контактное присоединительное устройство; дугогасительное устройство или дугогасящую среду. Процесс срабатывания предохранителя делится на несколько стадий: нагревание вставки до температуры плавления, плавление и испарение вставки, возникновение и гашение электрической дуги с восстановлением изоляционных свойств образующегося изоляционного промежутка. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПРЕДОХРАНИТЕЛЯМ Времятоковая характеристика предохранителя (зависимость времени перегорания плавкой вставки от тока) должна проходить ниже, но возможно ближе к времятоковой характеристике защищаемого объекта (это важнейшая характеристика). Время срабатывания предохранителя при К.З. должно быть минимально возможным, особенно при защите полупроводниковых приборов. При К.З. в защищаемой цепи предохранители должны обеспечивать селективность (избирательность) защиты. Характеристики предохранителя должны быть стабильными, а технологический разброс их параметров не должен нарушать надежность защиты. В связи с возросшей мощностью уставок предохранители должны иметь высокую отключающую способность. Конструкция предохранителя должна обеспечивать возможность быстрой и удобной замены плавкой вставки при ее перегорании. Работа предохранителя протекает в двух резко отличных режимах: в нормальных условиях и в условиях перегрузок и коротких замыканий. В первом случае нагрев вставки имеет характер установившегося процесса, при котором вся выделяемая в ней теплота отдается в окружающую среду. При этом, кроме вставки нагреваются до установившейся температуры и все другие детали предохранителя. Эта температура не должна превышать допустимых значений. Ток, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы, называют номинальным током плавкой вставки. Он может быть отличным от номинального тока самого предохранителя. Обычно в один и тот же предохранитель можно вставлять плавкие вставки на различные номинальные токи. Номинальный ток предохранителя равен наибольшему из номинальных токов плавких вставок, предназначенных для данной конструкции предохранителя. Ток, при котором плавкая вставка сгорает при достижении установившейся температуры, называется пороговым (пограничным) током. Для того, чтобы предохранитель не срабатывал при номинальном токе, необходимо, чтобы >. С другой стороны, для лучшей защиты значение должно быть возможно ближе к номинальному. При токах, близких к пограничному, температура плавкой вставки должна приближаться к температуре плавления (происходит тепловое «старение» плавкой вставки, т.к. все детали предохранителя нагреваются до высоких температур). Чтобы достигнуть резкого сокращения времени плавления вставки с ростом тока, идут по следующим направлениям: в качестве материала плавкой вставки используют легкоплавкие металлы (цинк, олово, их сплавы); используют металлургический эффект. Он состоит в следующем: многие легкоплавкие металлы (олово, свинец и другие) в расплавленном состоянии способны растворять некоторые тугоплавкие металлы (медь, серебро и другие). Полученный таким образом раствор обладает иными характеристиками, чем исходные материалы (например, большим электрическим сопротивлением и пониженной температурой плавления). Например: на плавкую медную вставку tпл=1100 °С наносится шарик олова с tпл=232 °С. При прохождении тока по вставке оловянный шарик расплавляется и расплавляет медь. Этот способ применим только при тонких вставках, при возрастании диаметра влияние его резко снижается и практически не сказывается. придают плавкой вставке специальную форму. Вставки выполняют в виде пластинки с вырезами, уменьшающими ее сечение на отдельных участках. На этих суженых участках выделяется больше теплоты, чем на широких. При номинальном токе избыточная теплота вследствие теплопроводности материала вставки успевает распространиться к более широким частям и вся вставка имеет практически одну температуру. При перегрузках нагрев суженых участков идет быстрее, так как только часть теплоты успевает отводиться к широким участкам. Плавкая вставка плавится в одном самом горячем месте. При коротком замыкании нагрев суженых участков идет настолько интенсивно, что отводом теплоты практически можно пренебречь. Плавкая вставка перегорает одновременно во всех или нескольких суженых местах. НАГРЕВ ПЛАВКОЙ ВСТАВКИ ПРИ КЗ Если ток, проходящий через вставку, в 3-4 раза больше номинального, то практически процесс нагрева идет адиабатически, т.е. все тепло, выделяемое плавкой вставкой, идет на ее нагрев. Время нагрева вставки до температуры плавления определяется,где - постоянная, определяемая только свойствами материала и от размеров вставки не зависящая - плотность тока во вставке (отношение поперечного сечения вставки к току во вставке при К.З.) После того как часть плавкой вставки из твердого состояния перейдет в жидкое, ее удельное сопротивление резко увеличится (в десятки раз). Время перехода из твердого состояния в жидкое:, где - постоянная, зависящая от свойств материала (температуры плавления) Значения и можно найти в справочных таблицах. Основным параметром предохранителя при К.З. является предельный ток отключения – ток, который он может отключить при наибольшем рабочем напряжении. Полное время отключения цепи предохранителем (разрыв жидкометаллического мостика под действием электродинамических сил и образования дуги) равно: Время существования дуги зависит от конструкции предохранителя. Для предохранителей со вставкой, находящейся в воздухе: - коэффициент, учитывающий время горения дуги. В предохранителях с наполнителем - коэффициент, учитывающий время горения дуги предохранителя с наполнителем. За счет того, что в предохранителях используется металлургический эффект, вставки с перешейками, легкоплавкие материалы, добиваются того, что предохранитель отключает ток короткого замыкания еще до достижения установившегося значения (средства дугогашения гасят дугу за миллисекунды), т.е. имеется эффект токоограничения. Дуга образуется через время после начала КЗ, когда ток в цепи значительно меньше установившегося значения. ПО ПРИНЦИПУ УСТРОЙСТВА ПРЕДОХРАНИТЕЛИ МОЖНО РАЗДЕЛИТЬ НА СЛЕДУЮЩИЕ ВИДЫ: с открытой плавкой вставкой в воздухе; закрытые предохранители; предохранители с наполнителем (засыпные); инерционные; быстродействующие предохранители для защиты полупроводниковых приборов; жидкометаллические; блоки предохранитель - выключатель.
Билет 6

Ответ

Основным электрооборудованием подстанций являются: силовые трансформаторы, коммутационные аппараты, разъединители, изоляторы и шины распределительных устройств, измерительные трансформаторы

Силовые трансформаторы. Общие сведения о трансформаторах (назначение, основные номинальные данные, перегрузочная способность и т.д.) рассмотрены в § 4.3 данного конспекта.

Рассмотрим условия выбора мощности силовых трансформаторов (ГПП и цеховых):

- выбор трансформаторов ГПП производится по полной расчетной нагрузке S_р проектируемого объекта. На главной понизительной подстанции объекта устанавливают два трансформатора. В соответствии с существующей практикой проектирования мощность каждого трансформаторов на ГПП выбирают из условия его допустимой загрузки в нормальном режиме в пределах 65-70 % (коэффициент загрузки К_{з норм} = 0,65-0,70), т.е. по условию

 

, (7.1)

 

где S_{ном. т} – номинальная мощность трансформатора, принимаемая по справочным данным в соответствии с (7.1).

В послеаварийном режиме коэффициент перегрузки трансформаторов не должен превышать величины 1,4.

. (7.2)

- выбор мощности цехового трансформатора производится по активной расчетной нагрузке

, (7.3)

 

где N – количество трансформаторов;

– коэффициент загрузки трансформатора, принимаемый в зависимости от числа трансформаторов.

 

2. Коммутационные аппараты:

Выключатели напряжением выше 1000В (силовые выключатели). 1.Выключатель – это коммутационный аппарат автоматического действия, предназначенный для коммутации (включения и отключения) рабочих и аварийных токов. Основные требования, предъявляемые к выключателю:

- надежное отключение любых токов: номинальных, рабочих, аварийных, индуктивных токов ненагруженных трансформаторов, емкостных токов, токов холостых линий электропередач;

- высокое быстродействие, пригодность для быстродействующего повторного включения (АПВ).

Кроме того, выключатель должен длительно работать при номинальном токе и напряжении, а также выдерживать кратковременные термические и динамические воздействия сквозных токов короткого замыкания, быть взрыво- и пожаробезопасным.

Конструкция выключателя должна обеспечивать удобство транспортировки и эксплуатации, легкость ревизии и осмотра контактов. Желательно, чтобы размеры выключателя были по возможности невелики, что способствует уменьшению площади, занимаемой распределительным устройством.

Выключатели, удовлетворяющие перечисленным выше требованиям, принято называть силовыми выключателями в отличие от выключателей нагрузки, предназначенных для отключения цепей только в нормальных режимах, но не при коротких замыканиях.

При отключении выключателем электрической цепи со значительными токами между размыкающимися контактами выключателя загорается дуга, которая должна гаситься в специальных устройствах. Поэтому при конструировании выключателей применяют различные способы и устройства для быстрого гашения дуги.

Гашение дуги в выключателях происходит наиболее эффектно при применении специальных дугогасительных камер, которые ограничивают зону дуги, способствуют повышению давления в этой зоне и образованию дутья сквозь дуговой столб.

Ускорению процессов гашения дуги способствует выбор среды, в которой она горит. Охарактеризуем кратко различные среды, используемые в силовых выключателях:

- сжатый воздух с давлением 2 – 4 МПа (воздушные выключатели). Увеличение давления вызывает рост электрической прочности воздуха, что способствует ускорению гашения дуги;

- низкое давление воздуха (вакуум Па; вакуумные выключатели). В этом случае, при прохождении тока через нуль, из-за больших длин свободного пробега молекул, ионизирующих столкновений не происходит. Поэтому восстановление электрической прочности разрядного промежутка идет очень быстро;

- э легаз (шестифтористая сера, ; элегазовые выключатели). Это инертный газ с электрической прочностью в 2-3 раза выше прочности воздуха;

- жидкая среда-масло, генерирующая газы при горении дуги (масляные выключатели). При испарении 1 г масла образуется около 1500 см³ газа, который состоит из паров масла (до 50% по объему), водорода и углеродов различного состава. Водород обладает большой теплопроводностью, а, следовательно, высокой охлаждающей способностью и высокой электрической прочностью. Кроме того, успешному гашению дуги способствует высокое давление (до Па), создающееся в газовом пузыре.

Краткая характеристика некоторых видов выключателей.

Воздушные выключатели (ВВ) являются основными коммутационными аппаратами в установках выше 220 кВ, а наряду с другими видами выключателей применяется и на более низкие напряжения: 220 кВ, 110 кВ, 35 кВ, а также в распределительных сетях 6-20 кВ.

Принцип действия дугогасительного устройства ВВ заключается в том, что дуга, образующаяся между контактами, подвергается интенсивному охлаждению потоком сжатого воздуха, вытекающего в атмосферу. Используется камеры с продольным дутьем (рис. 7.8, а) и поперечным дутьем (рисунок 7.8, б).

Камеры продольного дутья имеют преимущественное распространение во всем диапазоне напряжений от 6 до 750 кВ, на которые строятся выключатели, так как они позволяют создать аппарат, отвечающий всем требованиям по номинальной мощности отключения, номинальному току и быстродействию.

Рис.7.8. Схемы дугогасительных устройств с воздушным дутьем:

(а - продольное дутье, б - поперечное дутье)

1 – контакты, 2 – изоляционный корпус, 3 – дуга, 4 – сопло

 

Камера представляет собой сопло (4), при включенном положении закрываемое подвижным контактом с наконечником (1). При отключении подвижный контакт отходит, в камеру подается сжатый воздух, который выбрасывается через сопло и выдувает дугу (3) наружу. Восстановление электрической прочности дугового промежутка протекает со скоростью , и наступает через 10-15 мкс после момента нулевого значения тока.

Камеры поперечного дутья из-за более громоздкой конструкции и больших габаритов применяются ограниченно, только в выключателях 6-20 кВ. При использовании такой камеры наблюдается быстрый рост мощности отключения ВВ при росте давления подаваемого воздуха. Вместе с этим увеличивается и расход воздуха.

Элегазовые выключатели. В целях дальнейшего увеличения отключающей способности выключателей и уменьшения их размеров вместо сжатого воздуха в выключателях применяют элегаз (электрический газ). Плотность элегаза превышает плотность воздуха в 5 раз, а электрическая прочность элегаза в 2-3 раза выше прочности воздуха. При давлении 0,2 МПа электрическая прочность элегаза сравнивается с прочностью масла. В элегазе может быть погашена дуга с током в 100 раз превышающим ток, который можно отключить в воздухе при тех же условиях.

Конструкция выключателя представляет собой бак, в котором размещено дугогасительное устройство Разрез устройства показан на рис. 7.9.

 

Рис.7.9. Принципиальная схема дугогасительного устройства элегазового

выключателя с автоматическим дутьем

 

Контакт 1 и поршень 6 камеры остаются неподвижны. Сопло 3, цилиндр 5, перегородка 4 и контакт 2 при отключении перемещаются вправо, при включении – влево. При отключении выключателя между неподвижным и подвижным контактами загорается дуга. Через сопло, изготовленное из фторопласта (дугостойкого изоляционного материала) поток элегаза продольно омывает дугу и гасит ее: чем дальше подвижные элементы уходят вправо, тем сильнее сжимается газ между перегородкой и поршнем, тем более мощный поток воздействует на дугу.

Вакуумные выключатели. Электрическая прочность вакуумного промежутка во много раз больше, чем воздушного промежутка при атмосферном давлении. Вакуумные выключатели обеспечивают быстрое гашение дуги и имеют высокое быстродействие . Отсутствие дугогасящей среды значительно упрощает конструкцию выключателя, обеспечивает высокую надежность при эксплуатации в широком диапазоне температур , полную пожаро- и взрывобезопасность, отсутствие загрязнения окружающей среды.

Электромагнитные выключатели для гашения дуги не требуют никакой дополнительной среды, что является большим преимуществом их перед другими типами выключателей. Область применения электромагнитных выключателей ограничивается напряжением 6-15 кВ; выключатели предназначены для работы в закрытых помещениях.

Действие выключателя основано не на газовом дутье. Дуга, образующаяся на контактах, втягивается магнитным полем в дугогасительную камеру, т.е. используется принцип магнитного дутья. Катушку дугогасительного устройства располагают таким образом, чтобы ее магнитный поток был направлен перпендикулярно дуге и создавал условия для перемещения дуги в камеру. Последняя состоит из ряда керамических пластин, создающих узкие щели-каналы, по которым перемещается зигзагообразная дуга. Длина дуги при этом значительно увеличивается (до 1-2 м), а сечение дуги в узких щелях-контактах вынуждено уменьшается. Дуга приходит в тесное соприкосновение с холодными поверхностями пластин, обладающих высокой теплопроводностью, что обусловливает ее эффективное охлаждение и уменьшение длительности существования дуги. Этому же способствует повышение давления в каналах и высокая скорость движения дуги в магнитном поле.

Масляные выключатели делятся на две большие группы: баковые и маломасляные. В баковых масляных выключателях масло является изолирующей и газогенерирующей средой. В маломасляных выключателях масло служит только для гашения дуги, а изолирование токоведущих частей от земли и между собой производится с помощью твердых диэлектриков.

Устройство и принцип действия маломасляного выключателя подробно рассмотрены в методических указаниях к выполнению лабораторной работы № 1. Там же приведена дополнительная информация по другим типам выключателей и приводов выключателей.

Привод служит для включения выключателя, удержания его во включенном положении и отключения. Привод выключателя должен обеспечить необходимую надежность работы, осуществлять дистанционное управление выключателем при требуемом быстродействии, иметь малые размеры, потреблять небольшое количество электроэнергии.

В зависимости от источника энергии различают ручные, пружинные, электромагнитные и др. приводы.

Выбор высоковольтных выключателей. Они выбираются по номинальному току и номинальному напряжению, конструктивному исполнению, месту установки (открытая или закрытая установка) и другим параметрам, приведенным ниже. Выбор производится путем сравнения каталожных (паспортных) данных с расчетными данными. Условия выбора выключателей:

 

U_ном.у ≤ U_ном.ап, (7.4)

 

I_р ≤ I_ном.ап, (7.5)

 

I_p.max ≤ к_п · I_ном.ап, (7.6)

 

I_п.0,2 ≤ I_{ном.откл}, (7.7)

 

ί_уд ≤ ί_скв.max, (7.8)

_, (7.9)

где U_ном.у – номинальное напряжение установки, кВ;

U_ном.ап – номинальное напряжение аппарата (выключателя) кВ;

I_р – расчетный ток в нормальном режиме, А

I_p.max – максимальный расчетный ток выключателя (ток послеаварийного режима), А;

к_п – коэффициент перегрузки, равный 1,25;

I_п.0,2 – периодическая составляющая тока короткого замыкания момент времени 0,2 с, кА;

I_{ном.откл} – номинальный ток отключения выключателя, кА;

ί_уд – амплитуда ударного тока короткого замыкания, кА;

ί_скв.max – амплитуда максимального допустимого тока, характеризующего электродинамическую стойкость аппарата, кА;

I_∞ – установившееся значение тока короткого замыкания в цепи выбираемого аппарата, кА;

t_ф – время действия тока короткого замыкания, определяемое по формуле t_ф = t_фп + t_фа;

t_фп – время для периодической составляющей тока короткого замыкания, с, определяется по справочным кривым t_фп = f(t; β^”);

t_фа = 0,05 β^” – время для апериодической составляющей тока короткого замыкания, где β^" = I_п0 / I_п∞;

I_t – номинальный ток термической стойкости, который аппарат может выдержать без повреждения в течении времени t (паспортные данные аппарата) кА;

t = t_з + t_откл – время действия защиты, которое состоит из времени срабатывания защиты, t_з, с, и собственного времени отключения выключателя

t_откл, с.

Выключатели нагрузки. В установках напряжением 6 – 10 кВ, особенно в распределительных пунктах, на цеховых подстанциях предприятий широко используются выключатели нагрузки. Выключатели нагрузки (ВН) являются коммутационными аппаратами для отключения и включения цепей под нагрузкой, но не рассчитаны на отключение токов короткого замыкания.

Выключатели нагрузки в сочетании в комплекте с высоковольтными предохранителями (ВНП) обеспечивают защиту цепей от токов короткого замыкания. Выключатели нагрузки выполняются на номинальные токи 200 и 400 А, наибольший рабочий ток отключения составляет 400 800 А.

 

3. Высоковольтные предохранители. Плавкие предохранители напряжением выше 1000 В применяют для защиты маломощных линий, силовых цеховых трансформаторов и измерительных трансформаторов напряжения от токов коротких замыканий и перегрузок.

Наибольшее распространение получили кварцевые предохранители с кварцевым заполнением, которые выпускают двух видов: ПКТ – для защиты силовых трансформаторов и ПКН – для защиты измерительных трансформаторов напряжения. Общий вид и разрез патрона предохранителя типа ПК на напряжение 10 кВ показан на рис. 7.10.

 

 

Рис. 7.10. Высоковольтный предохранитель типа ПК

 

Патрон предохранителя вставляется латунными колпачками 1 в пружинящие контакты 3, укрепленные на фарфоровых изоляторах 4 (рис. 7.10, а).Конструктивно высоковольтный предохранитель представляет собой полую фарфоровую трубку (патрон) 2 с армированными по концам латунными колпачками 1. Внутри трубки установлены плавкие вставки 5,6, с напаянными на них шариками из олова, обеспечивающие снижение температуры перегрева элементов предохранителя при малых токах перегрузки. Плавкие вставки припаяны к латунным колпачкам. Патрон заполняется кварцевым песком (на рисунке не показано), что обеспечивает быстрое дугогашение при сгорании плавкой вставки. В патроне размещена также стальная пружина 7, соединенная якорем с указателем срабатывания 8. В момент срабатывания предохранителя эта пружина перегорает и освобождает указатель, выталкиваемый вниз специальной пружиной. По положению указателя можно судить об исправности предохранителя.

Высоковольтные предохранители выбирают по конструктивному исполнению, номинальным напряжению и току, предельным отключаемым током I_откл и мощности отключения S_откл.

Условия стойкости высоковольтных предохранителей к токам КЗ выполняются, если I_откл ≥ I^' или S_откл ≥ S_расч. Ток I_откл и мощность S_откл выбирают по каталогу.

 

4. Разъединители. Разъединителем называется электрический аппарат для оперативного переключения (включения и отключения) участков сети и оборудования, находящихся под напряжением при отсутствии нагрузки. Кроме того, для безопасности ремонта линии и электрооборудования разъединителем создается видимый разрыв цепи.

Правилами устройства электроустановок допускается отключать разъединителями холостой ход трансформаторов, токи замыкания на землю. Разъединители не имеют устройства для гашения дуги, поэтому не допускают производства переключений под нагрузкой.

Разъединители выбирают по номинальному току и напряжению, по конструктивному выполнению с проверкой на динамическую и термическую стойкость. Путем сравнения расчетных и каталожных данных (как и силовые выключатели). Разъединители не предназначены для отключения токов КЗ, поэтому по отключаемой способности их не проверяют.

 

5. Коммутационные аппараты напряжением до 1000 В. Плавкие предохранители служат для автоматического размыкания электрической цепи при КЗ и токах перегрузки.

По конструктивному исполнению предохранители подразделяются на две группы:

- с наполнителем (например, предохранители типа ПН-2, НПН), наполненные мелкозернистым кварцевым песком;

- без наполнителя (например, ПР-2).

Основным рабочим элементом предохранителя является плавкая вставка, укрепленная в корпусе предохранителя. Предохранитель и плавкую вставку характеризуют следующими параметрами: номинальным напряжением, номинальным током предохранителя, номинальным током плавкой вставки, защитной характеристикой.

Наибольший ток, на который рассчитаны токоведущие предохранителя (патрон, контактные стойки) называют номинальным током предохранителя. Номинальный ток предохранителя равен наибольшему из номинальных токов плавких вставок, предназначенных к установке в данном предохранителе.

Номинальный ток плавкой вставки – это наибольший ток, который она выдерживает не расплавляясь.

Плавкие предохранители делят на инерционные – с большой тепловой инерцией (т.е. со способностью выдерживать значительные кратковременные перегрузки током) и безынерционные – с малой тепловой инерцией (с ограниченной способностью к перегрузкам).

Кривая зависимости времени перегорания плавкой вставки предохранителя от тока называется защитной или время-токовойхарактеристикой.

Плавкие вставки с малой тепловой отдачей изготавливают из металлов с высокой электропроводностью и малой теплоемкостью (медь, серебро). Они осуществляют быстродействующую защиту. Плавкие вставки с большой тепловой инерцией изготовляют из металлов с большим удельным сопротивлением (свинец и его сплавы). Предохранители с такими вставками не осуществляют быстродействующую защиту, но выдерживают значительные кратковременные токовые нагрузки.

Плавкие вставки предохранителей выбирают с учетом двух условий:

- плавкая вставка не должна отключать длительный ток нагрузки

 

I_п.в ≥ I_р; (7.10)

 

- вставка не должна перегорать при кратковременных пиковых нагрузках, связанных с пусковыми токами электроприемников (двигателей)

I_п.в ≥ , (7.11)

 

где I_р –длительный (расчетный) ток нагрузки;

I_пик – пиковый ток линии, питающий группу ЭП (I_пик = I_пуск для одного двигателя);

k – пусковой коэффициент, принимаемый k = 2,5 – для двигателей с легким пуском, k = 1,6 - 2 – для двигателей с тяжелыми условиями пуска.

Основные типы предохранителей имеют номинальные токи от 15 до 1000 А, т.е. практически они удовлетворяют почти все электроустановки (за исключением специальных) промышленных предприятий.

Автоматический выключатель (автомат) предназначен для автоматического размыкания электрической цепи при перегрузках, коротких замыканиях, а также для редких отключений и включений. Таким образом, автоматические выключатели совмещают в себе одновременно функции защиты и управления.

Для выполнения защитных функций автоматы снабжаются либо только тепловыми, либо только э лектромагнитными, либо комбинированными расцепителями (тепловыми и электромагнитными). Действие тепловых расцепителей автоматов основано на использовании нагрева биметаллической пластинки, изготовленной из спая двух металлов. При токе, превышающим ток, на который выбраны пластины, одна из пластин при нагреве удлиняется больше, в результате чего воздействует на отключающий пружинный механизм автомата. Электромагнитный расцепитель представляет собой электромагнит, который воздействует на отключающий пружинный механизм.

Тепловой расцепитель срабатывает с выдержкой времени от токов перегрузки в результате теплового действия тока, проходящего через его нагревательный элемент (биметаллические пластинки), и таким образом осуществляет защиту от токов перегрузки. Настройку расцепителя на заданный ток срабатывания называют уставкой тока.

Электромагнитный расцепитель срабатывает мгновенно при больших токах (ТКЗ), т.е. защищает от токов короткого замыкания. Установку тока электромагнитного расцепителя на мгновенное срабатывание называют отсечкой. Электромагнитные расцепители не реагируют на токи перегрузки, если эти токи меньше уставки срабатывания.

При выборе автоматов должны соблюдаться следующие условия:

- номинальный ток автомата не должен быть меньше расчетного тока

 

I_н.а ≥ I_р; (7.12)

 

- уставка тока мгновенного срабатывания (отсечки) электромагнитного или комбинированного расцепителя, I_у.э, принимается по пиковому току линии или по пусковому току электроприемника из условия

 

I_у.э ≥ (1,25 – 1,5) I_п; (7.13)

- для тепловых расцепителей с регулируемой обратнозависимой от тока характеристикой должно соблюдаться условие

I_у.т ≥ 1,6 I_р. (7.14)

В электрических сетях промышленных предприятий широко используют автоматы различных серий А37, АЕ, ЭВМ. Технические данные автоматов приводятся в справочной литературе.

Ответ

При текущем ремонте трансформаторов производят наружный осмотр трансформатора и всей арматуры: спуск грязи из расширителя; доливку масла (в случае необходимости); проверку маслоуказательных устройств, спускного крана и уплотнений, пробивных предохранителей у трансформаторов с незаземленным нулем с низкой стороны, рабочего и защитного заземления, сопротивления изоляции обмоток, испытание трансформаторного масла, проверку газовой защиты.
При капитальном ремонте трансформаторов производят вскрытие трансформатора; подъем сердечника и осмотр его; ремонт выемной части (стали, обмотки, переключателей, отводов); ремонт крышки расширителя, кранов, изоляторов, охлаждающих и масло- очистительных устройств; чистку и в случае необходимости окраску кожуха; проверку контрольно-измерительных приборов, сигнальных и защитных устройств; очистку или замену масла; сушку изоляции; сборку трансформатора, проведение установленных измерений и испытаний трансформатора.

Условия вскрытия и ревизии.

Изоляцию трансформатора, выведенного в ремонт, предварительно испытывают мегаомметром для определения необходимости сушки. Чтобы избежать увлажнения изоляции в процессе ремонта, активную часть трансформатора можно держать вне масла; при температуре окружающего воздуха 0°С или при относительной влажности выше 75 % — 12 ч, при влажности 65—75 % — 16 ч, и при влажности до 65 % — 24 ч. Трансформатор вскрывают для ревизии при температуре активной части, равной или выше температуры окружающей среды. При температуре окружающего воздуха ниже нуля трансформатор с маслом подогревают до 20°С. У сухих трансформаторов температура, измеренная на ярме, должна быть не ниже 10°С. Время нахождения активной части вне масла при ремонте может быть увеличено вдвое по сравнению с указанными выше нормами при температуре окружающего воздуха выше 0°С, влажности ниже 75 % и температуре активной части не менее чем на 10°С выше температуры окружающего воздуха. Влажность воздуха измеряют психрометром или двумя термометрами, один из них увлажняют смоченной ватой. По разности показаний сухого и увлажненного термометров определяют влажность воздуха в процентах, пользуясь психрометрической таблицей.

Осмотр и дефектация.

При наличии технической документации дефектация сводится к осмотру и определению состояния и комплектности трансформатора, уточнению условий и возможностей организации ремонта на месте. При отсутствии технической документации осмотр и дефектацию производят в полном
объеме с выполнением необходимых замеров и испытаний. Результаты осмотра и дефектации заносят в специальную ведомость дефектов.

Технологические операции по восстановлению витковой изоляции, подпрессовке обмоток, измерению сопротивления постоянному току межлистовой изоляции пакета магнитопровода и конструкция камеры для сушки обмоток трансформаторов показаны на рис.

Рис. 1. Восстановление витковой изоляции обмотки:

Рис. 2. Подпрессовка обмоток трансформатора:

1 — отделение витков от секции с помощью клина; 2— изолирование поврежденного витка с помощью лакоткани; 3 — наложение общего бандажа из тафтяной ленты; а — клин; б — поврежденная изоляция 1 — дополнительная прокладка; 2 — брусок; 3— клин