Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Электроэнергетика

Содержание

Введение……………………………….……………………………….…….2

1 Техническое описание предохранителей……………………………….4

Назначение……………………………….……………………………4
Технические характеристики……………………………….………..5
Устройство и принцип действия……………………………….…….8

2 Организация эксплуатации и ремонтов предохранителей……………15

2.1 Техническое обслуживание……………………………….………….15

2.2 Ремонт……………………………….……………………………….…15

2.3 Разработка технологической документации………………………..17

2.3.1 Маршрутно-технологическая карта ремонта ПН-2………………18

2.3.2 Наряд-задание………………………………………………………19

2.3.3 Ведомость на расходные материалы………………………………20

3 Техника безопасности при замене предохранителей…………………21

Список литературы……………………………….………………………22

Введение

Электроэнергетика - ведущая отрасль индустрии, в значительной степени определяет современный научно-технический прогресс. Он способствует качественным и количественным изменениям в электротехнике. Созданы высокопроизводительные машины и механизмы (кабелеукладчики, бурильно-крановые машины, саморазгружающие опоровозы, механизмы по заглублению электродов в землю и др.)

Электрификация - глубокое и эффективное внедрение электроэнергии во все отросли народного хозяйства. Рост добычи угля, нефти и газа, строительство магистральных нефте- и газопроводов, развитие черной и цветной металлургии, энергетического, тяжелого и транспортного машиностроения, широкий размах строительства, осуществление задач по дальнейшей электровооруженности сельского хозяйства и, наконец, рост выпуска товаров культурно-бытового назначения и хозяйственного обихода требуют увеличения выработки электроэнергии.

Главное направление дальнейшего развития электромонтажных работ - применение новой техники, широкое внедрение прогрессивно технологии, индустриальных методов монтажа, обеспечивающих повышение производительности труда, сокращение сроков ввода объектов в эксплуатацию.

Решение этих задач требует дальнейшего совершенствования организации производства и управления на основе внедрения сетевых и суточных графиков, диспетчеризации с применением современных средств связи и вычислительной техники.

Промышленностью изготавливается новая аппаратура управления и защиты повышенной надежности, установочные провода с изоляцией, не распространяющей горение, для открытой и скрытой прокладки, облегченные кабели с пластмассовой изоляцией и многое другое.

Современные установки электроосвещения и силовые установки - электродвигатели, шинопровода, кабельные линии - сложный комплекс самых разнообразных электрических устройств.

Монтаж и его высокий темп, отличное качество при обслуживании их требует от рабочего знаний и профессионального мастерства и само собой подразумевается, что этой работой заниматься хорошо подготовленные специалисты.

С развитием электроэнергетики все большее значение приобретает совершенствование устройств вторичной коммутации, на которые возлагаются функции управления первичным (силовым) оборудованием электроустановок и режимами работы этого оборудования.

Из устройств вторичной коммутации наиболее распространены системы дистанционного управления и контроля, релейная защита, системы автоматического регулирования возбуждения и распределения реактивной мощности, частоты и распределения активной мощности, частотной разгрузки, пуска синхронных генераторов, повторного включения и ввода резервного оборудования и т.д.

С увеличением объема по строительству электростанций и сетей возрастает объем монтажа устройств вторичной коммутации. Эту работу выполняют квалифицированные рабочие – электромонтажники по вторичным цепям.

Таким образом, функционирование разного рода электроустановок находится в прямой зависимости от надежности функционирования устройств вторичной коммутации, а следовательно, от качеств их монтажа.

С помощью плавких предохранителей защита электрических установок осуществляется наиболее просто и дешево. При их использовании не требуется устанавливать трансформаторы тока и напряжения, реле и автоматические выключатели, необходимые при осуществлении релейной защиты.

В сетях напряжением до 1000 В плавкие предохранители являются основным видом защиты. Применяются плавкие предохранители и в сетях более высоких напряжений до 110 кВ, когда они удовлетворяют требуемым параметрам и условиям эксплуатации.

1 Техническое описание предохранителей

Назначение

Предохранители – это устройства, предназначенные для защиты от перегрузок и коротких замыканий отдельных электрических установок и участков сети.

Обычно предохранители состоят из патрона и плавкой вставки и различаются по номинальному напряжению и току. При токе более номинального плавкая вставка перегорает и размыкает электрическую цепь.

Для защиты установок на напряжение до 1000 В используют пробочные, трубчатые и открытые (пластинчатые) предохранители.

Пробочный предохранитель состоит из фарфорового корпуса и пробки с плавкой вставкой. Питающую линию присоединяют к контакту предохранителя, отходящую – к винтовой резьбе. При коротком замыкании или перегрузке плавкая вставка перегорает и ток в цепи прекращается. Применяют следующие типы пробочных предохранителей: Ц-14 на ток до 10 А и напряжение 250 В с прямоугольным основанием; Ц-27 на ток до 20 А и напряжением 500 В с прямоугольным или квадратным основанием и Ц-33 на ток до 60 А и напряжение 500 В с прямоугольным или квадратным основанием.

Трубчатые предохранители выпускают следующих типов: ПР-2, НПН и ПН-2. Предохранители ПР-2 (предохранитель разборный) предназначены для установки в сетях напряжением 500 В и на токи 15, 60, 100, 200, 400, 600 и 1000А.

Под действием электрической дуги, возникающей при перегорании предохранителя, внутренняя поверхность фибровой трубки разлагается и образуются газы, способствующие быстрому гашению дуги.

Предохранители НПН (насыпной предохранитель неразборный) изготовляют на напряжение до 500 В и токи от 15 до 60 А, предохранители ПН-2 (предохранитель насыпной разборный) – на напряжение до 500 В и токи от 10 до 600 А. В насыпных предохранителях плавкие вставки, выполненные из нескольких параллельных медных или посеребренных проволок, помещены в закрытый фарфоровый патрон, заполненный кварцевым песком, способствующим быстрому гашению электрической дуги.

Пластинчатые открытые предохранители состоят из медных или латунных пластин – наконечников, в которые впаяны медные калиброванные проволоки. Наконечники с помощью болтов присоединяют к контактам на изоляторах. Пластинчатые предохранители с открытой плавкой вставкой применяют в ТП некоторых городских электросетей и заменяют на закрытые ПН-2 и другие.

Для защиты силовых трансформаторов на напряжение 3 – 10 кВ применяют предохранители ПК, у которых фарфоровый или стеклянный патрон заполнен кварцевым песком. Внутри патрона находится плавкая вставка, рассчитанная на прохождение номинального тока.

Предохранители ПК имеют достаточную разрывную способность – при отключении тока короткого замыкания предохранитель не разрушается и перекрытий «на землю» и соседние элементы установки не происходит.

При перегорании плавкой вставки предохранителя ПК срабатывает указательное устройство, которое находится внутри патрона и удерживается плавкой вставкой и проволочкой с пружиной. При перегорании плавкой вставки и проволочки пружина освобождается и выталкивает указатель наружу. Патроны предохранителей ПК вставляют в губки держателей так, чтобы указательное устройства находилось в нижней части патрона. На верхней торцовой части патрона указывают номинальное напряжение и ток предохранителя, например: 10кВ, 50 А.

Для мачтовых трансформаторных подстанций применяют кварцевые предохранители наружной установки ПК-6Н на напряжение 6 кВ и ПК-10Н на напряжение 10 кВ, имеющие герметизированные патроны и опорные изоляторы, предназначенные для работы на открытом воздухе.

Предохранители ПКТ-10 служат для защиты измерительных трансформаторов на напряжение 3 – 10 кВ и в отличие от предохранителей ПК не имеют сигнального устройства.

1.2 Технические характеристики

Плавкий предохранитель обычно представляет из себя стеклянную или фарфоровую оболочку, на основаниях которой располагаются контакты, а внутри находится тонкий проводник из относительно легкоплавкого металла. Определённой силе тока срабатывания соответствует определённое поперечное сечение проводника. Если сила тока в цепи превысит максимально допустимое значение, то легкоплавкий проводник перегревается и расплавляется, защищая цепь со всеми её элементами от перегрева и возгорания.

Таблица 1 – Плавкие предохранители имеют следующую маркировку:

Сила тока	Цвет чеки	Максимальная мощность (сеть 220 В)
6А	Зелёный	1200 Ватт
10А	Красный	2000 Ватт
16А	Серый	3200 Ватт
20А	Синий	4000 Ватт
26А	Жёлтый	5200 Ватт

Лампы накаливания снабжают плавкими предохранителями для предотвращения перегрузки питающей цепи в случае возникновения электрической дуги в момент перегорания лампы. Предохранителем в лампе служит участок одного из вводных проводников, расположенных в цоколе лампы. Этот участок имеет меньшее сечение по сравнению с остальной длиной провода; в лампах с прозрачной колбой это можно заметить, рассматривая лампу на просвет. Для 220-вольтовых бытовых ламп предохранитель обычно рассчитан на ток 7 А.

Существенной величиной является время, за которое происходит разрушение проводника при превышении установленного тока. С целью уменьшения этого времени некоторые плавкие предохранители содержат пружину предварительного натяжения. Эта пружина также разводит концы разрушенного проводника, предотвращая возникновение дуги.

Наибольшее распространение получили кварцевые и газогенерирующие предохранители. В кварцевых предохранителях (ПК) патрон заполнен кварцевым песком, и дуга гасится путем удлинения, дробления и соприкосновения с твердым диэлектриком.

В газогенерирующих предохранителях для гашения дуги используются твердые газогенерирующие материалы (фибра, винипласт и др.). Газогенерирующие предохранители выполняются с выхлопом и без выхлопа газа из патрона при срабатывании. Предохранители с выхлопом газа из патрона называют также стреляющими (ПСН—10 и ПС—35), поскольку срабатывание их сопровождается звуком, похожим на оружейный выстрел. Предохранители напряжением выше 1 кВ выполняются как для внутренней, так и для наружной установки.

Рассчитать ток можно по следующей формуле:

, где

I_nom— номинальный ток срабатывания предохранителя, А;

P_max— максимальная мощность нагрузки, Вт (с запасом примерно 20 %);

U — напряжение сети, В.

Предохранитель выбирается из стандартного ряда, с ближайшим номинальным током срабатывания, превышающим полученное значение.
Условия выбора предохранителя в трёхфазных цепях (нагрузки):

Для трёхфазного эл. приёмника без пусковых токов (нагреватель и др.)

I_вст. ≥ I_{дл.расч.} ,

Для трёхфазного электроприёмника c пусковым током (электродвигатель)

I_вст. =К_п ∙ I_ном/α. ,где:

Кп =5…8 (обычно 7) – коэффициент пуска ЭД (Iпуска = Кп∙Iном), α – коэффициент тяжести пуска: 1.6 – тяжёлый, 2 – средний, 2.5 – лёгкий пуск.

Приэтом должно выполняться неравенство:

I_К.З. ≥ 3∙I_вст. где:

I_К.З. - ток короткого замыкания (в защищаемом участке цепи)

Предохранитель ПН-2:

Хороший контакт ножей патрона с контактными стойками обеспечивается стальными пружинящими кольцами. Стойки могут крепиться на изоляторах или на изоляционной плите. Предохранители ПН-2 на токи до 600 А имеют переднее или заднее подсоединение проводников, а на 1000 А – только переднее. Изоляция предохранителей рассчитана на напряжение 2000 В. Большие предельно отключаемые токи, малое время срабатывания и надежность обеспечили широкое применение этих предохранителей в распределительных и защитных устройствах напряжением до 500 В. Механическая прочность предохранителей позволяет использовать их в качестве предохранителя-выключателя. Основные технические данные и размеры предохранителей ПН-2 приведены в таблице 2.

Предохранители ПР-2 могут иметь переднее или заднее присоединение и выпускаться на токи от 15 до 1000 А с изоляцией, рассчитанной на 2000 В. Преимущество этих предохранителей перед ПН-2 только в быстроте и легкости их замены.

Предохранители ПК выпускают на номинальный ток от 2 до 200 А при напряжении 10 кВ, от 2 до 300 А при напряжении 6 кВ и от 2 до 400 А при напряжении 3 кВ. Предохранители на токи более 100 А при напряжении 3 кВ, более 75 А при 6 кВ и более 50 А при 10 кВ представляют собой сдвоенные и даже счетверенные патроны и специальную усиленную контактную систему.

Таблица 2 – Основные технические данные и размеры предохранителей ПН-2

Тип	Номинальный ток. А		Предельный отключаемый ток, кА	Основные размеры, мм			Масса, кг
Тип	патрона	плавкой вставки	Предельный отключаемый ток, кА	длина	высота	ширина	Масса, кг
ПН-2-100	100	30, 40, 50, 60, 80, 100	50	185	65	40	0,5
ПН-2-250	250	80, 100, 120, 150, 200, 250	40	215	87	50	1,0
ПН-2-400	400	200, 250, 300, 400	25	276	94	66	1,55
ПН-2-600	600	300, 400, 500, 600	25	342	120	80	2,90
ПН-2-1000	1000	500, 600, 800, 1000	10	364	135	100	4,8

При токах короткого замыкания кратностью 50 предохранители срабатывают за 0,005 – 0,007 с. Это время меньше того, которое необходимо, чтобы ток короткого замыкания достиг наибольшего значения.

Основные технические характеристики и размеры предохранителей ПК и ПКТ приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Основные технические характеристики и размеры предохранителей ПК и ПКТ

Тип	Номинальное напряжение, кВ	Наибольший номинальный ток патрона, А	Наибольшая разрывная мощность, МВА	Масса (с патроном без цоколя), Кг	Размеры, мм, по рисунку 1
Тип	Номинальное напряжение, кВ	Наибольший номинальный ток патрона, А	Наибольшая разрывная мощность, МВА	Масса (с патроном без цоколя), Кг	А	Б	Е
ПК	6	30	300	3,81	285	421	183
		75		5,11	330	466	213
		150		7,51	330	466	290
		300		13,61	347	495	290
ПК	10	30	300	4,82	385	521	203
		50		6, 39	430	566	233
		100		9,42	430	566	310
		200		16,61	447	592	310
ПКТ	6; 10	—	100	4,06	185	321	203

Устройство и принцип действия

Принцип работы всех предохранителей основан на плавлении калиброванной проволоки (плавкой вставки) при протекании через нее тока больше номинального. Чем больше кратность протекаемого тока по отношению к номинальному значению предохранителей, тем меньше время плавления проволоки. Наиболее приемлемым материалом плавкой вставки следует считать медь, несмотря на ее высокую температуру плавления – 1080 °С. Для сокращения времени и снижения температуры, под воздействием которой оказываются элементы предохранителя, на медные плавкие проволоки напаивают оловянный шарик. Он плавится при 232 °С, расплавляя в себе более тугоплавкий металл –медь. Плавкая вставка предохранителя является его сменной частью.

Плавление плавкой вставки, как правило, сопровождается возникновением дуги. По способу гашения дуги предохранители разделяют на открытые, закрытые и закрытые с кварцевым заполнителем. У открытых предохранителей дуга гаснет в результате увеличения расстояния между электродами, в закрытых – из-за создания большого давления в патроне, куда помещена плавкая вставка, и стремительного потока газов к открытым концам патрона, в закрытых с кварцевым заполнителем – за счет большого местного давления и деионизации дуги, соприкасающейся с поверхностью множества песчинок. Предохранители с кварцевым заполнителем, обладающие наибольшей отключающей способностью, имеют простую конструкцию и поэтому широко применяются в сетях напряжением 1000 В, 6 и 10 кВ. Наиболее распространенными являются предохранители ПК, ПКТ, ПН и ПР.

Предохранитель кварцевый ПК (рисунок 1) представляет собой стеклянный или фарфоровый патрон 3 с армированными по концам латунными колпачками 6, вставленный в контактные держатели 8, которые укреплены на двух фарфоровых изоляторах 9. В патрон помещены плавкие вставки 5, засыпанные кварцевым песком 4 и запаянные. Плавкие вставки в зависимости от номинального тока выполнены из одной или нескольких проволочек, свитых в спирали или намотанных на ребристый сердечник.

Рисунок 1 – Кварцевый предохранитель ПК:

1 – контактные выводы, 2 – ограничители, 3 – фарфоровый патрон, 4 –кварцевый песок, 5 – плавкие вставки, 6 – латунные колпачки, 7 – указательное устройство, 8 – контактный держатель, 9 – изолятор

Нижний колпачок предохранителя имеет указательное устройство 7 в виде проволочки, укрепленной у верхнего колпачка и удерживающей в сжатом положении пружину, соединенную с цилиндрическим указателем. При перегорании плавкой вставки и проволочки указателя освобождается пружина и выталкивает указатель.

Контакты предохранителя ПК снабжены ограничителями 2, позволяющими правильно вставить патрон, а при токах более 20 А – и пружинящей скобой, предотвращающей выпадание патрона от электродинамических воздействий. Контактные выводы 1, к которым подсоединяется ошиновка, выполнены из стальных пластин с тонкими медными токоведущими накладками.

Предохранитель ПКТ для трансформаторов напряжения имеет размеры наименьшего предохранителя ПК. Плавкая вставка предохранителя – константановая проволока намотана на керамический сердечник. В отличие от ПК предохранитель ПКТ не имеет указателя срабатывания.

Предохранитель с наполнителем ПН-2 (рисунок 2) состоит из фарфорового патрона 4 с четырьмя резьбовыми отверстиями в торцах, внутри которого расположены плавкие вставки 6 с напаянными оловянными шариками 9. Вставка приварена к основанию контактных ножей 5, которые вставлены в прямоугольные отверстия металлических крышек 2 и прикреплены к ним винтами 3. Патрон с плавкими вставками заполнен кварцевым песком 8 и закрыт с торцов металлическими крышками 2 с Т-образным выступом 12, помогающим вставлять и вынимать патрон из контактных стоек.

Для большей плотности крышки с внутренней стороны обклеены асбестом. С помощью контактных ножей 5 патрон вставляют в цельноштампованные контактные стойки 10 специальной съемно-установочной ручкой.

Рисунок 2 – Предохранитель с кварцевым наполнителем ПН-2:

1 – стальные пружинящие кольца контактов, 2 – металлические крышки, 3 – винт, 4 – фарфоровый патрон, 5, 7 и 10 – контактные ножи, болты и стойки, 6 – плавкие вставки, 8 – кварцевый песок, 9 – оловянный шарик (растворитель), 11 – изоляционная плита, 12 – Т-образные выступы

Предохранитель разборный ПР-2 (рисунок 3) состоит из патрона – фибровой трубки 1, на торцах которой во избежание разрыва укреплены латунные кольца 3. На них навинчены латунные колпачки 4 и 6, обеспечивающие у предохранителей до 60 А контакт плавкой вставки с контактной пружинящей стойкой. В предохранителях ПР-2 на токи от 100 до 1000 А плавкую вставку 8 прикрепляют к контактным ножам 5 болтами 7. Ножи закрепляют латунным колпачком 6 и врубают в контактные стойки с кольцевыми пружинами, укрепленные на изоляционной плите. Контактные стойки предохранителей на токи 600 – 1000 А могут иметь специальные зажимные винты с изолированными рукоятками, создающие плотный контакт и облегчающие смену патрона.

Рисунок 3 – Предохранитель ПР-2 с патронами на токи:

а – 15 – 60 А, б – 100 – 1000 А; 1 – фибровая трубка, 2 – шайба, 3 – латунные кольца, 4 и 6 – латунные колпачки, 5 – контактный нож. 7 – болт, 8 – плавкая вставка.

Плавкие предохранители серии ПП57

Предохранители серии ПП57 предназначены для защиты преобразовательных агрегатов с силовыми кремниевыми полупроводниками вентилями при внутренних коротких замыканиях в цепях переменного или пульсирующего тока частотой 50 и 50 Гц и в цепях постоянного тока.

Структура обозначения предохранителей ПП 57-ABCD-EF:

Буквы ПП – предохранитель плавкий;

Двузначное число 57 – условный номер серии;

А – двузначное число – условное обозначение номинального тока предохранителя;

В – цифра – условное обозначение номинального напряжения предохранителя;

С – цифра – условное обозначение по способу монтажа и виду присоединения проводников к выводам предохранителя (например, 7 – на проводниках преобразовательного устройства – болтовое с уголковыми выводами);

D – цифра – условное обозначение наличия указателя срабатывания и контакта вспомогательной цепи: 0 – без указателя срабатывания, без контакта вспомогательной цепи; 1 – с указателем срабатывания, с контактом вспомогательной цепи; 2 – с указателем срабатывания, без контакта вспомогательной цепи;

Е – буква – условное обозначение климатического исполнения; F – цифра – категория размещения.

Пример условного обозначения предохранителя: ПП57-37971-УЗ.

Контакты вспомогательной цепи выдерживают в продолжительном режиме нагрузку 1 А при номинальном напряжении 220 В постоянного или 380 В переменного тока.

Предохранители типа ПВТ (выхлопные, прежнее название - стреляющие типа ПСН)

Изготовляют на напряжение 10 … 110 кВ. Они предназначены для установки в открытых распредустройствах. В сельских электрических сетях наиболее широко используются предохранители ПВТ-35 для защиты трансформаторов напряжением 35/10 кВ.

Рисунок 4 – Предохранители типа ПВТ:

а, б - общий вид и патрон предохранителя ПВТ (ПСН)-35; в - предохранитель ПВТ (ПС)-35 МУ1; 1 и 1'- контактный нож; 2 - ось; 3 - опорный изолятор; 4 - плавкая вставка; 5 - трубка из газогенерирующего диэлектрика; 6 - гибкая связь; 7 - наконечник; 8 - патрубок

Основной элемент патрона предохранителя – газогенерирующая трубка 5 из винипласта. Внутри трубки расположен гибкий проводник 6, соединенный одним концом с плавкой вставкой 4 , помещенной в металлической головке патрона, а вторым – с контактным наконечником 7.

Электроэнергетика 📙 Дипломная → 🆔 23712