Монтаж(электротехника)

Содержание

1 Классификация производственных помещений по условиям окружающей среды………3

2 Виды электропроводок…………………………………………………………………………………...6

3  Схемы выводов трехфазного асинхронного двигателя………………………………………...8

4 Отличия между магнитным пускателем и контактором. Защита электродвигателей при установке пускателей и контакторов……………………………………………………………………9

5 Достоинства и недостатки воздушных и кабельных линий…………………………………...11

1 Классификация производственных помещений по условиям окружающей среды

Основные принципы организации и требования к производству монтажа электротехнических установок регламентируются Правилами устройства электроустановок (НУЭ) и Строительными нормами и правилами (СНиП), а также монтажными инструкциями, технологическими правилами и инструкциями заводов-изготовителей.

В ПУЭ перечислены требования к электрическим сетям и элементам электроснабжения; указаны правила выбора проводников по нагреву и экономической плотности тока, а также электрических приборов и аппаратов по условиям короткого замыкания; приведены общие требования и указания по устройству электротехнических установок, руководящие положения по обеспечению безопасности при монтаже и эксплуатации электротехнических -

устройств, объем и нормы приемо-сдаточных испытаний электроустановок.

В СНиП приведены нормы и основные технологические параметры и правила монтажа всех видов электротехнических устройств; определены общие требования по организации работ, требования к проектной и технической документации, а также к зданиям и сооружениям, принимаемым под монтаж электрооборудования; рассмотрены другие вопросы организационно-технической подготовки монтажных работ. Кроме того, указаны требования к поставке оборудования, порядок и условия его Приемки, хранения и сдачи для монтажа.

Нормальная работа электроустановок зависит от различных факторов окружающей среды. На электрические сети и электрооборудование влияют температура окружающей среды и резкие ее изменения, влажность, пыль, пары, газ, солнечная радиация. Эти факторы могут изменять срок службы электрооборудования и кабелей, ухудшать условия их работы, вызывать аварийность, повреждения и даже разрушение всей установки. Особенно зависят от условий окружающей среды электрические свойства изоляционных материалов, без которых не обходится ни одно электрическое устройство. Эти материалы под влиянием климата и даже изменения погоды могут быстро и существенно менять, а при критических обстоятельствах терять свои электроизоляционные свойства.

Влияние неблагоприятных факторов окружающей среды на электрооборудование необходимо учитывать при проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок. Требования по защите электрооборудования и кабельных изделий от воздействия неблагоприятных факторов в процессе хранения, монтажа и эксплуатации изложены в ПУЭ и СНиП.

В зависимости от характера окружающей среды и требований по защите электроустановок от ее воздействия в ПУЭ различают внутренние помещения и наружные установки. В свою очередь, внутренние помещения делятся на сухие, влажные, сырые, особо сырые, жаркие, пыльные, с химически активной средой, пожароопасные и взрывоопасные, а наружные (или открытые) установки — на нормальные, пожароопасные и взрывоопасные. Электроустановки, защищенные только навесами, относят к наружным.

Сухими считают помещения, в которых относительная влажность воздуха не превышает 60%. Если в таких помещениях температура не превышает 30 °С, нет технологической пыли, активной химической среды, пожаро- и взрывоопасных веществ, то их называют помещениями с нормальной средой. Влажные помещения характеризуются относительной влажностью воздуха 60...75 % и наличием паров или конденсирующейся влаги, выделяющихся временно и в небольших количествах. Большая часть электрооборудования

рассчитана на работу при относительной влажности, не превышав 75 %, поэтому в сухих и влажных помещениях используют электрооборудование в нормальном исполнении. К влажным помещениям относят насосные станции, производственные цеха, где относительная влажность поддерживается в пределах 60...75%, отапливаемые подвалы, кухни в квартирах и т. п.

В сырых помещениях относительная влажность длительно превышает 75 % (например, некоторые цеха металлопроката, цементных заводов, очистных сооружений и т.п.). Если относительная влажность воздуха в помещениях близка к 100 %, т. е. потолок, пол, стены, предметы в них покрыты влагой, то эти помещения относят к особо сырым.

На отдельных производствах металлургической и других отраслей промышленности (например, в литейных, термических, прокатных и доменных цехах) температура воздуха длительное время превышает 30 °С. Такие помещения называют жаркими. Одновременно они могут быть влажными или пыльными.

Пыльными считают помещения, в которых по условиям производства образуется технологическая пыль в таком количестве, что она оседает на проводах, проникает внутрь машин, аппаратов и т.д.

Различают пыльные помещения с токопроводящей и нетокопроводящей пылью. Пыль, не проводящая ток, не ухудшает качество изоляции, однако благоприятствует увлажнению ее и токоведущих частей электрооборудования вследствие своей гигроскопичности.

В помещениях с химически активной средой по условиям производства постоянно или длительно содержатся пары или образуются отложения, разрушающие изоляцию и токоведущие части электрооборудования.

Пожароопасными называют помещения, в которых применяют или хранят горючие вещества. По степени пожароопасности их подразделяют на три класса: ГТ-1, П-И, П-Па. К первому классу относятся помещения, в которых используют или хранят пожароопасные жидкости, ко второму классу — помещения, по условиям производства в которых выделяется взвешенная горючая пыль, не образующая взрывоопасных концентраций, а к последнему классу — помещения, где хранятся и используются твердые или волокнистые горючие вещества, не образующие взвешенных в воздухе смесей.

Взрывоопасными называют помещения, в которых по условиям производства могут образоваться взрывоопасные смеси горючих газов или паров с воздухом, кислородом или другими газами — окислителями горючих веществ, а также смеси горючих пылей или волокон с воздухом при переходе их во взвешенное состояние.

Взрывоопасные установки по степени опасности использования электрооборудования разделяют на шесть классов: В-1, В-1а, В-16, В-Тт, В-П и В-Па. В установках класса В-1 по условиям про¬изводства может происходить недлительное образование взрывоопасных смесей горючих газов или паров с воздухом либо другим окислителем при нормальных технологических режимах. К классу В-1 а относят установки, в которых взрывоопасные смеси паров и газов могут образоваться только при авариях или неисправностях технологического оборудования. Для установок класса В-16 характерно лишь местное образование взрывоопасных концентраций паров и газов в воздухе в незначительных объемах при надежно действующей вентиляции. Наружные установки, образующие опасные кчрывные концентрации горючих газов или паров, относят к классу В-1 г. В установках класса В-П могут создаваться взрывоопасные концентрации взвешенных горючих пылей при нормальной работе технологического оборудования, а в установках класса В-Па — лишь при авариях или неисправностях.

Наружные установки, в которых перерабатывают или хранят горючие жидкости либо твердые горючие вещества (открытые склады минеральных масел, угля, торфа, дерева и т.п.), относятся к пожароопасным класса П-Ш.

Помещения классифицируют по наиболее высокому классу взрывоопасное расположенных в них установок. Агрессивная, сырая, пыльная и подобные им среды не только ухудшают условия работы электрооборудования, но и повышают опасность электроустановок для обслуживающих их людей. Поэтому в ПУЭ помещепия в зависимости от возможности поражения людей электрическим током подразделяют на три группы: с повышенной опасностью, особо опасные и без повышенной опасности.

Большинство производственных помещений относятся к помещениям с повышенной опасностью, т. е. для них характерны наличие сырости (относительная влажность длительное время превышает 75 %) или проводящей пыли, токопроводящих полов (металлических, земляных, железобетонных, кирпичных), высокой температуры (длительное время превышающей 30 °С), а также возможности одновременного прикосновения человека к соединенным с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам, с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования — с другой.

Для особо опасных помещений характерны особая сырость или наличие химически активной среды либо двух и более условий повышенной опасности.

Если в помещениях отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность, их называют помещениями без повышенной опасности.

В зависимости от вида технологической деятельности в помещениях различных категорий и возможности поражения людей электрическим током в ПУЭ определяются характер исполнения электрооборудования, применяемого для данной среды, виды и способы выполнения электрических сетей.

2 Виды электропроводок.

Совокупность проводов и кабелей с относящимися к ним креплением, поддерживающими, защитными конструкциями и деталями называют электропроводкой. Согласно ПУЭ, это определение распространяется на электропроводки силовых, осветительных и вторичных цепей напряжением до 1 кВ переменного и постоянного тока, выполненные внутри зданий и сооружений, на наружных стенах, территориях микрорайонов, учреждений, предприятий, дворов, на строительных площадках, с применением изолированных установочных проводов всех сечений, а также небронированных силовых кабелей в резиновой или пластмассовой оболочке с сечением фазных жил до 16 мм2 (при сечении более 16 мм2 — кабельные линии).

Электропроводку, проложенную по поверхности стен, потолков, ферм и другим строительным элементам зданий и сооружений, опорам и т.п., называют открытой. Электропроводку, проложенную внутри конструктивных элементов зданий и сооружений (в стенах, полах, фундаментах, перекрытиях, за непроходными подвесными потолками), а также по перекрытиям в подготовке пола, непосредственно под съемным полом и т.п., называют скрытой.Электропроводку, проложенную по наружным стенам зданий и сооружений, под навесами и т.п., а также между зданиями на опорах (не более четырех пролетов длиной 25 м каждый) вне улиц, дорог и т.п., называют наружной. Она может быть открытой и скрытой. Стальную проволоку, натянутую вплотную к поверхности стены, потолка и т.п., предназначенную для крепления к ней проводов, кабелей или их пучков, называют струной. Металлическую полосу, закрепленную вплотную к поверхности стены, потолка и т.п., предназначенную для крепления к ней проводов, кабелей или их пучков, называют полосой.

Тросом (несущий элемент электропроводки) называют проволоку или стальной канат, натянутый в воздухе, который используют для подвески к нему проводов, кабелей или их пучков.

Полую закрытую конструкцию прямоугольного или другого сечения, предназначенную для прокладки в ней проводов и кабелей, называют коробом. Он служит защитой от механических повреждений проложенных в нем проводов и кабелей. Короба могут быть глухими или с открываемыми крышками, со сплошными или перфорированными стенками и крышками. Глухие короба имеют только сплошные стенки со всех сторон. Короба можно применять в помещениях и наружных установках.

Открытую конструкцию, предназначенную для прокладки на ней проводов и кабелей, называют лотком. Лоток не является защитой от внешних механических повреждений, проложенных на нем проводов и кабелей. Лотки изготовляют из несгораемых материалов. Они могут быть сплошными, перфорированными или решетчатыми; их применяют в помещениях и наружных установках.

Электропроводки осветительных и силовых сетей выполняют незащищенными изолированными проводами, защищенными проводами и кабелями .

 Защищенные провода марок АПРН, ПРИ, ПРГН, ПРВД, АВТ, АВТУ, АВТВ, АВТВУ, АПРФ и ПРФ используют в электропроводках с учетом способа прокладки, характера помещений и зон окружающей среды.

Открытая проводка плоских проводов типа АПР, АППВ, АПРВ по сгораемым основаниям выполняется по слою листового асбеста толщиной не менее 3мм, выступающей с каждой стороны провода не менее чем на 5мм.

Асбестовые прокладки крепят до начала монтажа проводов гвоздями через 200 - 250мм в шахматном порядке. При прокладке нескольких групп проводов полоска может быть общей, с учетом расстояния между проводами каждой группы не менее 5мм. Для крепления проводов применяют полоски из жести шириной 10мм и толщиной 0,3 - 0,5мм, прикрепляемые по слою асбеста. Между металлической полоской и проводом укладывают из электроизоляционного картона прокладку, выступающую за края полоски на 1,5-2мм. При креплении провода металлическая полоска с прокладкой должна плотно обхватывать поверхность предварительно натянутого провода. Изгиб плоских проводов в углах выполняют, предварительно вырезая разделительную пленку между проводами на длине 40-60мм и отводя их внутрь угла, как показано на 

3  Схемы выводов трехфазного асинхронного двигателя

Существует два основных способа подключения трёхфазных электродвигателей:  подключение звезда  и подключение треугольник.

При соединении трёхфазного электродвигателя звездой концы его статорных обмоток сводятся вместе, соединяясь в одной точке, а на начала обмоток подаётся питание (рис 1).

При соединении трёхфазного электродвигателя треугольником  обмотки статора соединяются последовательно – конец одной обмотки соединён с началом следующей (рис 2).

Клеммные колодки электродвигателей и схемы соединения обмоток:

Электродвигатели с обмотками, соединёнными звездой работают намного мягче, чем   с соединением обмоток в треугольник, однако при соединении обмоток звездой двигатель не способен развить полную мощность. При соединении обмоток треугольником двигатель работает на полную паспортную мощность (примерно в 1,5 раз больше, чем при соединении звездой), но имеет очень большие значения пусковых токов. 

Поэтому целесообразно (особенно для электродвигателей большой мощности) подключение по схеме звезда – треугольник; запуск осуществляется по схеме звезда, после чего (когда электродвигатель «набрал обороты»), происходит автоматическое переключение на схему треугольник.

4 Отличия между магнитным пускателем и контактором. Защита электродвигателей при установке пускателей и контакторов.

Контакторы и электромагнитные пускатели представляют собой электромагнитные коммутационные устройства, которые широко применяются, чаще всего для дистанционного частого включения или отключения электрической нагрузки в различных стационарных электрических установках (станки, ленты, оборудование и т.д.).

В целом же, четкого различия определения между пускателями и контакторами не существует. Контактор - это сам блок силовых электрических контактов, а электромагнитный пускатель представляет собой полностью законченное устройство (комбинированное), которое изначально комплектуется коммутационным контактором - как механизмом переключения пускателя, защитным тепловым реле, различными дополнительными контактными группами.

Чаще всего, нагрузкой электромагнитного пускателя (контактора) являются электрические двигатели, хотя всё же, одним управлением электрическим приводом предназначение электромагнитных пускателей, естественно, не ограничивается. Применяя силовые электрические контакты магнитного пускателя возможно управлять практически любой силовой электрической нагрузкой (двигатели, ТЭНы, лампы и т.д.).

Допустим, в качестве хорошего примера можно привести управление электроосвещением помещения - когда номинальная сила тока переключающего устройства (датчика движения, выключателя и т.д.) меньше потребляемой (мощности) силы тока самого светильника (группы светильников). Осуществление управления электрической нагрузкой в данном случае может быть сделанным последовательным подключением в ее электрическую цепь электромагнитного пускателя или контактора - размыкание и замыкание имеющейся цепи будет осуществляться силовыми подвижными контактами электромагнитного пускателя.

Используя контакторы (пускатели), легко можно управлять любой электрической нагрузкой, чему способствует существующая способность электромагнитного пускателя совершать частые коммутации (переключения). Существующим ограничением применения контакторов в подобных случаях является - его номинальная сила тока, а точнее говоря, какую именно электрическую нагрузку способны выдержать главные контакты коммутационного устройства.

Если говорить о совершении управления электрическим приводом, следует заметить, что при помощи электромагнитных пускателей и контакторов возможно не только совершать такие обычные операции как «пуск» и «стоп» электрического двигателя, но также делать его реверс, то есть менять направление его движения. Это легко реализуется путём изменения порядка включения запитывающих электродвигатель фаз (изменение фазировки) двумя пускателями.

Электромагнитный пускатель, который изначально укомплектован защитным тепловым реле для управления электродвигателем, способен надёжно обеспечить его электрическую защиту от различных перегрузок чрезмерной величины и недопустимой продолжительности действия. Учитывая вышесказанное, обычный электромагнитный пускатель может рассматриваться не только как коммутационный аппарат электроцепей, но и как надёжное устройство защиты.

Говоря о функции электрической защите, можно ещё добавить, что пропадание на трехфазном электрическом двигателе одной из запитывающих фаз ведёт к выходу из строя электропривода. Хорошей защитой электрического двигателя от подобного неполнофазной работы будет использование схемы защиты двигателя с применением 2х контакторов.

Как известно, при пуске трехфазного двигателя, ток запуска, в некоторых случаях превышает его номинальную силу тока в несколько раз (6-8 раз). Данный режим работы двигателя может иметь отрицательные последствия (перегрев обмоток) и вести к поломке. Снизить токи пуска двигателя можно, изменяя схемы подключения его обмоток: для этого при помощи 2х электромагнитных пускателей следует переключать обмотки двигателя из схемы «звезда» в схему подключения «треугольник»

5 Воздушные линии

Основными элементами воздушной линии являются провода, изоляторы, линейная арматура, опоры и фундаменты. На воздушных линиях переменного трехфазного тока подвешивают не менее трех проводов, составляющих одну цепь, на ВЛ постоянного тока - не менее двух проводов.

двух - и многоцепные. Количество цепей определяется схемой электроснабжения и необходимостью ее резервирования. Если по схеме электроснабжения требуются две цепи, то эти цепи могет быть подвешены на двух отдельных одноцепных ВЛ с одноцепными опорами или на одной двухцепной ВЛ с двухцепными опорами. Расстояние между соседними опорами называют пролетом, а расстояние между опорами анкерного типа - анкерным участком

В зависимости от способа подвески проводов опоры делятся на:

1) промежуточные;

2) анкерного типа, служащие для натяжения проводов;

3) угловые, которые устанавляваются на углах поворота ВЛ.

На ВЛ применяют деревянные, стальные и железобетонные опоры.

Деревянные опоры применяют на напряжение до 35 кВ.

Достоинства деревянных опор:

1) небольшой удельный вес;

2) высокая механическая прочность;

3) хорошие электроизоляционные характеристики;

4) природный круглый сортамент, обеспечивающий простые конструкции.

Недостатком деревянных опор является ее гниение, для уменьшения которого применяются антисептики.

Стальные опоры широко применяют на ВЛ напряжением 35 кВ и выше.

По конструктивному исполнению стальные опоры могут быть:

1) башенные или одностоечные;

2) портальные свободностоящие;

3) портальные на оттяжках.

Достоинством стальных опор является их высокая прочность, недостатком - подверженность коррозии, что требует проведения периодической окраски или нанесения антикоррозийного покрытия.

Опоры изготовляют из стального углового проката; высокие переходные опоры могут изготавливаться из стальных труб.

Железобетонные опоры более долговечны и экономичны в эксплуатации, так как требуют меньше ухода и ремонта.

Основное преимущество - уменьшение расхода стали на 40-75%, недостаток - большая масса.

Провода воздушных линий выполняют неизолированными, состоящими из одной или нескольких свитых проволок. Провода из одной проволоки, называемые однопроволочными, имеют меньшую прочность и применяют только на ВЛ напряжением до 1 кВ.

Материалы проводов и тросов должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1) они должны иметь высокую электрическую проводимость;

2) должны обладать достаточной прочностью;

3) должны выдерживать атмосферные перенапряжения.

Медь как материал для проводов ВЛ является дорогостоящим и дефицитным материалом, поэтому основными материалами, используемыми для изготовления проводов, можно считать алюминий, сталь и их сплавы.

На ВЛ напряжением до 1 кВ применяют однопроволочные стальные провода диаметром не менее 4 и не более 5 мм. Ограничение нижнего предела обусловлено тем, что провода меньшего диаметра имеют недостаточную механическую прочность. Верхний предел ограничен из-за того, что изгибы провода большего диаметра могут вызвать в его внешних слоях такие остаточные деформации, которые снижают его механическую прочность.

Многопроволочные провода, скрученные из нескольких проволок, обладают большой гибкостью, такие провода могут выполняться любым сечением. Диаметры отдельных проволок и их количество подбирают так, чтобы сумма поперечных сечений отдельных проволок дала требуемое сечение провода.

Провода и тросы изготовляют следующих марок:

А - из алюминиевых проволок;

АС, АСКС - из стального сердечника и алюминиевых проволок;

ПС - из стальных проволок;

ПСТ - из стальной оцинкованной проволоки.

Например, А50 - алюминиевый провод сечением 50 кв.мм,

АС50/8 - сталеалюминиевый провод сечением алюминиевой части 50 кв.мм., стального сердечника 8 кв.мм.

Стальные тросы, применяемые на ВЛ в качестве грозозащитных, изготавливают из оцинкованной проволоки, и их сечение должно быть не менее 25 кв.мм. На ВЛ напряжением 35 кВ применяют тросы сечением 35 кв.мм., на линиях 110 кВ - 50 кв.мм., на линиях 220 кВ и выше - 70 кв.мм.

Сечение многопроволочных проводов различных марок определяется для ВЛ напряжением 35 кВ по условиям механической прочности, а для ВЛ напряжением 110 кВ и выше - по условиям потерь на корону.

При обтекании проводов потоком воздуха, направленным поперек оси ВЛ или под некоторым углом к этой оси, с подветренной стороны провода возникают завихрения. При совпадении частоты перемещения вихрей с частотой собственных колебаний провод начинает колебаться в вертикальной плоскости. Такие колебания называются вибрацией. Вибрация, как правило, имеет место в пролетах длиной более 120 м. Опасность вибрации заключается в обрыве отдельных проволок провода и выхода из зажимов из-за повышения механического напряжения.

При наличии гололеда наблюдается так называемая пляска проводов, возбуждаемая так же ветром, но в отличии от вибрации, пляска проводов имеет большую амплитуду и длину волны.

На напряжении 35-220 кВ провода изолируют от опор гирляндами изоляторов. Для изоляции ВЛ 6-35 кВ применяют штыревые изоляторы.

Электрический ток, проходя по проводам ВЛ, выделяет тепло и нагревает провод. Под влиянием нагрева провода происходит:

1) удлинение провода, увеличение стрелы провеса, изменение габарита до земли;

2) изменение натяжения провода и его способности нести механическую нагрузку;

3) изменение сопротивления провода.

Достоинства: относительно низкая стоимость при монтаже и простота в обслуживании.

Недостатки: низкая надежность, зависимость от природных условий.

Кабельные линии электропередач