Теория абсолютных преимуществ

БГОУ СПО «Волгоградский Экономико-Технический Колледж»

 

 

 

 

 

Специальность 140613: «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования»

 

 

 

 

Контрольная работа

По дисциплине

Наладка электрооборудования.

 

 

 

 

 

Выполнил студент                       Ундла Э.В.

Группа                                        6-Эл-1

Шифр                                                  У-162

Проверил                        ________________________.

 

 

 

 

 

2013

Вариант 2.

      Задания для выполнения  домашней контрольной работы.

1.Аппараты, используемые для замеров  характеристик изоляции ЭМ.

2. Проверка напряжения втягивания  и отпускания контакторов.

3. Испытание повышенным выпрямленным  напряжениям силового кабеля.

 

1. Аппараты, используемые для замеров характеристик изоляции ЭМ.

Каждую, фазу электрических проводов, шинопроводов, кабелей, обмоток и контактов электрических аппаратов необходимо тщательно изолировать одну от другой и от заземляющих конструкций. Однако с течением времени при эксплуатации электрооборудования диэлектрические характеристики изоляции изменяются. На старение изоляции влияют температура нагрева проводников и наружного воздуха, влажность помещения, коммутационные перенапряжения, возникающие в электрических цепях с индуктивными и емкостными элементами, продолжительность времени эксплуатации и т. д. Такая изоляция иногда не выдерживает даже номинальных напряжений, вследствие чего происходит электрический пробой. 
Поэтому для того чтобы электрическое оборудование и аппараты не выходили из строя в связи с тем, что сопротивление их изоляции оказывается ниже допустимой нормы, а также чтобы в электрических сетях не происходило коротких замыканий из-за электрических пробоев изоляции, все ее виды проверяют и испытывают в определенные сроки в соответствии с "Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей".  
Эти испытания проводятся, как правило, при текущих и капитальных ремонтах электрооборудования. Кроме того, проводятся межремонтные, т, е. профилактические испытания, которые позволяют выявить возникшие в процессе монтажа или эксплуатации оборудования или кабельных линий дефекты, что дает возможность своевременно устранить эти дефекты, предотвратить аварию или не допустить уменьшения выдачи электроэнергии потребителям. 
Для каждого оборудования, аппаратов и сетей существуют нормы сопротивления изоляции, которые устанавливаются "Правилами устройств электроустановок". 
Для определения состояния изоляции применяются два метода: измерение сопротивления данного участка электроустановки или аппарата с помощью мегаомметра или проверка состояния изоляции повышенным, строго нормированным напряжением. 
 
Рис. 1. Мегаомметр: 
а - общий вид, б - упрощенная схема : 1 - рамка, 2 - индуктор

При измерении сопротивления изоляции мегаомметром (рис. 1) стрелка его шкалы показывает сопротивление изоляции испытываемого аппарата или участка, цепи. Рамки 1 магнитоэлектрической системы питаются током от индуктора 2, вращаемого рукой. Когда зажимы Х1 и Х2 разомкнуты, ток проходит только через рамку с добавочным резистором R2 и подвижная часть магнитоэлектрической системы устанавливается в одном из своих крайних положений со знаком  , что обозначает бесконечно большое сопротивление. Если замкнуть зажимы Х1 и Х2, ток пойдет через вторую рамку с добавочным резистором R1. Подвижная система в этом случае установится в другом крайнем положении, отмеченном на шкале "0", т. е. измеряемое сопротивление будет равно нулю. При подсоединении измеряемого сопротивления Rx к зажимам Х1 и Х2 подвижная система установится в промежуточное положение между  и 0 и стрелка на шкале будет указывать на значение этого сопротивления. Шкалу мегаомметра градуируют в килоомах и мегомах: 1 кОм = 1000 Ом; 1 МОм = 1000 кОм. В качестве источника постоянного тока в мегаоммеграх применяют индукторные генераторы постоянного тока с ручным приводом от рукоятки. 
Напряжение на внешних зажимах генератора зависит от частоты вращения ручки. Для сглаживания колебаний во время вращения в привод вмонтирован центробежный регулятор. 
Номинальная частота вращения генератора мегаомметра равна 2 об/с или 120 об/мин. 
Для подключения мегаомметра используют соединительные провода ПВЛ с влагостойкой изоляцией, иначе показания мегаомметра могут быть существенно искажены. 
Мегаомметры выпускаются с номинальным напряжением на зажимах: Ml 101M - 500 и 1000 В, МС-05 - 2500 В. 
При измерении сопротивления изоляции длинных кабельных линий и обмоток электрических машин и трансформаторов показания мегаомметра в начале вращения рукоятки резко снижаются. Это объясняется наличием значительной емкости у кабельных линий и электромашин, по которым проходит ток заряда. Поэтому в таких случаях при использовании мегаомметра для измерения сопротивления изоляции засчитываются показания прибора только через 60 с. с момента начала вращения рукоятки. 
Прикосновение к измеряемой цепи во время вращения рукоятки подсоединенного к цепи мегаомметра опасно и может привести к поражению током. Поэтому при измерениях принимают необходимые меры безопасности, исключающие возможность прикосновения людей к электрическим цепям. 
В установках большой емкости (длинных кабельных линиях, трансформаторах большой мощности) измеряемая цепь может приобрести значительный электрический заряд. Поэтому после снятия напряжения от мегаомметра такие цепи разряжают с помощью гибкого медного провода на землю, используя изолирующую штангу для подсоединения к каждой его фазе. В установках напряжением выше 1000 В разрядку кабелей и крупных машин выполняют в диэлектрических перчатках и галошах.

 
Для испытания изоляции повышенным напряжением применяют различные аппараты выпрямленного и переменного тока. 
Наиболее часто при испытании изоляции применяется кенотронная установка, принципиальная схема которой представлена на рис. 2, а. Она монтируется в кузове автомашины и имеет собственный источник электроэнергии. Положительный полюс кенотронной лампы (анод) заземляется, а отрицательный полюс (катод) соединяется с одной из фаз испытываемой электроустановки (например, кабеля), в то время как две другие фазы и оболочка заземлены (рис.2, б). 
Кенотронный испытатель изоляции КИИ-70 представляет собой установку, состоящую из передвижного пульта управления и кенотронной приставки. Он предназначен для испытания твердых жидких диэлектриков напряжением постоянного тока до 70 кВ. Изменение испытательного напряжения от 0 до 70 кВ производится с помощью регулятора с дополнительной обмоткой для питания цепи сигнальных ламп. 
Кенотронная приставка состоит из трансформатора и кенотронa, размещенных в бакелитовом цилиндре, наполненном трансформаторным маслом. В верхней части приставки установлен трехпредельный микроамперметр со шкалой на 200, 1000 и 5000 мкА и переключателем пределов, предназначенным для измерения токов утечки. Приставка имеет выводы для присоединения цепей постоянного тока высшего напряжения и испытываемого объекта. Кроме того, аппарат снабжен прибором максимально-токовой защиты с двумя уставками: грубой и чувствительной.  
 
Рис. 3. Схемы кенотронной установки: 
а - принципиальная, б - испытания кабеля со свинцовой оболочкой; 1 - кенотронная лампа, 2 - трансформатор накала, 3 - выключатель накала, 4 - переключатель питания, 5 - рубильник питания, 6 - регулировочный трансформатор, 7 - контактор, 8 - испытательный трансформатор, 9 - жилы кабеля, 10 - оболочка кабеля

на стороне высшего напряжения испытателя, при этом она не срабатывает  в режиме минутной мощности при напряжении 50 кВ. 
Чувствительная уставка отключает аппарат при коротком замыкании на стороне высшего напряжения трансформатора. В этом случае защита не должна срабатывать при напряжении 70 кВ и вторичном токе 5 мА. 
На крышке пульта управления испытателя размещены прибор максимально-токовой защиты, переключатель максимальной защиты, сигнальная лампа, киловольтметр. 
Для испытания постоянным током кенотронную приставку устанавливают на откидной дверце пульта управления и к ней подключают испытываемый объект. На пульт управления с помощью регулятора подают напряжение, постепенно повышая его до испытательной величины. Напряжение контролируют по шкале прибора, отградуированного в киловольтах (максимальных). На последней минуте испытательного времени по микроамперметру измеряют ток утечки. 
Испытание переменным током промышленной частоты производится путем присоединения испытываемого объекта к выводу переменного тока, после чего поднимают напряжение регулятором до испытательного. Контроль за напряжением осуществляется по шкале киловольтметра, отградуированной в киловольтах. 
Напряжение при испытаниях плавно поднимают до испытательного и поддерживают неизменным в течение всего периода испытания. Время испытания определено "Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей" для каждого вида оборудования, аппаратов и сетей и колеблется от 1 до 10 мин. 
Во время капитального ремонта распределительных устройств напряжением до 1 кВ, который проводится один раз в 3 года, сопротивление изоляции элементов приводов выключателей, разъединителей, вторичных цепей аппаратуры, силовых и осветительных проводок испытывают напряжением промышленной частоты 1 кВ в течение 1 мин или мегаомметром напряжением 1000 В. При измерении сопротивления изоляции в силовых цепях должны быть отключены электроприемники, аппараты и приборы, а в осветительных сетях - вывернуты лампы, отсоединены штепсельные розетки выключатели, групповые щитки от электроприемников. 
Наименьшие допустимые значения сопротивления изоляции вторичных цепей управления, защиты, сигнализации релейно-контактных схем, силовых и осветительных электропроводок, распределительных устройств, щитов и токопроводов напряжением до 1000 В составляют 0,5 МОм, а шин оперативного тока и шин цепей напряжения на щите управления - 10 МОм. 
Повышенным напряжением 1000 В в течение 1 мин испытывают вторичные цепи схем защиты, управления, сигнализации со всеми присоединенными аппаратами (катушки приводов, автоматов, магнитные пускатели, контакторы, реле и т. п.). Сопротивление изоляции аккумуляторной батареи после eё монтажа должно быть, не менее :

Номинальное напряжение, В	24		48		110		220
Сопротивление, кОм	14		25		50		100

Измерение нагрузок и напряжения в  контрольных точках сети освещения  производится один раз в год; сопротивление  изоляций переносных трансформаторов  с вторичным напряжением 12 - 42 В  испытывают один раз в 3 мес, а стационарных - один раз в год. 

 
Рис. 3. Схема включения мегаомметра при измерении сопротивления кабеля

а - схема для измерения изоляции относительно земли, б - схема при наличии поверхностных токов утечки, в - измерение изоляции между жилами, 1 - мегаомметр, 2 - кабель

2. Проверка напряжения втягивания и отпускания контакторов.

Величиной срабатывания (втягивание, отпадание или отпуск) считается  напряжение втягивающей катушки  контактора, при котором происходит соответственно включение или отключение контактора. Определение величин срабатывания должно производиться на полностью собранном и подготовленном для эксплуатации контакторе.  
Перед определением величин срабатывания должны быть проверены и зафиксированы величины нажатий, растворов и провалов контактов и измерены сопротивления катушек. Втягивающая катушка контактора должна четко включать контактор без остановки или заметной задержки подвижной системы в промежуточном положении при подаче напряжения, равного 85% его номинального значения, и удерживать якорь электромагнита контактора в полностью притянутом положении при напряжении, равном 70% номинального (при этом допускается резкое гудение электромагнитов). При размыкании цепи втягивающей катушки подвижная система должна четко перемещаться до упора без остановки или заметной задержки в промежуточном положении. При напряжении на втягивающей катушке, равном 85% ее номинального, допускается умеренный шум, характерный для электромагнитов переменного тока. Не допускается резкое дребезжание, вызванное периодическими соударениями якоря и сердечника. Проверяются исправность втягивающей катушки, правильность установки пружин, свободный ход подвижной части, правильность зазоров. 
Напряжение отпадания нормами не лимитируется и может иметь любые значения, но должно быть замерено и внесено в протокол, так как характеризует некото рые элементы контактора (остаточный немагнитный зазор, конечное нажатие пружин, свободный ход якоря). Главной особенностью процесса включения контакторов переменного тока является значительное увеличение индуктивности катушки по мере уменьшения воздушного зазора.

В отличие от катушек постоянного  тока нагрев катушки переменного  тока почти не влияет на изменение  намагничивающей силы и на напряжение втягивания вследствие малого влияния  активного сопротивления катушек  на значение тока.Поэтому при испытаниях не вносится поправка на температуру катушки и окружающей среды.

 
Рис. 4. Схемы испытания контакторов. 
а — с током втягивающих катушек до 2 А; б, в — с током втягивающих тушек больше 2 А.

Измерение напряжения втягивания необходимо производить достаточно быстро во избежание перегрева катушек и регулировочных устройств током включения. Контакторы, катушки которых потребляют ток не больше 2 А, испытываются по схеме (рис. 4,а), где в качестве потенциометра используется обычный реостат типа «рустрат» 500 Вт, 250 Ом, остальные — по схемам рис.4, б, в или с помощью котельных трансформаторов мощностью 200 Вт, напряжением 220/36 В без использования регулировочного устройства. Хотя проверка напряжения втягивания контакторов согласно ПУЭ является обязательной, она может быть заменена проверкой работ контакторов при комплексном опробовании схем, когда напряжение оперативного тока снижается до требуемой величины. 
Повышение напряжения втягивания якоря у контакторов переменного тока может быть вызвано увеличенным против номинального числом витков катушки, завышенным зазором якоря, чрезмерной затяжкой возвращающей пружины, затиранием контактов в дугогаси-тельной камере и в осях. Напряжение отпадания контакторов переменного тока рекомендуется проверять по схемам рис. 5 и 6, позволяющим избежать перегрева катушки и регулирующего устройства.

 
Рис. 5. Схемы настройки контакторов переменного тока с катушками ,на постоянном токе при питании от источника постоянного (а) и переменного, (б) тока.

 
Рис. 6. Схема испытания контактора КТ на напряжение отпадания.

При испытании (рис. 6) якорь включается вручную и удерживается напряжением, поступающим через блок-контакты контактора. Затем напряжение снижается и в момент отпадания якоря возрастающий ток катушки отключается блок-контактами.

 

 

 

 

3. Испытание повышенным  выпрямленным напряжениям силового  кабеля.

Приложение повышенного напряжения создает в испытываемой изоляции увеличенную напряженность электрического поля, что позволяет обнаруживать дефекты, вызвавшие недопустимое для  дальнейшей эксплуатации высоковольтного  кабеля снижение электрической прочности  его изоляции, не обнаруживаемые другими  способами (например, мегомметром). При  испытаниях повышенным напряжением  постоянного тока особенно отчетливо  выявляются местные сосредоточенные  дефекты. Так как в большинстве  случаев кабельные линии выходят  из строя именно из-за появления  на них местных дефектов (механические повреждения, коррозия, монтажные и  заводские дефекты), регулярные испытания  кабельных линий повышенным напряжением  постоянного тока получили наиболее широкое распространение. Кроме того, испытание кабельных линий повышенным напряжением постоянного тока диктуется следующим обстоятельством. 
Для испытания кабельных линий переменным током требуется большая мощность испытательной установки. Так, например, мощность установки для испытания кабеля напряжением 50 кВ длиной 2 000 м составляет: 
 
 
где и — угловая частота испытательного напряжения, равная 2nf, т. е. 314 при f= 50 гц-, С — емкость кабеля напряжением 10 кВ, примерно 
равная 0,27 мкФ/км, U — испытательное напряжение, кВ. 
При испытании этого же кабеля постоянным током высокого напряжения мощность установки составит: 
где U — испытательное напряжение, кВ; 
/ут — ток утечки, принимаемый равным 1 мА. 
Основным назначением испытаний кабеля повышенным напряжением постоянного тока является доведение ослабленного места в них до пробоя с целью предотвращения аварийного выхода из строя кабельной линии в эксплуатации. 
Повышенное выпрямленное (постоянное) напряжение для испытания изоляции кабеля обычно получают от установки переменного тока с помощью выпрямляющего устройства. 
В комплект такой испытательной установки входят: трансформатор переменного тока, рассчитанный на нужное напряжение; выпрямитель; регулировочное устройство, изменяющее величину напряжения на трансформаторе, а следовательно, и величину выпрямленного напряжения; комплект контрольно-измерительных приборов.