Урок №53. Контактори. Електромагнітні пускачі.
Електричні апарати напругою до 1000 В.Електромагнітні пускачі, призначення та галузь застосування. Основні типи і серії пускачів. Електричні механізми електричних апаратів. Їх призначення, основні типи і будова. Магнітні системи постійного і змінного струмів. Обмотки  електромагнітів.

Комутаційний електромагнітний апарат призначений для дистанційних включень і відключень силових електричних кіл при нормальних режимах роботи, називають контактором.

Комбінований апарат дистанційного керування, який складається з контактора, доповненого тепловим реле, і який суміщає в собі функції апаратів керування та захисту, називають магнітним пускачем.

Магнітні пускачі призначені, головним чином, для дистанційного керування трифазними асинхронними електродвигунами з короткозамкненим ротором, а саме:

- для пуску безпосереднім підключенням до мережі та зупинки (відключення) електродвигуна (нереверсивні пускачі);

- для пуску, зупинки і реверсу електродвигуна (реверсивні пускачі). Крім цього, пускачі в виконанні з тепловим реле здійснюють також захист керованих електродвигунів від перевантажень неприпустимої тривалості робочого циклу.

Магнітні пускачі відкритого виконання призначені для установки на панелях, у закритих шафах та інших місцях, захищених від попадання пилу і сторонніх предметів.

Магнітні пускачі захищеного виконання служать для встановлення всередині приміщень, в яких навколишнє середовище не містить значної кількості пилу.

Магнітні пускачі пилобризконепроникного виконання використовують як для внутрішнього, так і для зовнішнього встановлення в місцях, захищених від сонячних променів і від дощу (під навісом).

Досить часто магнітні пускачі використовують і без теплових реле. Дуже важко провести чітку границю між контактором та магнітним пускачем. Проте, є певні відмінності в будові цих апаратів і, як правило, в позначеннях магнітних пускачів є літери ПМ або ПА, а контакторів – КТ. Також контактори, як правило, використовуються на струми 50-250 А (магнітні пускачі - до 40 А) і мають більші розміри, порівняно з магнітними пускачами. Контактор має дугогасильну камеру на відміну від магнітного пускача. І, нарешті, остання відмінність - це наявність у контактора більше трьох силових контактів, оскільки, згідно визначення, контактор використовується для комутації будь-яких силових кіл, а магнітний пускач - для пуску, зупинки, реверсу трьохфазних двигунів. Дізнатися відомості про електричний апарат можна також за допомогою довідників. Хоча в сучасному виробництві такі відмінності дуже сильно згладжуються – чітких позначень немає, будова мало чим відрізняється і в довідниках можуть бути відсутні відомості. Найкраще визначати згідно заводської назви.

Магнітний пускач ПМА-310: а – вид спереду; б – вид збоку; в – вид зверху.

Розрізняють контактори з прямоходовою магнітною системою та з поворотним якорем. Магнітні пускачі, як правило, побудовані з прямоходовою магнітною системою, хоча і зустрічаються з поворотним якорем (ПА). Розглянемо контактор з прямоходовою магнітною системою та магнітний пускач серії ПМА.

Принцип дії та будова контактора з прямоходовою магнітною системою.

У контакторах з прямоходовою магнітною системою нерухомою частиною є осердя 7 з котушкою 6, які встановлюються нерухомо на основі 9. Рухомою частиною контактора є якір 4, який зв'язаний з головними рухомими та допоміжними контактами.

При подачі напруги на котушку контактора виникає магнітне поле, під дією якого рухома магнітна система притягується до нерухомої. Тобто якір притягується до осердя, а рухомі контакти — до нерухомих. Таким чином забезпечується проходження електричного струму в силовому й допоміжному колі контактора. На головні та допоміжні контакти контактора встановлено пру­жини для створення необхідного натискування і зменшення перехідного опору контактів. Допоміжні розмикаючі й зами­каючі контакти призначені для роботи в електричних колах керування.

При розмиканні головних контактів на великих струмах ви­никає електрична дуга, яка може призвести до руйнування контактної системи. Тому голов­ні контакти контактора, що працюють при великих силах струму обладнують дугогасильними камерами з жаростійкого ізо­ляційного матеріалу. В контактора на попередньому малюнку вони відсутні.

У контакторах постійного струму осердя і якір викону­ють суцільнометалевими, а у контакторах змінного стру­му — шихтованими, тобто набраними з окремих ізольо­ваних пластин електротехні­чної сталі.

При проходженні змінно­го струму по котушці кон­тактора у магнітній системі виникає магнітний потік, який періодично проходить через нуль. Це викликає ві­брацію та гудіння магнітної системи, оскільки контактор живиться змінним струмом. Щоб зменшити це явище, на торці осердя контактора змінного струму встановлю­ють мідний короткозамкнений виток. Він охоплює приблизно 1/3 площі торця осердя контак­тора. Коли основний магніт­ний потік проходить через нуль, його величина швидко змінюється і тому в короткозамкненому витку утворю­ється максимальна е.р.с. У цьому разі короткозамкнений виток є вторинною обмоткою транс­форматора. У короткозамкненому витку е.р.с. утворює струм, що сприяє утворенню магнітного потоку Фд, який замикається через осердя та якір і перешкоджає відпаданню якоря при переході основного потоку через нуль. Таким чином зменшується вібрація магнітної системи контактора.

Принципова схема електромагнітного контактора з прямоходовою ма­гнітною системою: а — будова магнітного контактора; б — короткозамкнений виток у магнітній системі контактора; 1 і 8 — пружини; 2 — рухомі контакти; 3 — нерухомі контакти; 4 — якір; 5 — короткозамкнений виток; 6 — котушка; 7 — осердя; 9 — основа.

При знятті напруги з котушки контактор вимикається, і під дією пружини 8 якір повертається у початкове положення.

Принцип дії та будова магнітного пускача серії ПМА.

Будова та принцип дії аналогічні розглянутому вище контактору з прямоходовою магнітною системою. Різницею є наявність додаткових контактів (блок - контактів) нормально замкнутих і нормально розімкнутих, що слугують для управління вторинним колом пускача, а також лише три силових контакти - це і є однією з основних відмінностей між контактором та магнітним пускачем.

При підключенні магнітного пускача або контактора до електричного кола слід звертати увагу на номінальну напругу котушки. Котушки магнітних пускачів та контакторів виготовляють на напруги 24; 36; 127; 220; 380 В.

	Магнітний пускач серії ПМА: 1  — пружина; 2 — рухомі контакти; 3 — нерухомі контакти; 4 — якір; 5 — короткозамкнений виток; 6 — котушка; 7 — осердя; 9 — основа.
	Теплове реле ТРН: 1 - нагрівач; 2 - біметалева пластина; 3 - регулювальний гвинт; 4 - защіпка; 5 - важіль; 6 - пружина; 7 - кнопка повернення; 8 - рухомий контакт; 9 - нерухомий контакт; 10 - вивід нагрівача

Широкого поширення набули термореле з біметалічною пластиною. У основі роботи реле теплового лежить явище деформації біметалічної пластини при її нагріві. Прогинаючись, біметалічна пластина своїм вільним кінцем впливає на контактну систему. Біметалічна пластина  складається з двох пластин, одна з яких має більший температурний коефіцієнт розширення, а інша - менший. У місці прилягання один до одного пластини жорстко скріплені між собою прокатом в гарячому стані або зварюванням. При нагріванні відбувається вигин пластини з великим температурним коефіцієнтом розширення у бік матеріалу з меншим. Нагрів біметалічного елементу може виконуватися від тепла, що виділяється в пластині, за рахунок протікання струму навантаження і від спеціального нагрівача, по якому протікає струм навантаження.

Кращі характеристики досягаються при використанні комбінованого нагріву, коли пластина нагрівається і за рахунок тепла, що виділяється струмом, що проходить через біметал, і за рахунок тепла, що виділяється спеціальним нагрівачем. В нашому випадку в реле ТРН використовується лише спеціальний нагрівач.

Також потрібно враховувати температуру довкілля, оскільки із зростанням температури довкілля струм спрацьовування термореле зменшується. При температурі, що сильно відрізняється від номінальної, необхідно або проводити додаткове регулювання, або підбирати нагрівальний елемент з врахуванням реальної температури довкілля. Основною характеристикою термореле є залежність часу спрацьовування від струму навантаження.

Двофазне теплове реле ТРН використовується, як правило, на магнітних пускачах в асинхронних двигунах. Його особливістю є можливість використання в мережах постійного струму.

Теплові реле серії ТРН двополюсні з температурною компенсацією - для захисту асинхронних електродвигунів від недопустимих перевантажень.

Теплові елементи реле ТРН-8А (ТРН-10А) складаються з термобіметалічної пластини із закріпленим на ній незмінним нагрівачем, а теплові елементи реле решти типів - з термобіметалічної пластини з розташованим під нею змінним нагрівачем, прикріпленим двома гвинтами до силових затисків реле. Нагрівачі закривають легкознімною кришкою, яка стримується пружиною.

Схема пристрою і принципу роботи реле показана на попередніх малюнках. Реле складається з нагрівального елементу 1, що включається послідовно в одну з фаз ланцюга електродвигуна, біметалічної пластини 2, що утримує спусковий механізм 4, 5, нормально замкнутих контактів 8, 9, які включаються послідовно в ланцюг котушки пускача. При збільшенні струму в результаті перевантаження двигуна температура нагрівального елементу зростає. Під впливом тепла, що виділяється нагрівачем термобіметалічний елемент деформується, його ліва частина, відхиляючись убік впливає на розмикаючі контакти і розриває ланцюг живлення утримуючої котушки, внаслідок чого пускач відключається. Теплове реле забезпечене пристроєм для ручного повернення контактів, після закінчення часу, необхідного для охолодження термобіметалічного елементу після спрацьовування, що складається з системи важелів, керованих кнопкою 7. Встановлюваний в тепловому реле нагрівач є змінною деталлю і підбирається по номінальному струму електродвигуна, що захищається. Струм спрацьовування реле може змінюватися в певних межах за допомогою регулятора 3 уставок струму. Межі регулювання струму спрацьовування вказані на шкалі уставок струму, розташованій у верхній частині реле.

Традиційний тепловий захист за допомогою налагоджених теплових реле добре захищає електродвигун лише від перевантажень по струму, але ненадійно - при обриві фази, при включенні двигуна із загальмованим ротором і зовсім не реагує на порушення охолоджування.

 Для всіх типів теплових реле зі змінними нагрівачами передбачається комплект таких нагрівачів з певними номінальними струмами. Нагрівачі відрізняються фіксатором (наявністю і місцем розташування), настановними розмірами і формою місць кріплення, чим забезпечується вільна (без підгонки) установка нагрівачів лише в реле того типа, для якого вони призначені.

Кожен нагрівач має маркування (позначає величину номінального струму теплового елементу), а в реле з незмінними нагрівачами номінальний струм теплових елементів позначається або на корпусі реле, або на наконечниках.

Межі регулювання номінального струму уставки (при крайніх положеннях регуляторів) складають для реле ТРН-8А і ТРН-10А (0,8... 1,25) In, а для реле решти типів - (0,75... 1,3) In.

Тип реле і номінальний струм теплового елементу вибирають з умов, аби максимальний струм тривалого режиму реле (з даним тепловим елементом) був не менш номінального струму електродвигуна, що захищається, струм уставки реле дорівнював номінальному струму електродвигуна (або дещо більше цього струму - в межах 5%), а запас на регулювання струму уставки як у бік його збільшення, так і у бік зменшення був невеликим. Струм уставки визначається з того, що кожне з 10 ділень уставки (по 5 ділень вліво і вправо від нульової позначки) відповідає в середньому 5% номінального струму теплового елементу.

	Урок №52. Електромеханічне реле.
Електричні апарати напругою до 1000 В. Електричні реле, призначення та класифікація за принципом дії. Основні параметри, приклади будови і застосування.Електричні механізми електричних апаратів. Їх призначення, основні типи і будова. Магнітні системи постійного і змінного струмів. Обмотки  електромагнітів.

Реле – це автоматично діючий апарат, що стрибкоподібно змінює стан керованого ланцюга при заданому значенні впливаючої величини. Основними конструктивними частинами реле є сприймаюча і виконавча. До сприймаючої підводиться впливаюча величина, а виконавча стрибкоподібно змінює стан управляючого ланцюга. У електричних реле впливаючими є електричні величини: струм, напруга, потужність, частота струму та ін.

Розрізняють вимірювальні (захисту) і логічні (управління) реле. Вимірювальні реле призначені для спрацьовування з певною точністю при заздалегідь встановленому значенні впливаючої величини, по її виду розділяють на струмові, напруги, потужності і т. д. Логічні реле служать для розмноження і посилення сигналів (проміжні), що поступають до них, створення витримки часу (реле часу) і реєстрації дії пристроїв РЗА (вказівні).

У залежності від включення сприймаючої частини в керований електричний ланцюг безпосередньо або через вимірювальні трансформатори розрізняють первинні і вторинні реле.

По характеру дії  на  вимикачі  керованого електричного ланцюга реле бувають прямої і непрямої дії. Перші безпосередньо діють на механізм привода вимикача, а інші – через проміжний елемент (відключаючий електромагніт, контактор ланцюга включення та ін.).

Розглянемо загальний принцип дії та будову електромеханічного реле, на основі якого побудовані всі інші види реле. Якщо на обмотку 2 реле  подати управляючу напругу, то під дією електромагнітної сили якір 5 притягнеться до сердечника 1 і виконавчі контакти реле змінять своє положення: верхні - розімкнуться, а нижні - замкнуться. Якщо управляючу напругу з обмотки відключити, то під дією протидіючої пружини 4 якір і контакти реле повертаються у вихідне положення: верхні - замикаються, нижні - розмикаються. Таким чином, залежно від управляючої напруги положення контактів реле змінюється стрибкоподібно.

. Електромагнітне реле постійного струму: а - конструкція, б - тягова характеристика, 1 - сердечник, 2 - обмотка, 3 - магнітопровід, 4 - пружина, 5 - якір, 6 - контакти.

Для електромагнітних реле постійного струму в якості магнітопроводів і сердечників  застосовується м'яка електротехнічна сталь, тобто матеріал з великою магнітною проникністю. Тяговою характеристикою реле є електромеханічна характеристика реле F=f(δ), де F - сила притягання якоря, δ - величина повітряного зазору між якорем і сердечником.На попередньому малюнку, б представлена електромеханічна характеристика реле, з якої виходить, що чим менше повітряний зазор δ, тим більше сила притягання якоря F до сердечника реле. Залежно від потужності контактних груп контакти виготовляють із золота, срібла, платини, вольфраму і т. д. Ці матеріали володіють високою температурою плавлення, механічною міцністю, електропровідністю і малою окислюваністю.

Найбільш поширеним матеріалом для контактних груп середньої потужності є срібло; контакти великої потужності виготовляють з вольфраму. Для плавності ходу контактних груп і надійності їх електричних контактів вони зміцнюються на пружних плоских пластинах або пружинах.

Для зменшення іскроутворення на контактах реле застосовують іскрогасні ланцюги, що складаються з ємності і опору, які включаються паралельно контактам реле.На попередньому малюнку показані схеми іскрогасних ланцюгів контактів реле. При розмиканні контактів реле ємність С заряджається або розряджається через опір R, тим самим зменшуючи напругу між управляючими контактами реле Р.

Електромагнітне реле змінного струму за принципом дії аналогічно реле постійного струму. Проте ярмо, якір і сердечник виготовляють лише з листової електротехнічної сталі, для того, щоб за рахунок конструкції зменшити вихрові струми і втрати на гістерезис (перемагнічування сталі). Характерною особливістю реле напруги змінного струму є незалежність електромеханічної характеристики реле від величини повітряного зазору, тобто F=f(δ)=const. Істотним недоліком реле даного типа є вібрація якоря і іскріння контактів з подвійною частотою зміни сили притягання F. Це пояснюється тим, що при змінному струмі сила притягання F міняється по синусоїдальному закону: F=Fwsin2ωt, де Fw - амплітуда сили притягання, ωt - кутова частота, (ωt)=2πft, f - частота змінного струму.

Реле змінного струму: 1 - обмотка, 2 - магнітопровід, 3 - контакти, 4 - якір, 5 - мідний виток, 6 - полюсний наконечник.

Для боротьби з явищем вібрації якоря застосовується така конструкція реле змінного струму , при якій полюсний наконечник 6 роздвоєний і на ньому встановлюється короткозамкнений мідний виток 5. Під дією напруги котушки частина магнітного потоку наводить е.р.с. у мідному короткозамкненому витку, яка створює в ньому струм і свій магнітний потік. Цей магнітний потік, взаємодіючи з основним магнітним потоком котушки, утримує якір притягнутим, не допускаючи вібрації якоря і іскріння контактів.

	Урок №51. Неавтоматичні апарати.
Електричні апарати напругою до 1000 В. Плавкі запобіжники. Неавтоматичні вимикачі, резистори, реостати,  контролери  і командо-апарати. Призначення  апаратів. Їх конструкція, основні типи і параметри.

Під ручним управлінням мається на увазі включення або відключення апаратів обслуговуючим персоналом. Основними апаратами ручного управління є рубильники, пакетні вимикачі і перемикачі, контроллери і командоконтролери, кнопки.

Рубильники  - прості апарати ручного управління, що випускаються одно-, двух- і триполюсними. Комутуючим елементом рубильників є рухливий ніж, що входить при включенні в губки контактних стійок. Основний принцип дії рубильників зберігається для рубильників складніших конструкцій, що використовуються в системах управління устаткуванням.

У ряді випадків один апарат може поєднувати декілька функцій, наприклад в деяких сучасних рубильниках як ножі використовують запобіжники. Такі рубильники одночасно виконують функції комутації і захисту. Блоковий рубильник-запобіжник БПВ містить три запобіжники 3, укріплених на загальній траверсі. При його включенні запобіжники переміщаються разом з траверсой і їх ножами входять в губки 1 і 4 контактних стійок. Ці рубильники випускають в закритому виконанні, причому відкидна кришка має механічне блокування з рукояткою: відкрити кришку можна лише при відключеному положенні рукоятки, а включити рукоятку - лише при закритій кришці.

Блок запобіжник-вимикач БПВ-34: 1, 4 - верхні і нижні губки вимикача; 2 - рукоятка; 3 - запобіжник

Плавкі запобіжники слугують найпростішими апаратами захисту електроустановок від перевантажень і коротких замикань. У кожному запобіжнику є плавка вставка, яка є ослабленою ділянкою електричного кола і вибирається так, щоб при збільшенні струму більше допустимого вона розплавлялася і тим самим розривала коло електроустановки, що захищається.

Плавкі запобіжники мають залежну струмочасову характеристику, тобто час розплавлення їх плавкої вставки залежить від струму, що проходить: чим більше струм, тим швидше розплавляється плавка вставка. З характеристики видно, щопоки струм не перевищує Імін плавка вставка не плавиться, і лише після перевищення цього значення вона буде розплавлятися тим швидше, чим більше струм. Випускаються трубчасті запобіжники ПР-2, ПН, ПП, НПН (крім НПН вони всі розбірні). Запобіжники ПН-2, ПП-17 і ПП-18 можуть постачатися з покажчикомспрацьовування і замикаючим контактом допоміжного кола, з покажчиком спрацьовування і розмикаючим контактом допоміжного кола, без покажчика спрацьовування і контактів допоміжного кола. Всі запобіжники, окрім ПР-2, заповнені кварцовим піском і встановлюються у вертикальному або горизонтальному положенні.

Плавкий запобіжник: а - характеристика, б - влаштування, в - плавка вставка, 1 - затиск, 2 - контактний ніж, 3 - губка, 4 - накидна гайка, 5 - металева втулка, 6 - фіброва втулка

Запобіжники випускають на наступні номінальнінапруги і струми: ПР-2- до500 В і від 10 до 1000 А (плавкі вставки - на струми від 6 до 1000 А); НПН-60- до500 В і 60 А (плавкі вставки - від 6 до 60 А); ПН-2- до380 В і від 100 до 600 А (плавкі вставки - від 30 до 600 А); ПП-17 - до 380 В і 1000 А (плавкі вставки - від 500 до 1000А); ПП-18- до660 В і від 160 до 1000 А (плавкі вставки - від 50 до 1000 А).

Номінальний струм плавкої вставки має бути не менше розрахункового струму кола, що захищається. Для настройки від пускових струмів електродвигунів струм плавкої вставки Івстповинен бути в 2,5 рази менше пускового струму Іп двигуна, якщо частота пусків невелика і їх тривалість не більше 2 с; при більшій частоті пусків або їх тривалості більше 2 с струм Івст = Іп/(1,6÷2,0).

Для забезпечення селективності дії плавкі вставки вибирають, користуючись струмочасовими характеристиками запобіжників з врахуванням можливого їх розкиду за даними завода-виробника. Плавкі вставки запобіжників калібрують так, щоб при нижньому значенні випробувального струму вони не плавилися, а при верхньому плавилися протягом 1 год.

Пакетні вимикачі і перемикачі застосовують для комутації в ланцюгах управління і сигналізації, в схемах пуску і реверсу двигунів невеликої потужності, перемикання обмоток асинхронних двигунів із зірки на трикутник. Пакетний вимикач складається з ряду шарів - пакетів 3, усередині яких знаходяться рухливий 5 і нерухомі 4 контакти. Рухливий контакт 5 закріплений на осі 2, що обертається за допомогою рукоятки 1 і що має ряд фіксованих положень, в яких замикаються нерухомі контакти одного з пакетів. Виводи 6 нерухомих контактів закріплено в корпусі вимикача. Недолік таких пакетних вимикачів - низька надійність ковзаючих контактів. Пакетні вимикачі кулачкового типа, в яких електричний ланцюг замикається нерухомими контактами, позбавлені такого недоліку. Рухливими контактами є діелектричні кулачки, які залежно від їх конфігурації і положення осі вимикача замикають контакти.

Пакетний вимикач: 1 - рукоятка; 2 - вісь; 3 - пакети; 4, 5 - нерухомі і рухомі контакти; 6 - виводи

Барабанний контролер: 1 - барабан; 2, 3 - рухомі і нерухомі контакти	Контролери, близькі за принципом дії і функціями до пакетних вимикачів, застосовують для перемикань в потужних електричних ланцюгах за певною програмою. З їх допомогою здійснюється комутація в ланцюгах деяких кранів і інших механізмів, де програма роботи задається контролерами. Розрізняють контролери барабанні і кулачкові. Комутація ланцюгів в барабанному контролері здійснюється при обертанні барабана 1 і замиканні рухливих 2 і нерухомих 3 контактів. Рухливі контакти виконані з міді або бронзи і відокремлені від барабана діелектричним матеріалом. Наявність ковзаючого контакту, як вже наголошувалося, різко знижує надійність апарату, тому частіше застосовують кулачкові контролери, що мають нековзні контакти, на які впливають фасонні кулачки. Пристрій однієї з секцій кулачкового контроллера показаний на малюнку. При повороті кулачка 3, ролик 2 знаходиться або на кулачку, або потрапляє в його виріз. Коли ролик котиться по кулачку, контакти 1 і 6 розведені і знаходяться в розімкненому стані. При попаданні ролика у виріз контакти під впливом пружин 4 і 5 замикаються.
Секція кулачкового контролера: 1, 6 - нерухомий і рухомий контакти; 2 - ролик; 3 - кулачок; 4, 5 - пружини

Командоконтролери, що є невеликими кулачковими контролерами, застосовують для перемикання в малопотужних ланцюгах управління. Кнопки застосовують для замикання і розмикання електричних ланцюгів в схемах управління. Виготовляють кнопки різноманітних конструкцій (з різним набором замикаючих і розмикаючих контактів): з самоповерненням у вихідне положення; з клямками, що фіксують положення після натиснення; що включаються спеціальним ключем і ін.

Апарат, що складається з неіндуктивного (омічного) опору і комутуючого пристрою, за допомогою якого можна регулювати цей опір, називають реостатом.

Залежно від призначення розрізняють реостати пускові (для пуску електродвигунів), пускорегулювальні (для пуску, і регулювання частоти обертання електродвигунів) і збудження (для регулювання напруги генераторів). Одним з основних елементів, що визначають конструктивне виконання реостата, є матеріал, з якого виконані його опори (резистори). Розрізняють реостати металеві, рідинні і вугільні.

У реостаті електрична енергія перетворюється на тепло, яке відводиться від резисторів шляхом їх охолодження. За способом охолодження резисторів реостати можуть бути з повітряним, масляним або водяним охолодженням.

	Пусковий реостат постійного струму: а - вигляд спереду, б - вигляд збоку; 1 - рухомий контакт, 2 - лінійний контактор, 3 - максимальне реле, 4 - панель, 5 - контактна шина, 6 - нерухомі контакти ступенів резисторів, 7 - підставка реостата, 8 - траверса, 9 - маховик приводу,  10 - кришка,  11 - елементи опору (резистори)
	Резистори реостатів: а - рамковий   з   дроту,   б - рамковий   із   стрічки,   в - литий   чавунний, г - каркасний; 1 - вивід, 2 - дріт, 3 - стрічка, 4 - рамка, 5 - ізольований стрижень, 6 - ізолятор пакету, елементів, 7 - ізоляційна міжелементна шайба,  8 - чавунні   елементи,  9 - опорна   стійка,   10 - трубчастий   каркас з фарфору.

В електроустановках промислових підприємств застосовують переважно реостати з металевими резисторами з повітряним або масляним охолоджуванням, що пояснюється простотою їх конструкції, можливістю застосування в різних умовах роботи, а також великою експлуатаційною надійністю. Переважна більшість пускових і пускорегулювальних металевих реостатів загальнопромислового призначення  виконані  із  ступінчастим  включенням резисторів.

Пристрій пускового металевого реостата постійного струму показаний на мал. 51.7, а, б. Резистори реостатів виготовляють з металів, що володіють великим питомим електричним опором, температурною стійкістю, механічною міцністю і корозійною стійкістю. До цих металів відносять фехраль і ніхром з питомими опорами 1,18 і 1,13 Ом·мм2/м і максимально допустимою температурою нагріву 850 і 1000 °С відповідно. Меншим питомим електричним опором (0,8 Ом·мм2/м) і нижчою допустимою температурою нагріву (400 °С) володіє чавун. Резистори з чавуну широко застосовують в реостатах різного призначення через простоту їх виготовлення (шляхом лиття) і порівняно низької вартості. Резистори пускових і пускорегулювальних реостатів найчастіше є набором рамкових елементів, обмотаних дротом (мал. 51.8, а, б) або стрічкою, рідше – литих чавунних (мал. 51.8, в). У ряді реостатів використовують каркасні елементи з намотаною на них дротяною спіраллю (мал. 51.8, г). Металеві резистори реостатів ушкоджуються дуже часто.

	Урок №50. Електричні контакти. Природа виникнення і горіння електричної дуги.
Електричні контакти, основні поняття. Типи контактів. Їх класифікація за призначенням. Матеріали контактів. Природа виникнення і горіння електричної дуги. Способи гасіння дуги. Дугогасильні пристрої  та  їх конструкція при різних способах гасіння.

В комутаційних і електромеханічних елементах, які призначені для перемикання електричних кіл при ручному і автоматичному управлінні, базовим є контактний вузол. Саме надійність контактного вузла визначає працездатність будь-якої комутаційної апаратури. Контактний вузол складається з рухомого і нерухомого контактів. Ці контакти можуть знаходитись у замкненому і розімкненому стані. В замкненому стані опір між контактами повинен бути мінімальним. Цей опір називають опором контактного переходу. Здавалося б, для того, щоб забезпечити малий опір контактного переходу, потрібно збільшити площу зіткнення контактів. Однак, навіть при дуже ретельній шліфовці на поверхні контактів залишається багато мікровиступів і мікрозападин.

Зміна опору контактного переходу в залежності від зусиль натиску

Тому площа поверхні, що реально контактує менша за площу контактів. Для того, щоб збільшити поверхню, що реально контактує, потрібно прикласти силу, яка притисне контакти один до одного. В першу мить при зближенні контактів вони стикаються лише в одній точці, площа якої дуже мала, а опір контактного переходу великий. Зусилля натиску F створює на малій площі більший тиск, що призводить до зім'ятості матеріалу контактів, збільшенню площі зіткнення і появі нових точок зіткнення. Питомий тиск зменшується, і процес наближення контактів і зім'ятості їх матеріалу закінчується тоді, коли цей питомий тиск зрівнюється з межею міцності матеріалу на зім'ятість. Характер залежності опору контактного переходу Rk від питомого контактного тиску Fn показує, що збільшення Fn доцільно лише до певної межі, при якій опір Rk вже достатньо близький до мінімально можливого, що визначається електропровідністю матеріалу контактів. Через замкнені контакти проходить струм І і вони нагріваються під дією теплоти, що виділяється і відповідає потужності втрат в контактному переході: Рk=І2 Rk Тому допустиме значення струму, що проходить через контакти, залежить від термічної міцності контактів і від умов тепловідводу, тобто від конструкції і розмірів контактів.

В розімкненому стані опір контактів повинен наближатись до нескінченності (практично мільйони Ом), що забезпечується ізолювальними властивостями середовища в контактному проміжку і відстанню між контактами. В розімкненому стані під дією хімічного впливу навколишнього середовища відбувається корозія контактів. Ця корозія полягає у виникненні оксидних (під дією кисню повітря) і сульфідних (під дією сірки повітря) плівок. В деяких матеріалах (наприклад, в міді) ці плівки мають великий опір, що призводить до збільшення опору контактного переходу при замиканні контактів.

Найбільш складний режим роботи контактів пов'язаний з розмиканням електричного кола, оскільки при розмиканні контактів між ними виникає електрична дуга. При цьому відбувається розплавлення контактів і їх зношування, яке називається електричною ерозією.

Таким чином, під час роботи контакти підлягають механічному стиранню, хімічній корозії та електричній ерозії. Зменшити негативний вплив цих факторів можна при правильному виборі конструкції контактів і їх матеріалу.

Конструктивні типи контактів.

	наведений важільний контактний вузол, який складається з двох плоских пружин з нерухомим 1 і рухомим 2 контактами.
За формою поверхонь, що контактують всі конструкції контактів можуть бути розділені на три основних типи: точкові, лінійні і площинні. Точкові контакти  мають вигляд конусів або напівсфер, які стикаються з площиною або напівсферою в одній точці. Такі контакти призначені для перемикання малих струмів. Лінійні контакти мають вигляд двох циліндричних поверхонь або призми і площини, що стикаються по лінії. Вони призначені для середніх і великих струмів. Площинні контакти  мають стикання по площині і призначені для великих струмів. Контактні вузли включають, окрім контактів, кручені або плоскі пружини, які забезпечують силу натискання між контактами.

Пружини жорстко закріплені одним кінцем в ізоляційній основі 3. Переміщення рухомого контакту 2 відбувається під впливом упора 4. Після того, як рухомий контакт 2 переміститься на величину розхилу контактів Хо, відбудеться замикання контактів. Обидві пружини отримають додатковий прогин на величину прогину контактів Хп, оскільки рух упора 4 трохи подовжиться. За рахунок цього відбудеться прослизання контактів (його ще називають притиранням), яке необхідне для знищення пилу і оксидної плівки з поверхні контактів.

На малюнку показаний мостовий контактний вузол, який забезпечує розрив електричного кола в двох місцях, що підвищує надійність роботи. При переміщенні упора 1, місток з двома рухомими контактами 3 переміщується в напрямку двох нерухомих контактів 4 до стикання контактів. Кручена пружина 2 забезпечує зусилля притискання і можливість самовстановлення рухомих контактів відносно нерухомих, що компенсує зношування контактів і деякі неточності при їх виготовленні. Повний хід упора 1 складається з розхилу контактів Хо і провалу Хп.

Мостовий контактний вузол

На малюнку наведений важільний контактний вузол з шарнірним закріпленням рухомого контакту 2, який торкається нерухомого контакту 3 по лінії. Контактне натискання відбувається за допомогою пружини 4. Переміщення рухомого контакту відбувається при обертанні важеля 1 проти годинникової стрілки відносно осі О1. Спочатку рухомий контакт 2 переміщується на величину розхилу контакту до стикання з нерухомим контактом 3 в точці А. Після цього рухомий контакт здійснює складний рух, обертаючись одночасно відносно осі О2 і разом із важелем 1 відносно осі О1. В результаті рухомий контакт 2 перекочується по нерухомому 3. В замкненому стані контактування відбувається в точці В. Перекочування сприяє очищенню контактів від окисних плівок, а головне - точка В не підлягає електричній ерозії під час розмикання контактів.

Матеріали контактів.

Обираючи матеріал контактів, необхідно забезпечити виконання ряду вимог: велику механічну стійкість, високу температуру плавлення, високу теплопровідність і електропровідність, стійкість проти корозії та ерозії. Низька вартість бажана, але вона не відноситься до основних вимог. Основні вимоги - це ті, які забезпечують високу надійність. Відомі випадки, коли відмова лише одного контакту призводить до втрат, які в мільйони разів перевищують вартість цього контакту.

Перерахованим вище вимогам найбільшою мірою задовольняють срібло, золото, платина та їх сплави - вольфрам, мідь.

Природа виникнення і горіння електричної дуги. Способи гасіння дуги.

При розмиканні електричного кола виникає електричний розряд у виглядіелектричної дуги. Для появи електричної дуги достатньо, щоб напруга на контактах була вище 10 В при струмі в ланцюзі порядку 0,1 А і більше. При значних напругах і струмах температура всередині дуги може досягати 10 ... 15 тис. 0С , в результаті чого плавляться контакти і струмопровідні частини.

При напругах 110 кВ і вище довжина дуги може досягати декількох метрів. Тому електрична дуга, особливо в потужних силових ланцюгах, на напругу вище 1 кВ являє собою велику небезпеку, хоча серйозні наслідки можуть бути і в установках на напругу нижче 1 кВ. Внаслідок цього електричну дугу необхідно максимально обмежити і швидко погасити в ланцюгах на напругу як вище, так і нижче 1 кВ.

Причини виникнення електричної дуги.

	Процес утворення електричної дуги спрощено може бути представлено таким чином. При розбіжності контактів спочатку зменшується контактний тиск і відповідно контактна поверхня, збільшуютьсяперехідний опір, щільність струму і температура - починаються місцеві (на окремих ділянках площі контактів) перегріви, які надалі сприяють термоелектронній емісії, коли під впливом високої температури збільшується швидкість руху електронів і вони вириваються з поверхні електрода. У момент розбіжності контактів, тобто розриву ланцюга, на контактному проміжку швидко відновлюється напруга, оскільки при цьому відстань між контактами мала, виникаєелектричне поле високої напруженості, під дією якого з поверхні електрода вириваються електрони. Вони розганяються в електричному полі і при ударі в нейтральний атом віддають йому свою кінетичну енергію. Якщо цієї енергії достатньо, щоб відірвати хоча б один електрон з оболонки нейтрального атома, то відбувається процес іонізації. Утворені вільні електрони і іони складають плазму стовбура дуги, тобто іонізований канал, в якому горить дуга і забезпечується безперервний рух частинок. При цьому негативно заряджені частинки, в першу чергу електрони, рухаються в одному напрямку (до анода), а атоми і молекули газів, позбавлені одного або декількох електронів, - позитивно заряджені частинки - в протилежному напрямку (до катода). Провідність плазми близька до провідності металів. У стовбурі дуги проходить великий струм і створюється висока температура. Така температура стовбура дуги призводить до термоіонізації - процесу утворення іонів внаслідок зіткнення молекул і атомів, що володіють великою кінетичною енергією при високих швидкостях їх руху (молекули і атоми середовища, де горить дуга, розпадаються на електрони і позитивно заряджені іони). Інтенсивна термоіонізація підтримує високу провідність плазми. Тому падіння напруги по довжині дуги невелике. В електричній дузі безперервно протікають два процеси: крім іонізації, також деіонізація атомів і молекул. Остання відбувається в основному шляхом дифузії, тобто перенесення заряджених частинок у навколишнє середовище, і рекомбінації електронів і позитивно заряджених іонів, які возз’єднуються в нейтральні частинки з віддачею енергії, витраченої на їх розпад. При цьому відбувається тепловідвід в навколишнє середовище. Таким чином, можна розрізнити три стадії розглянутого процесу: запалювання дуги, коли внаслідок ударної іонізації і емісії електронів з катода починається дуговий розряд і інтенсивність іонізації вища, ніж де іонізації; стійке горіння дуги, підтримуване термоіонізацією в стовбурі дуги, коли інтенсивність іонізації і деіонізації однакова; згасання дуги , коли інтенсивність деіонізації вища, ніж іонізації.

Способи гасіння дуги в комутаційних електричних апаратах.

Для того щоб відключити елементи електричного кола і виключити при цьому ушкодження комутаційного апарату, необхідно не тільки розімкнути його контакти, а й погасити між ними дугу, що з’являється. Процеси гасіння дуги, так само як і горіння, при змінному та постійному струмі різні. Це визначається тим, що в першому випадку струм в дузі кожен напівперіод проходить через нуль. У ці моменти виділення енергії в дузі припиняється і дуга щоразу мимовільно гасне, а потім знову спалахує.

Практично струм в дузі стає близьким нулю дещо раніше переходу через нуль, так як при зниженні струму енергія, що підводиться до дуги, зменшується, відповідно знижується температура дуги і припиняється термоіонізація. При цьому в дуговому проміжку інтенсивно йде процес деіонізації. Якщо в даний момент розімкнути і швидко розвести контакти, то наступний електричний пробій може не відбутися і ланцюг буде відключено без виникнення дуги. Однак практично це зробити вкрай складно, і тому приймають спеціальні заходи прискореного гасіння дуги, забезпечують охолодження дугового простору і зменшення числа заряджених частинок.

В результаті деіонізації поступово збільшується електрична міцність проміжку і одночасно зростає відновлююча напруга на ньому. Від співвідношення цих величин і залежить, чи загориться на чергову половину періоду дуга чи ні. Якщо електрична міцність проміжку зростає швидше і виявляється більшою відновлюючої напруги, дуга більше не загориться, в іншому ж випадку буде забезпечено стійке горіння дуги. Перша умова і визначає завдання гасіння дуги.

У комутаційних апаратах використовують різні способи гасіння дуги.

Подовження дуги.При розбіжності контактів у процесі відключення електричного кола дуга, що виникла розтягується. При цьому поліпшуються умови охолодження дуги, так як збільшується її поверхня і для горіння потрібна більша напруга . Ділення довгої дуги на ряд коротких дуг. Якщо дугу, що утворилася при розмиканні контактів, розділити на кілька коротких дуг, наприклад затягнувши її в металеву решітку, то вона згасне. Дуга зазвичай затягується в металеву решітку під впливом електромагнітного поля, що наводиться в пластинах решітки вихровими струмами. Цей спосіб гасіння дуги широко використовується в комутаційних апаратах на напругу нижче 1 кВ, зокрема в автоматичних повітряних вимикачах.

Охолодження дуги у вузьких щілинах. Гасіння дуги в малому обсязі полегшується. Тому вкомутаційних апаратах широко використовують дугогасильні камери з поздовжніми щілинами (вісь такої щілини збігається за напрямком з віссю стовбура дуги). Така щілина зазвичай утворюється в камерах з ізоляційних дугостійких матеріалів. Завдяки зіткненню дуги з холодними поверхнями відбуваються її інтенсивне охолодження, дифузія заряджених частинок у навколишнє середовище і відповідно швидка деіонізація. Крім щілин з плоскопаралельними стінками, застосовують також щілини з ребрами, виступами, розширеннями (кишенями). Все це призводить до деформації стовбура дуги і сприяє збільшенню площі зіткнення її з холодними стінками камери. Втягування дуги у вузькі щілини зазвичай відбувається під дією магнітного поля, що взаємодіє з дугою, яка може розглядатися як провідник зі струмом. Зовнішнємагнітне поле для переміщення дуги найбільш часто забезпечують за рахунок котушки, що включається послідовно з контактами, між якими виникає дуга. Гасіння дуги у вузьких щілинах використовують в апаратах на всі напруги.

Потужні електропневматичні контактори постійного струму з щілинними дугогасними камерами (1) і без. 2 - електропневматичні вентилі, 3 - циліндри привода, 4 - силові контакти.

Гасіння дуги високим тиском. При незмінній температурі ступінь іонізації газу падає з ростом тиску, при цьому зростає теплопровідність газу. За інших рівних умовце призводить до посиленого охолодження дуги. Гасіння дуги за допомогою високого тиску, створюваного самою ж дугою в щільно закритих камерах, широко використовується в плавких запобіжниках і ряді інших апаратів.

Гасіння дуги в маслі. Якщоконтакти вимикача поміщені в масло, то дуга, що виникає при їх розмиканні, призводить до інтенсивного випаровування масла. У результаті навколо дуги утворюється газовий міхур (оболонка), що складається в основному з водню (70 ... 80 %), а також парів масла. Виділені гази з великою швидкістю проникають безпосередньо в зону стовбура дуги, викликають перемішування холодного і гарячого газу в міхурі, забезпечують інтенсивне охолодження і відповідно деіонізацію дугового проміжку. Крім того, деіонізіуючу здатність газів підвищує створюваний при швидкому розкладанні масла тиск всередині міхура.

Інтенсивність процесу гасіння дуги в маслі тим вище, чим ближче стикається дуга з маслом і швидше рухається масло по відношенню до дуги. Враховуючи це, дуговий розрив забезпечують замкнутим ізоляційним пристроєм -дугогасною камерою. У цих камерах створюється більш тісне зіткнення масла з дугою, а за допомогою ізоляційних пластин і вихлопних отворів утворюються робочі канали, по яких відбувається рух масла і газів, забезпечуючи інтенсивне обдування (дуття) дуги.

Дугогасні камери за принципом дії поділяють на три основні групи: з автодуттям, коли високі тиск і швидкість руху газу в зоні дуги створюються за рахунок енергії, що виділяється в дузі, з примусовим масляним дуттям за допомогою спеціальних нагнітаючих гідравлічних механізмів, з магнітним гасінням в олії, коли дуга під дією магнітного поля переміщається у вузькі щілини.

Найбільш ефективні і простідугогасні камери з автодуттям. Залежно від розташування каналів і вихлопних отворів розрізняють камери, в яких забезпечується інтенсивне обдування потоками газопарової суміші та олії вздовж дуги (поздовжнє дуття) або поперек дуги (поперечне дуття). Розглянуті способи гасіння дуги широко використовуються у вимикачах на напругу вище 1 кВ.

Інші способи гасіння дуги в апаратах на напругу вище 1 кВ. Крім зазначених вище способів гасіння дуги, використовують також: стиснене повітря, потоком якого уздовж або поперек обдувається дуга, забезпечуючи її інтенсивне охолодження (замість повітря застосовуються і інші гази, часто одержувані з твердих газогенеруючих матеріалів - фібри, вініпласту та ін. - за рахунок їх розкладу самою палаючою дугою);елегаз (шестифториста сірка), що володіє більш високою електричною міцністю, ніж повітря і водень, внаслідок чого дуга, що горить в цьому газі, навіть при атмосферному тиску досить швидко гаситься; високорозріджений газ (вакуум), при розмиканні контактів в якому дуга не загорається знову (гасне) після першого проходження струму через нуль.

	Урок №49. Загальні відомості про електричні апарати.
Класифікація апаратів управління та захисту, їх технічні характеристики, галузі застосування.

Електричними апаратами називають особливі електротехнічні пристрої, призначені для керування, регулювання або захисту еле­ктричних кіл і машин. Електричні апарати класифікують:за призначенням - комутуючі (для вимикання і вмикання елек­тричних кіл), захисні (для захисту електричних кіл і машин шля­хом їх вимикання при струмах перевантаження і короткого зами­кання, а також при змінах напруги та інших порушеннях режимів роботи електроустановки), пускорегулювальні (для здійснення пуску і регулювання частоти обертання, струму і напруги електрич­них машин), контролюючі (для контролю заданих параметрів електричного кола; при порушенні цих параметрів вони реагують, надсилаючи імпульси струму, що викликають дію сигналу або вимикального апарата);

за принципом роботи- контактні (замиканням і розмиканням рухомих контактних частин здійснюється вплив на кероване елек­тричне коло); безконтактні (які здійснюють керування приєднани­ми до них електричними колами зміною своїх електричних параме­трів - індуктивності, ємності, опору тощо);

за напругою - низької (до 1000 В, але, як правило, до 660 В включно) і високої (понад 1000 В, найчастіше 6 кВ і вище);

за родом струму - постійного або змінного;

за виконанням- у відкритому, захищеному, вибухобезпечному тощо.

Електричні апарати можна класифікувати і за іншими ознаками, наприклад за кількістю полюсів (однополюсні або триполюсні), за способом гасіння в апараті електричної дуги(з гасінням в деіонній гратці, у маслі або в газовому середовищі), за способом дії (елек­тромагнітні, теплові, індукційні).

До електричних апаратів висуваються різні вимоги, що визна­чаються переважно їх призначенням та умовами навколишнього середовища. Всі електричні апарати повинні задовольняти таким загальним вимогам:

- струмопровідні частини мають витримувати нагрівання певної температури, викликані протіканням через них тривало - номіна­льних струмів і короткочасно - струмів перевантаження і наскріз­ного короткого замикання;

- контактні частини й механізми повинні витримувати без пору­шення регулювання гарантовану заводом-виробником кількість ци­клів вмикань і вимикань;

- контакти мають бути здатні вмикати і вимикати всі струми ро­бочих режимів, а контакти багатьох апаратів - також і струми аварійних режимів;

- деталі повинні витримувати без будь-яких порушень, що перешкоджають їх подальшій нормальній роботі, електродинамічні зусилля, які виникають у струмопровідних частинах під час протікан­ня через них струмів перевантаження або короткого замикання;

- електрична ізоляція повинна забезпечувати надійну і безпечну роботу апарата за заданих значень напруги, а також за коротко­часних перевантажень певної величини.

Основними і найвідповідальнішими частинами електричних апа­ратів загальнопромислового призначення є контакти.

Якість контакту в апараті залежить від тиску в контакті, а та­кож від правильності обробки і стану контактних поверхонь. По­гано оброблені і окислені (вкриті плівками оксидів) контакти ма­ють значний перехідний опір. Тому під час монтажу електричних апаратів особливу увагу слід звертати на стан їх контактів. Окис­лені контактні поверхні мідних контактів треба обробляти напил­ком для створення шорсткості, яка забезпечує, кращий контакт, ніж поліровані або шліфовані поверхні. Поверхні контактів повинні бу­ти чистими, а тиск у контактах - відповідати заводським даним.

В останні роки багато електричних апаратів випускають з кон­тактами, вкритими металокерамікою. Контакти з металокераміч­ним покриттям очищають, промиваючи чистим бензином. Обробля­ти їх напилком забороняється.

Електричні апарати, які надходять на монтаж у заводській упаковці і без ознак пошкоджень, відкривати, і тим більше розби­рати, не слід. При необхідності усунення дрібних пошкоджень в апараті всі роботи треба виконувати так, щоб максимально зберег­лося заводське складання і регулювання контактів, механізму та інших частин апарата.

Апарати, які застосовують для керування електричними колами, поділяються на неавтоматичні і автоматичні.

		Неавтоматичними апаратами є рубильники, перемикачі, пакетні вимикачі, ящики з рубильниками, а також барабанні вимикачі та контролери, керування якими здійснюється вручну безпосередньо оператором.
		Автоматичними апаратами є контактори, магнітні пускачі і авто­мати, якими керують дистанційно або які діють автоматично в разі зміни установленого режиму роботи електродвигуна або живильної мережі (перевантаження, зниження чи повне зникнення напруги тощо).

Натисніть на текст виділений синім кольором.

Контроль знань

	Урок №47. Правила технічної експлуатації освітлювальних електроустановок. Безпека праці при монтажі, технічному обслуговуванні та ремонті освітлювальних електроустановок.
Правила технічної експлуатації освітлювальних електроустановок. Строки проведення планово-попереджувальних ремонтів і оглядів освітлювального обладнання. Контроль над ізоляцією електропроводок різного виду. Контроль за освітленістю основних приміщень. Очищення захисного скла та розсіювачів світильників. Заміна перегорілих ламп. Контроль над контактами патронів, контактними з’єднаннями пускорегулювальної апаратури, конденсаторами, ущільненнями, прокладками уводів електропроводів, кріпленнями. Вибір проводів за навантаженням. Порядок проведення оглядів. Послідовність ремонтних операцій при виявленні дефектів в освітлювальних установках і розподільних пристроях.
	Правила технічної експлуатації освітлювальних електроустановок. Строки проведення планово-попереджувальних ремонтів і оглядів освітлювального обладнання. Контроль над ізоляцією електропроводок різного виду.

Для експлуатації освітлювальних електроустановок стан ізоляційних матеріалів дуже важливий. Забрудненість і запорошеність електроізоляції знижує її електроізоляційні властивості. Перегрівання ізоляції одночасно з пониженням електроізоляційних властивостей робить її крихкою і механічно менш міцною. Внаслідок цього виникають електричні пробої, які призводять до виходу з ладу електроустановок. Наступним елементом, що відіграє важливу роль під час експлуатації проводок є електричні контакти, які при експлуатації постійно окислюються і слабнуть. Тому перехідний опір контактів збільшується, що викликає їх недопустиме перегрівання і знижен­ня якості.

Щоб забезпечити безперебійну роботу електропроводок і нормальний термін їх роботи, в процесі експлуатації здійснюють відповідний нагляд і своєчасний ремонт. Нагляд здійснюють шля­хом систематичних перевірок їх технічного стану.

Необхідна частота оглядів електропроводок залежить переважно від умов довкілля. У цехах вологих, запорошуваних, з парою і газа­ми, що шкідливо впливають на ізоляцію електропроводок, огляд проводять частіше ніж в цехах з нормальним середовищем. Графік оглядів затверджує головний енергетик підприємства. У приміщеннях з нормальним середовищем огляд електропроводок проводять один раз на шість місяців, а в приміщеннях з неблагополучним середови­щем (сирих, з їдкою парою) — один раз на три місяці. Ремонт здійснюють в міру необхідності, на основі результатів огляду.

Під час оглядів заборонено знімати електротехнічні попереджу­вальні плакати й огорожі, а також наближатися до частин електро­установок, що перебувають під напругою. Якщо при оглядах виявле­но несправності, то про це повідомляють безпосередньо начальника й одночасно роблять відповідний запис в експлуатаційному журналі.

При оглядах електропроводок звертають увагу на загальний стан ізоляції і відсутність в ній видимих пошкоджень: міцність закріплення електропроводки та конструкцій, що підтримують кабель й інші елементи електромережі; відсутність натягу провод­ки в місцях розгалуження. При оглядах запобіжників звертають увагу на їх справність і відповідність до навантаження й перерізу проводів. В місцях, де є можливість ураження електричним стру­мом, перевіряють наявність попереджувальних надписів, плакатів і огороджень. Перевіряють також стан кабельних воронок, відсутність у них протікання, наявність бірок, а також щільність контактів у місцях приєднання жил кабелів. При оглядах необхідно також звертати увагу на стан заземлювального пристрою і надійність контактних з'єднань у ньому.

Заміну плавких вставок і дрібний ремонт освітлювальної елек­тропроводки можна виконувати лише при знятій напрузі.

Крім згаданих оглядів необхідно здійснювати контроль за ста­ном електропроводки за допомогою періодичних вимірювань опо­ру ізоляції, навантажень й електричної напруги мережі в різних точках. Періодичність цих вимірювань, а також вибір точок для вимірювань залежать від місцевих умов і вказані в інструкції підприємства. В сирих і запорошуваних приміщеннях опір ізоляції вимірюють двічі на рік, а в приміщеннях з нормальним середови­щем – один раз на рік.

Слід зауважити, що навіть за найсприятливіших умов експлуатації електропроводок їх ізоляція під впливом різних при­чин поступово погіршує свої властивості (старіє), тому періодично електропроводку необхідно замінювати на нову.

Під час експлуатації проводок контролюють і їх струмове навантаження. Це зумовлено тим, що електричні навантаження можуть з різних причин змінюватися. Перевантаження проводів протягом тривалого часу призводить до небажаного перегрівання електричної ізоляції. Якщо перевірки покажуть, що перевантажен­ня проводки систематичне, то необхідно вжити заходів щодо роз­вантаження мереж або їх підсилення. При підсиленні електропро­водки потрібно стежити за тим, щоб струми в нових проводах і кабелях не перевищували значень, встановлених ПУЕ.

Важливе значення для правильної експлуатації електроустатку­вання має величина напруги. Ця величина змінюється протягом доби. В час максимального споживання електроенергії напруга в електромережі знижується, а в години мінімального споживання підвищується. Електроспоживачі працюють нормально до тих пір, поки коливання напруги не вийдуть за певні межі. Якщо перевірками буде виявлено, що коливання напруги перевищують допустимі значення, то слід вжити заходів, які б допускали регулю­вання величини напруги (наприклад, використати трансформатори).

Бувають випадки, що під час експлуатації якась окрема лінія більше місяця не працювала. За цей час лінія могла бути пошкод­жена або відсиріти. В таких випадках непрацюючу лінію перед її вмиканням уважно оглядають і перевіряють стан її ізоляції.

Дрібний ремонт проводок складається з таких робіт: заміни несправних ізоляторів, штепсельних розеток і вимикачів; закріплення проводки, що провисає; відновлення електромережі в місцях її обриву; заміну запобіжників.

До обсягу середнього ремонту входять заміна електропровод­ки з пошкодженою ізоляцією, включаючи трубопроводи; перетягування проводів, що мають неприпустимо велике провисання; ре­монт муфт і воронок.

При капітальному ремонті повністю переобладнують цехові електромережі, в тому числі всі зношені елементи.

Безпека праці при монтажі, технічному обслуговуванні та ремонті освітлювальних електроустановок.

1. При монтажі, технічному обслуговуванні та ремонті електропроводок і освітлювальних установок користуються інструментами з ізольованими ручками.

2. Під час виконання роботи бути особливо пильним.

3. Усі прилади матеріали а також інструмент розміщувати так, щоб порушення центра тяжіння не призвело до їх падіння.

4. До монтажу та ремонту електропроводок і освітлювальних установок  необхідно  пересвідчитись у відповідності номіналів запобіжників напрузі живлючої мережі та номінального струму.

5. Чистити арматуру світильників та заміняти лампи необхідно при вимкнутій напрузі.

6. Перевіряти та ремонтувати (на місці) світильники з газорозрядними лампами, пускорегулювальну апаратуру, трансформатори, автотрансформатори і статичні конденсатори при вимкнутій напрузі.

7. При експлуатації ртутних лампи, робоча температура яких досягає до 400 0С, викручувати лампу із світильника можна лише через 8-10 хв. після відключення.

8. При використані переносних світильників в приміщеннях з підвищеною небезпекою до 42 В. В особливо небезпечних – 12 В.

9. При обладнані переносного освітлення використовувати понижуючий трансформатор 220/42 чи 220/12 В. Трансформатор повинен мати надійну ізоляцію обмоток.

10. Електромонтери повинні бути забезпечені справним і випробуваним підвищеною напругою інструментом. Плоскогубці, кусачки, круглогубці повинні мати на рукоятках ізоляційні чохли, а відкрутки – ручки із ізоляційного матеріалу.

11. Необхідно запобігати ушкоджень ламп від ударів, струсів. 

	Урок №46. Ілюмінація.
Види, призначення, будова, технічне обслуговування та ремонт. Послідовність установлення.

Сучасне місто важко уявити без світлової реклами. Мабуть тяжко знайти таке місто в державі де б не застосовувалось газосвітлове оформлення вулиць і площ. По святковому світяться ввечері яскраві написи вітрин кафе і магазинів, емблеми торгових підприємств і банків, вертикальні рекламні кронштейни. Далеко видимі світлові установки на дахах будинків і художні світлові панно на торцевих стінах будинків. Особливо ефектні світлові установки з періодичною зміною тексту, декоративних елементів, кольорів. Бурхливий розвиток газосвітлового оформлення призвело до зростання вимог до всіх його елементів, в тому числі і газосвітловим лампам, рівень виробництва яких був низький і практично не було літератури, присвяченої цим питанням.

В кінці минулого століття Всесоюзний науково-дослідний проектно-конструкторський світлотехнічний інститут (ВНИСИ) спільно з Московським заводом світлової реклами провели роботи, результатом яких були отримані дані про електричні і світлові параметри газосвітлових ламп в залежності від різних факторів, розроблені рекомендації по вдосконаленню і технології їх виготовлення. В якості джерела світла в газосвітловій рекламі використовуються в основному газосвітлові лампи (ГОСТ 1.5049-81), рідше лампи розжарення і люмінесцентні лампи. Застосовують і їх поєднання. Рекламно-оформлювальні світлові установки із застосуванням газосвітних ламп називаються газосвітловими.

Вперше газосвітлова установка в СРСР була розроблена інженером А.П. Селезньовим в 1932р. І складалася з одного короткого слова „САД”. Лампи виготовляв той же Московський електроламповий завод, де було налагоджено випуск прозорих ламп, наповнених неоном, аргоном і арогоном з ртуттю. Діапазон газосвітіння обмежувався оранжево-червоним (неон), блідо-ліловим (аргон) і блакитним (аргон із ртуттю).

Дещо розширило гаму кольорів застосування кольорових стекол. Так, в трубці з жовтим кольором скла аргон із ртуттю давав світіння зеленуватого кольору і т.д..

Після ВВВ в 1947р. Відбулось відродження цієї промисловості і в газосвітлове виробництво були втілені люмінофори, що значно розширило гаму світлової реклами. (Створено Ленінградське об’єднання „Газосвітло”).

Газосвітлова електроустановка та її складові.

Простіша газосвітлова лампа являє собою пряму або складної конфігурації скляну трубку, прозору чи покриту із середини шаром люмінофору, до обох кінців якої герметично припаяні електродні вузли, що складається з платинітових виводів (петлі) з привареними до них циліндрами із низьковуглецевої сталі – електродами (катодами). Відкритим кінцем електроди обернені в середовище розряду. Для зменшення розпилення матеріалу електродів їх кінці захищені стеатиновою втулкою.

Але в залежності від конфігурації можуть бути паралельні і являти її продовження. Необхідним елементом лампи при її виготовленні є штенгель - тонка скляна трубка з’єднуюча відкачуючий пристрій з відкачуючим постом. Після проведення вакуумної обробки здійснюють відпайку штенгеля газосвітної лампи від відкачуючого поста. На місці відпайки утворюється „носик”. В залежності від необхідного кольору свічення в лампу вводять неон, аргон чи аргон із ртуттю.

При прикладанні до лампи високої напруги в ній миттєво виникає запалення тліючого розряду.

Цей вид газового розряду виникає в лампах з холодними катодами при тиску газу або пари не більше декількох тисяч паскалів (десятків мм. ртутного стовпчика) і малих струмів . В газосвітніх лампах тиск інертного газу менше 1330Па, тиск парів ртуті наближено до 5Па при температурі стінок трубки 30-35оС. Температура електродів ламп в робочому режимі 150-200оС ( для порівняння - в люмінесцентних лампах з дуговим розрядом температура катодів приблизно 900оС).

Емісія з холодних катодів забезпечується в основному за рахунок ударів додатніх позитивних іонів об катод. Цей механізм вимагає великих навколокатодних спадів напруг, значення яких залежить від матеріалу катода, виду газу його тиску в лампі і сили струму. Так в газосвітлових лампах діаметром 12-16мм при І=20мА сума навколокатодних спадів напруги лежить в діапазоні 180-270В в залежності від перерахованих факторів.

Для порівняння – в люмінісцентних лампах , де має місце термоелектронна емісія катодів, сума навколокатодних спадів напруги наближено дорівнює 15В.

Проходження струму через газ супроводжується світінням позитивного стовпа, а при наявності в газі парів ртуті також і ультрафіолетового випромінення.

В лампах наповнених інертним газом , колір світіння позитивного стовпа визначається видом інертного газу. Але при зміні умов розряду – зміні І і Р, колір свічення розряду може суттєво змінитись. Так пари ртуті, що світяться при низькому тиску блакитним кольором, при великих тисках дають майже білий колір. Газосвітні лампи з неоном, дають світло червоного, аргоном- синього, аргоном з парами ртуті - блакитнуватого кольору.

Останій вид наповнення застосовується в лампах з люмінофорним покриттям. В неробочому стані покриті люмінофором трубки мають білий колір. При запалені розряду резонансні лінії ультрафіолетового випромінювання (УФ) збуджують люмінофор, який утворює ультрафіолетове випромінювання в більш довготривале випромінювання, видиме, колір якого визначається кольором люмінофору. Для виробництва газосвітлових ламп використовують, як правило, 5-6 типів люмінофорів і їх суміші, які в комбінації з наповненим інертним газом дозволяє отримати лампи 17 кольорів світіння.

Процес запалювання лампи відбувається миттєво, струм в колі після запалювання розряду різко зростає, і якщо процес зростання струму не зупинити, лампа вийде із ладу. Для запобігання необхідно щоб прикладена Uз понижувалась до значення необхідного лдя підтримання горіння трубки - напруги горіння Uг.

Зниження напруги може бути досягнуте вмиканням дроселя послідовно з лампою.

В газосвітловій рекламі використовують спеціальний трансформатор, що поєднує в собі властивості звичайного трансформатора і послідовно з’єднаного з ним дроселя.

Наприклад: (ТГМ-1020 УХЛ1; ТГМ -320 УХЛ1 )

Т - трансформатор

Г - газосвітловий

М - модернізований

10 - номінальна напруга холостого ходу (кВ)

20 - номінальний робочий струм , мА

УХЛ1 кліматичне виконання і категорія виробу.

Напруга на виході трансформаторів при номінальному навантаженні 20мА складає 60% напруги холостого ходу . Така характеристика трансформатора отримана завдяки введеню магнітного шунта між обмотками високої і низької напруги.

Відношення Uр /Uх.х відповідає відношенню Uг / Uз для неонових ламп і рівна 0,6-0,65 в залежності від діаметра лампи. До одного газосвітового трансформатора приєднується послідовно декілька ламп.

Характеристики трубчатих розрядних ламп з холодними катодами, їх розміри, форма.

Лампи випускаються діаметром 10-18мм. оптимальний діапазон діаметрів 12-16мм. Оптимальна довжина ламп 1-1,5м. Довгі лампи економічніші коротких в експлуатації, але ця перевага втрачається із-за їх нетехнологічності при виконанні склодувних робіт, вакуумній обробці і транспортуванні. Короткі лампи мають менший термін служби. Лампи діаметром 18мм. мають меншу яскравість, у них частіше спостерігається нестабільність електричних параметрів при наповненні аргоном і ртуттю. Яскравість і колір світіння - основні характеристики газосвітлових ламп з точки зору їх призначення, як основного елементу газосвітлових рекламно-інформаційнних установок.

Яскравість світіння – це відношення сили світла елемента до площі її проєкції, перпендикулярної до розглядуваного напряму (кандела / м2).

Яскравість залежить в основному від типу люмінофору, наповненого газу, діаметра трубки, робочих значень сили струму, технології виготовлення.

Колір свічення лампи залежить від типу люмінофору і виду наповнення ламп.

Сама висока яскравість 3000-3500 кд/м2 спостерігається у ламп з яскраво- зеленим свіченням. (Отримується при наповнені аргоном з ртуттю ламп покритих люмінофором К-35. ) Такі ж лампи без ртуті дають світіння темно-зеленого кольору яскравістю до 500 кд/м2. Лампа з тим же люмінофором але з неоном, має жовто-золотисте світіння, яскравість якого досягається до 1600 кд/м2. Прозорі аргонові лапи – 250 кд/м2, неонові – 640 кд/м2.

Як бачимо яскравість ламп змешується на 20-30% при переході від меншого діаметра до більшого і приблизно на 70% при переході від діаметра 12 до діаметра 18мм.

Ці залежності справедливі лише при постійному струмові.

Зменшення (збільшення) струму призводить до майже пропорційного зменшення (збільшення) яскравості.

Робочий струм - єдиний параметр загальний для всіх трубчатих розрядних ламп. Значення робочого струму вхоить в позначення типу лапи. Наприклад: ГР- 20 ( Г-газорозрядна; Р- рекламна; 20- робочий струм,мА).

В СНД випуск ламп здійснюється з робочим струмом -20мА.

Іноземні фірми виготовляють лампи з робочим струмом 40; 60; 80 мА. Чим більший діаметр лампи, тим більший робочий струм і поверхня електродів.

d, мм	10-12	15	17-18	20-22
І, мА	15-20	22-25	30-35	45-50

При постійній щільності струму яскравість ламп більших діаметрів наближується до яскравості ламп менших діаметрів.

Напруга запалювання.

Під напругою запалювання розуміють найменшу напругу, яку необхідно прикласти до лампи для виникнення самостійноо розряду. При менших напругах міжелектронний проміжок є діелектриком.

Напруга запалювання лампи залежить від діаметра і довжини лампи, виду і тиску наповненого газу та інших тяжко враховуючих факторів, таких як стан поверхні електродів, провідність скла, наявність домішок в газі і т.д. Іноді під напругою запалювання розуміють таку напругу запалювання, яка випадає на одну лампу при з’єднанні ламп послідовно.

Експериментально встановлено, що напруга запалювання однієї лампи, приєднаної до трансформатора, більша чим напруга запалювання, яка припадає на одну лампу, ламп з’єднаних послідовно: отримані дані

- кількість ламп з’єднаних послідовно 12 6 3 1

- напруга запалювання 1 лампи 100 115 170 170

Такі зміни напруги запалювання пояснюються збільшненням електроємності всієї схеми відносно землі при збільшені числа підключених до газосвітлового трансформатора ламп. Наявність ємності полегшує запалення, але негативно впливає на тривалість горіння ламп.

Залежність напруги запалювання від довжини трубки і тиску наповненого газу характеризується законом Пашена.

Наявність парів ртуті в розряді понижує наругу запалювання. Так наруга запалювання лампи довжиною 1м, діаметром -16мм, при тиску газу 266-400Па за посередніми даними рівна:

в неоні - 1000В;

в аргоні - 1600В;

в аргоні з ртуттю - 600В.

Напруга горіння лампи.

Напруга горіння лампи – це напруга, необхідна для стабільного горіння розряду в лампі. При горінні лампи при змінній напрузі між електродами виникає область інтенсивного світіння – позитивний стовп. Напруга, що виникає на кожен сантиметр довжини стовпа, постійна по всій його довжині, називається градієнтом потенціала Е, В/см. 10

Прикладену до лампи, що світиться, напругу можна умовно розвілити на дві частини: катодна напруга і напруга, що проходить по стовпу, яка пропорційна довжині стовпа l п.с

Uг = Uк + E l п.с

Напуга, що дорівнює Е l п.с називається світінням позитивного стовпа.

Спад напруги Uа.к – є постійна складова напруги горіння лампи.

Знаючи значення Е і Uа.к, що беруться із довідкових даних можна розрахувати напругу горіння лампи будь-якої довжини.

Розрахуємо напругу горіння неонових ламп діаметром 14мм. і довжиною 1 і 2,5м, згідно довідки.

Uг1 = 250В + 100см*5В/см. =750В

Uг2,5 = 250В + 250см. 5В/см =1500В

При збільшені довжини лампи в 2,5 рази напруга горіння зростає в 2 рази, що говорить про більшу економічність довгих ламп.

Залежність параметрів газосвітлових ламп від температури навколишнього середовища.

Враховуючи особливі умови експлуатації газосвітлових ламп, дуже важливо знати, як змінюються їх характеристики в залежності від оточуючого середовища, зокрема від температури (таб.3, Залежність яскравості від температури)

За таб.3 бачимо, що в діапазоні від +200 С до -100 С яскравість ламп з парами ртуті при зміні температури знижується в 3 рази. Такий же характер змін і електричних параметрів. Зниження температури впливає тільки на напругу запалювання і напругу горіння ламп, що містять пари ртуті. При пониженні температури до -100 С напруга запалювання збільшується на 40%; напруга горіння збільшується на10%

Зміни параметрів пояснюються зміною тиску парів ртуті.

Тривалість горіння газосвітлових ламп з холодними катодами може бути дуже великою. Випробування показали, що при дотримані позитивних впливаючих факторів (надійна конструкція катодів і густина струму на катоді не більше 0,015 А/см2 ), при правильному підборі тиску наповнюючого газу і добре проведеної вакуумної обробки, тривалість горіння може бути значно більша 10 000год. В основному газосвітна лампа горить в середньому 5 год. на добу, отже, 10 000год.—це приблизно 5,5 років експлуатації. Реальна тривалість горіння ламп менша.

В ТУ 400-13-29-84 записано, що середня тривалість горіння ламп повинна бути не менша:

наповнених неоном - 6000год. (3 роки)

аргоном з парами ртуті - 8000год. (4 роки)

при навантаженні ламп на трансформатор, у відповідності до таб.4.

Встановлено, що на відкритому повітрі, при тривалому горінні, на поверхні зовнішньої сторони лампи з’являється погано змочуваний темний наліт. В зв‘язку з цим важко визначити втрати яскравості із-за процесів, що проходять в лампі ,але очевидні втрати яскравості від забруднення ламп. Через 10 000год. горіння яскравість лампи складає 50% початкової. Так як в процесі експлуатації окремі лампи замінюють, то довготривало працююча установка стає неоднорідною по яскравості. Таким чином, в зв’язку зі сказаним, доцільно направляти зусилля на збільшення безвідмовності ламп в перші 2-3 роки горіння і суміщати проведення профілактичного ремонту установки з заміною всіх газоосвітлювальних ламп.

Для виготовлення газоосвітлювальних ламп використовують склотрубки (дроти) із скла марки СЛ97-1 ( по хімічному складу належить до групи силікатних (SіО 69,5%), по складності вогневої обробки - до легкоплавких (температура розм’якшення 5500 С), по здатності створювати надійний вакуумно-щільний спай з металами – до групи платинітових (простих) стекол (температурний коефіцієнт лінійного розширення (ТКЛР) скла близький до ТКЛР платиніту.

Яскравість люмінофору визначається в порівнянні з яскравістю світіння еталонного люмінофору при збудженні їх ультрафіолетовим випроміненням ртутної лампи в увіолевому склі (БУВ-15 або БУВ-30).

В якості зв’язуючого компонента люмінофору застосовують нітролак – розчин коллоксиліну в бутилацетаті.

Коллоксилін – волокниста речовина білого кольору, один із полімерів нітроцелюлози.

Чим більший порядковий номер коллоксиліну, тим вища його в’язкість.

В сучасному виробництві люмінесцентних ламп нітролак повністю замінено на лак з основою смоли – сополімера БМК -5

Найближчий склад компонентів в люмінофорній суспензіі в процентах: люмінофор – 46 : смола БМК-5 - 52; бутилацетат -51; тетрафосфат барію чи нітрат амонію 1.

Розробка газосвітлових установок.

Розробка газосвітлових установок на основі технічного завдання розпочинається з розробки художником ескізу. Це трудомісткий і відповідальний етап. Технічне завдання містить загальний художній замисел, місце розміщення установки, тематику, вказівки про характер роботи – статичний чи динамічний режим, загальні вимоги. До технічного завдання додаються фотографії місця розміщення установки.

Вивчаючи архітектурні особливості будинку, стиль вулиці, загальний художній замисел і місце розміщення визначають основний вид установки: дахова, брандмауер, кронштейн, вивіска ілюмінаційна.

Під відкритим газосвітлом розуміють установку, в якої лампи не захищені екраном.

Вивчивши усі питання, розробник виконує проект у кольорі в двох аспектах – загальний вигляд установки у вечірній і денний час.

Ескіз виконується в масштабах, що дозволяє чітко прорисувати всі деталі. Загальноприйняті масштаби вивісок кронштейнів, ілюмінаційних установок: 1:10;

1:20; 1:50. Для дахових установок і брандмауерів масштаб – 1:100; 1:200.

Другим етапом є розробка конструктором технічної документації. Конструкцію установки розробляють згідно затвердженого ескізу, а також з дотриманням діючих будівельних Норм і Правил (БНіП) і ПУЕ.

При проектуванні стараються мати найменше спаювань на деталі та використання ламп 1.0 – 1.5м. (Хоча в практиці використовують від 0.1 до 2.5 м) Прямі лампи кріпляться на відстані 80 – 100 мм в двох точках, фігурні – в трьох точках, розміщених трикутником. Букви використовують із декопірованої сталі товщиною 0,63 – 1,5 мм чи оргскла, полістиролу.

В розробку технічної документації входить проектування високовольтної мережі. При цьому керуються як загальними вимогами так і спеціальними: високовольтні електромережі проектуються максимально короткими; для досягнення однакової яскравості світіння трубок, під’єднаних до двох і більше трансформаторів, розміщувати навантаження на них рівномірно, з відхиленням на 5–10 %, застосовувати роздільне живлення внутрішніх і зовнішніх контурів букв; розраховувати необхідну кількість трансформаторів по встановленій методиці :

Uнагр. =Е Lтр + U n тр.

Де Uнагр. – розрахункова напруга при навантаженні, В

Е – спад напруги на 1см довжини газосвітлової трубки – при наповненні:

Аr + Нq = 3,5; Ne + E = 4,5

Lтр – розрахункова довжина газосвітлової трубки, см

U – спад напруги на електродах трубки, рівне 250 В

n тр – кількість трубок, шт.

Тип газосвітлового трансформатора по ТУ 206  УРСР 51-77	Розрахунковий діаметр трубки мм	Uнагр , В
ТГМ – 320 У1	14	1800
ТГМ – 620 У1	14	3600
ТГМ – 1020 У1	14	6400

Спад Uнагр на групі газосвітних трубок не повинен перевищувати напруженість трансформатора під навантаженням U.

Газосвітлові трубки можуть вмикатися в мережу по декількох схемах.Найбільш простою і поширеною схемою є схема послідовного вмикання трубок (І). Однак при виході з ладу будь-якого елемента гасне вся установка, а трансформатор переходить в небезпечний для нього режим роботи холостого ходу. Щоб запобігти цьому здійснюється заземлення середньої точки обмотки трансформатора або кола газосвітних трубок. Схема послідовно-паралельного вмикання трубок (ІІ) з дроселями застосовується в основному для внутрішніх електроустановок. Вона дозволяє знизити напругу установок і виключити режим холостого ходу трансформатора, але за рахунок використання дроселів стане дорожча. Схема з індивідуальними трансформаторами (ІІІ) відрізняється високою надійністю і не вимагає високої напруги, застосовується в сигнальних пристроях.

	Урок №45. Монтаж світильників, приладів і розподільних пристроїв освітлювальних електроустановок.Перевірка нових електропроводок.
Монтаж світильників, приладів і розподільних пристроїв освітлювальних електроустановок.Правила виконання уводів в  арматуру та електроустаткування. Монтаж арматури. Особливості монтажу у вибухонебезпечних приміщеннях. Перевірка нових електропроводок.
	Монтаж світильників.

Монтаж світильників, вимикачів, перемикачів, штепсельних розеток та інших приладів здійснюють після виконання в примі­щенні всіх оздоблювальних і малярних робіт.

Заряджені світильники, що надійшли на об'єкт монтажу, пе­ревіряють, відзначаючи при цьому фазні, нульові і холості жили проводів, після чого підвішують світильники до арматурного гака або кронштейна.

Незаряджені світильники заряджають за допомогою спеціаль­них арматурних, переважно гнучких, мідних проводів відповідних марок і перерізів (ПРКС, ПРБС тощо). Під час заряджання сві­тильників кінці фазних або холостих жил проводів повинні бути приєднані до головок (центральних контактів) патронів, а кінці нульових проводів — до їх гвинтових гільз. Проводи не повинні зазнавати натягів, які могли б призвести до обривання або висми­кування їх з контакту.

Приклади підвішування світильників при різних способах прокладання проводів, і кабелів: а — при схованому прокладанні проводів; б — при відкритому прокладанні проводів у трубах; в — при тросовому прокладанні проводів; г — при проводці кабелем АВРГ.

Світильники у вигляді плафонів, бра, настінних і стельових патронів встановлюють на дерев'яних розетках завтовшки 10— 12 мм, міцно закріплених на стіні або стелі.

У разі монтажу освітлювальної мережі трубчастим проводом АТПРФ кріплення світильника повинно робитися жорстким (на­приклад, на штанзі із сталевої труби). Приклади підвішування світильників у різних приміщеннях і за різних способів прокладання проводів і кабелів.

Правила виконання уводів в арматуру та електроустаткування. Монтаж арматури.

Арматура світильників для ламп розжарювання складається з корпусу і закріпленого в ньому патрона.  До корпусу підвісних світильників вгорі розміщують вушко для підвішування до опорної конструкції або кронштейн для кріплення за допомогою дюбелів або саморізів. Горловину корпусу важких світильників, які жорстко встановлюють на трубі, виконують у вигляді патрубка з внутрішньою нарізкою ¾". Деякі типи світильників оснащують спеціальним пристроєм, який вкручують у патрубок корпусу, - бюгелем, що має два сальники для роздільного ущільненого вводу проводів живильної мережі, а також гачок для підвішування.

Пристрій для введення проводів у світильники залежить від типу світильника і способу проводки. Багато ввідних пристроїв оснащені ніпелями з нарізкою, щоб було можливо приєднувати до них сталеві труби електропроводки. В арматурі, призначеній, для приміщень сирих, з їдкими парою й газами, а також для вста­новлення на відкритому повітрі в разі відкритого прокладання про­водів (на роликах або ізоляторах) передбачаються два отвори для окремого вводу проводів. У світильників, які застосовуються для вводу кабелю (СРГ, ВРГ тощо), ввідні пристрої мають сальники; якщо сальника немає, ввідний пристрій повинен бути герметизо­ваний заливанням ізоляційною мастикою.

Спосіб введення проводів повинен виключати можливість замикання їх між собою або з’єднання з металевими частинами арматури.

При виконанні уводів в арматуру та електроустаткування спочатку необхідно зняти ізоляцію ножиком, тримаючи його під кутом, щоб не пошкодити жилу. Ізоляція знімається на відстань необхідну для забезпечення контакту. Далі оголені ділянки жили зачищаються наждачним папером, кварцевазеліновою пастою або скляною шкіркою до металевого блиску. Потім наноситься антикорозійне покриття, жила закручується в кільце вручну або спеціальним пристроєм і, після цього, обжимається ручним механічним пресом. Підготовлена жила приєднується до вивідного контакту арматури або електроустаткування гвинтом з гайкою, обмежувальною шайбою-зірочкою для перешкоджання витисненню жили і пружинячою шайбою. При перерізі одножильних проводів до 10 мм², а багатожильних до 2,5 мм² приєднання здійснюється простим зачищенням без закручування в кільце.

Світильники і підвісні штанги ізолюють від арматурних гаків і кронштейнів ізолюючими деталями з фарфору або фібри, а за їх відсутності — накладанням на гак двох шарів ізоляційної стрічки.

При монтажу у вибухонебезпечних приміщеннях працювати з електроінструментом напругою вище 36 В не можна, якщо він не має подвійної ізоляції чи не увімкнений у мережу через роздільний трансформатор, або не має захисного вимикання. До корпусу внизу прикріплюють захисне скло для запобігання забрудненню і механічним пошкодженням лампи, тобто, щоб був відсутній контакт з навколишнім середовищем.

Монтаж приладів освітлювальної електроустановки.

Вимикачі, перемикачі та штепсельні розетки встановлюють за­лежно від їх конструкції і прийнятого способу виконання провод­ки. Пристрої з внутрішнім встановленням монтуються у заздалегідь підготовлені установчі (монтажні) коробки. Однополюсні вимикачі й перемикачі приєднують до проводок у розсічку фазних жил проводів і кабелів. Металеві кор­пуси вимикачів, перемикачів і штепсельних розеток, які підляга­ють заземленню, приєднують до про­воду заземлення електропроводки через заземлювальний контакт.

Забороняється приєднувати нульовий провід електропроводки до заземлювального контакту.

Встановлення з вмиканням у мережу вимикачів

Висота установки вимикача визначається самостійно. Ніяких правил для цього не існує. Проте, найзручнішою і найпоширенішою є висота 90 см від підлоги. Єдине що нормоване ПУЕ – мінімальна відстань від вимикачів до газопроводів повинна бути не менше 0,5 м. У ванних кімнатах вимикач дозволяється встановлювати тільки з застосуванням ПЗВ, що реагує на диференціальний струм, що не перевищує 30 мА.

Будь-які вимикачі повинні знаходитися на відстані не менше 0,6 м від дверного отвору душової кабіни.

		Вимикачі повинні встановлюватися в спеціальні монтажні коробки. Електричні дроти потрібно провести в коробку через спеціальний отвір. Є коробки штукатурні та під гіпсокартон. Під коробку в стіні висвердлюється отвір. Заведені в коробку дроти з'єднуються з клемами вимикача. Вимикач кріпиться до коробки за допомогою регулювальних гвинтів. Останнім кроком встановлюється декоративна накладка. Якщо вимикач зовнішній, то його основа кріпиться дюбелями або саморізами до стіни. До цього або після під’єднуються дроти. Як правило, через вимикач проходить фазний дріт світильника. Дроти повинні приєднатися таким чином, щоб світло вмикалося при положенні клавіші у верхній позиції. Монтаж розеток подібний монтажу вимикачів.
Встановлення  вимикачів	Схема металевої  кріплячої пластини

Монтаж розподільних пристроїв.

Розподільні щитки повинні бути розташовані в місцях, доступ­них для огляду і заміни запобіжників: у побутових приміщеннях на висоті 1,5—1,8 м, у виробничих — на висоті 1,2—1,4 м у спеці­альних нішах. Відстань від неізольованих струмопровідних частин щитка до вогнетривких (цегляних, бетонних) стін повинна стано­вити не менше 15 мм, а до дерев'яних — не менше 50 мм. Прак­тично ці відстані для зручності монтажу і обслуговування повин­ні бути не менше 100 мм. При встановленні щитків великих роз­мірів (600х500 мм і вище) відстань від щитка до стіни повинна становити не менше 250 мм. Відстань між голими частинами щит­ка,, що знаходяться під напругою, і його неструмопровідними час­тинами повинна становити не менше 12 мм по повітрю і 20 мм по поверхні ізоляції.

Щитки, як правило, розташовують у сталевих ящиках зі ста­левими або скляними дверцятами, що замикаються. Резервні ввід­ні отвори ящиків із щитками повинні бути закриті заглушками.

Встановлення щитків над віконними і дверними прорізами за­бороняється.

В отвори на фасадній і бічних сторонах для проходу проводів у панелях щитків вставляють ізолюючі втулки.

На панелях щитків наносять написи, які зазначають номер і призначення кожної відхідної лінії або назву цеху, куди вона під­ведена, наприклад «Аварійне освітлення шостого цеху», «Освітлен­ня сходової клітки», «Освітлення 2-го поверху заводоуправління» тощо.

Після встановлення на місці і закріплення щитка до контактів його запобіжників приєднують проводи групових ліній. У деяких випадках, наприклад у разі надто малої відстані між стіною і щитком, цей порядок може бути змінений, тобто спочатку можуть бути приєднані проводи до запобіжників, а потім уже встановле­ний на місце і закріплений щиток.

Проводи живильної лінії та відхідних груп приєднують за щит­ком до контактних виводів запобіжників, при цьому їх фазні про­води — до центральних контактів запобіжників.

У мережах напругою 380/220 В для розподілення й обліку елек­троенергії в межах одного поверху застосовують поверхові щитки типу ЩУЕ. Вмикання і вимикання окремих груп освітлювальної мережі, що відходять від щитка ЩУЕ, здійснюються пакетними вимикачами, розташованими в окремій секції щитка. Спостере­ження за показами лічильників та керування автоматами й вими­качами щитка ЩУЕ здійснюють при закритих дверцятах через наявні на них спеціальні вікна.

Щитки складають на заводі і доставляють до місця монтажу запакованими в ящики. Розпаковувати ящики слід обережно, не пошкоджуючи приладів, що знаходяться на щитках.

Щиток ЩУЕ встановлюють у ніші розміром 900х450 мм і завглибшки 200 мм. Щиток має спеціальні затискачі (У730), які дають змогу приєднувати до них як мідні, так і алюмінієві прово­ди перерізом до 35 мм2.

Монтаж розподільних шаф і щитів, які надійшли з заводу пов­ністю складеними, починають з установлення їх на фундаментній рамі, заздалегідь підготовленій у процесі будівельних робіт. Шафи і щити повинні бути розташовані строго вертикально і міцно прикріплені до рами, стіни або інших конструкцій згідно з проек­том і вказівками заводу-виробника. Під час монтажу розподіль­них шаф і щитів, оснащених амперметрами, вольтметрами та ін­шими приладами, рекомендується зняти ці прилади, щоб запо­бігти пошкодженню їх від струсів, неминучих при встановленні, припасовуванні та кріпленні розподільних пристроїв. Після за­вершення монтажу встановлюють на місце раніше зняті прилади та перевіряють стан і роботу всіх елементів шаф і щитків. При цьому контактні ножі рубильників повинні входити в губки без ударів і з зусиллям, яке забезпечує необхідний тиск у контактах. Тиск у контакті вважається нормальним, якщо щуп завтовшки 0,05 мм і завширшки 10 мм входить у простір між ножем і губкою рубильника на глибину не більш як 6 мм.

Губки запобіжників повинні щільно прилягати до контактних частин патронів. Патрони повинні міцно утримуватися в губках для запобігання можливості їх випадання під дією власної маси або електродинамічних зусиль, які виникають при наскрізних ко­ротких замиканнях.

Фіксатори положення проводів рубильників повинні працюва­ти чітко і безвідмовно.

Початкові і кінцеві точки контрольних та вимірювальних при­ладів повинні знаходитися на одній прямій лінії, паралельній по­здовжнім кромкам панелі, на якій вони встановлені.

Заземлююча шина, що йде від контуру заземлення до щи­та, повинна бути надійно прикріплена до фундаменту (зварюван­ням) і до каркаса розподільного пристрою (зварюванням або бол­тами).

Опір ізоляції струмопровідних частин розподільного пристрою, перевірений мегаомметром на 100 В відносно заземленого карка­са, повинен становити не менш як 0,5 МОм. Якщо результати перевірки всіх елементів задовільні, до роз­подільного пристрою приєднують живильні та відхідні проводи і кабелі, а потім здійснюють повторний огляд при наявності стру­мів у відхідних мережах для виявлення місцевого нагрівання. Під час огляду слід дотримуватися діючих правил з охорони праці; для виявлення місцевого нагрівання в контактах та інших з'єд­наннях користуються термосвічками, розрахованими на відповід­ну температуру плавлення.

Розподільний щиток монтується в тому місці, де є ввід від повітряної або кабельної лінії електропередачі, як правило, це входи в приміщення, коридори, господарські приміщення, але ні в якому разі житлова зона, вологе, вибухонебезпечне чи пожежонебезпечне приміщення. Можливий варіант встановлення ззовні приміщення.

Перевірка нових електропроводок.

Виконавши монтаж електропроводок (перед тим як подати напругу в мережу), перевіряють правильність з'єднання схеми проводки зовнішнім оглядом і продзвонюванням мегометром. Одночасно перевіряють і стан ізоляції мережі.

Електричні характеристики виконаного заземлення перевіря­ють, вимірюючи опір заземлювального пристрою і повний опір петлі "фаза—нуль".

Існує декілька методів вимірювання опору заземлення. Основ­ними є метод амперметра-вольтметра і метод з використанням вимірювача заземлення. Методом амперметр-вольтметра опір за­землювача визначають за спадом напруги і величиною струму. Під час вимірювання опору одиночного заземлювача Rx зонд З і допоміжний заземлювач В повинні бути на відстані від нього, не меншій 20 і 40 м.

Живлення вимірювального кола здійснюється від мережі 220/127 В або від зварювального трансформатора.

Вимірюють опір заземлювача при від'єднаних магістралях за­землення. Опір заземлювача Rx визначається як відношення на­пруги до струму, які знаходять за показами амперметра і вольтмет­ра:

Rx = Ux / І .

Опір заземлювача можна виміряти також безпосередньо за допомогою вимірювача заземлення — приладу типу МС-07. При­лад розміщують поблизу заземлювача і приєднують до нього за­тискачами І1 і Е1 замкнутою перемичкою. Допоміжний заземлю­вач приєднують до затискача І2, а зонд — до затискача Е2. Жив­лення на петлю подається від зварювального або понижувального трансформатора, один вивід якого приєднують до заземленої нейтралі трансформатора, а інший до фазного проводу, який ближ­че до трансформатора, але за вимикальним апаратом.

Для утворення петлі "фаза—нуль" кінець відповідного фазно­го проводу в контрольованому устаткуванні металево з'єднують з корпусом, імітуючи замикання на корпус. Опір петлі визначають за формулою:

Zn = U / І, де U— покази вольтметра, В; І — покази амперметра, А.

Вимірювання рекомендується здійснювати при максимально можливих значеннях струму.

Значення струму однофазного короткого замикання шукають за формулою:

Iк.з. = U / Zп,

де U — фазна напруга в мережі, В; Z — повний опір петлі "фаза-нуль", Ом.

Величина струму однофазного короткого замикання повинна перевищувати в три рази номінальний струм плавкої вставки або в 1,5 рази струм вимикання максимального розщіплювача авто­матичного вимикача.

Після перевірки оформляють приймально-здавальну технічну документацію, яка складається при виконанні монтажу, перевірок і випробувань.

	Урок №44. Монтаж відкритої електропроводки.
Технологія прокладання відкритої проводки.
	Відкрита електропроводка.

Відкриту електропроводку, як правило, монтують в тих випадках коли немає можливості зробити її схованою. Наприклад: в дерев’яному будинку, по металічних конструкціях (ангари, гаражі), потрібно підключити станок, обладнання, потрібно встановити розетку або вимикач, а виготовлення штроби є недоцільним, в нежилих приміщеннях, де відкрита проводка не буде заважати естетичному оформленню приміщення, в будь-яких приміщеннях, де немає необхідності ховати проводку. 

Відкрита електропроводка має ряд своїх недоліків і переваг . Ось основні з них:

- Проводи і розподільчі коробки заважають правильно підібрати дизайн інтер’єру. 

- При відкритій електропроводці проводи охолоджуються гірше ніж під шаром штукатурки.

- Монтується дана електропроводка значно швидше.

- Її можна легко замінити або модернізувати.

Відкриту електропроводку не рекомендується монтувати без спеціального захисту. Це може бути кабельний канал, гофрована труба (металорукав або ПВХ-рукав), плінтусний короб, металева труба, ПВХ труба тощо. Вони захищають проводку від механічних пошкоджень, а металева труба є негорючою. Також при монтажі електропроводки по дерев’яним конструкціям слід вибирати гофровані труби, ПВХ труби та кабельний канал з високими показниками негорючості. Такі матеріали зі звичайними характеристиками не підходять для дерев’яних конструкцій. Плінтусний короб не слід використовувати по дерев’яним конструкціям.

Монтаж відкритої електропроводки відрізняється від схованої тільки тим що всі елементи проводки знаходяться на зовні. 

Порядок робіт при монтажі відкритої проводки:

1. Починається монтаж з проектування схеми електропроводки та розмітки.

Розмітка відкритої проводки нічим не відрізняється від розмітки схованої проводки.

Кріпильні роботи. Монтаж проводів.

2. Монтаж розподільчих коробок. Розподільчі коробки кріпляться до поверхні дюбелями або саморізами, все залежить від типу стіни. Можуть бути круглими або прямокутними.

3. Встановлюємо електрощит. В даній ситуації нам також знадобиться зовнішній електрощит. Розподільний електрощит встановлюється та кріпиться дюбелями або саморізами рівно по горизонталі та вертикалі на висоті 1,5-1,7 м від підлоги. На дерев’яній поверхні щит повинен бути металевим або кріпитися на азбест, текстоліт або металеву пластину. Азбест - токсичний матеріал, тому його краще використовувати в нежилих приміщеннях.

4. Встановлюємо розетки і вимикачі. Розетки і вимикачі повинні бути накладними.  Монтуються досить просто за допомогою дюбелів або саморізів, щоб їх встановити не потрібно підрозетників. На дерев’яних поверхнях вони також повинні ізолюватися від дерева або відповідати високим параметрам щодо негорючості.

5. Прокладання проводки. Кабель та провід доцільніше прокладати після того, коли змонтовані щиток, розподільні коробки, розетки та вимикачі, так як це полегшить їх монтаж та підвищить естетичність, оскільки буде видно реальні розміри. Розглянемо основні методи прокладання кабелю та проводу.

Плінтусний короб. Різновидів такого плінтусу є багато, але завдання в них одне – скрити зовнішню проводку. Пускаємо до розетки або до вимикача провід по плінтусу, а там де необхідно пройти двері, провід ховаємо за обналічкою. А від плінтуса до розетки, вимикача, люстри  провід прокладаємо іншими методами які ми далі розглянемо.

Гофрована труба. Прокладати проводку в гофрованій трубі є досить надійно але не естетично. Тому монтують таку проводку, як правило, в нежилих приміщеннях . Гофротруба не підтримує горіння і її можна монтувати навіть на нерівні поверхні. Кріпиться до поверхні за допомогою кліпс або обойм. Бувають пластикові гофротруби і металічні. Там де необхідно більшу міцність там використовують металічну гофровану трубу. В гофрованій трубі є стальний дріт, до якого кріпиться провід і затягується в гофру. Далі по наміченій лінії кріпляться кліпси або обойми дюбелями або саморізами в залежності від матеріалу поверхні і в них вставляється гофрована труба з проводом.

Кабельні канали (пластиковий короб, футляр). Вони мають ряд переваг: гарний естетичний вигляд, не підтримують горіння, з легкістю можна модернізувати проводку.  І недоліки: в нових будинках із бруса їх монтувати одразу не можна, потрібно чекати поки брус висохне, так як при висиханні брус викривляється, що може спричинити розтріскування та відривання короба. Складно кріпити на нерівні поверхні. Кабельний канал кріпиться до поверхні саморізами, дюбелями або на рідкі цвяхи. Все залежить від типу поверхні. Спочатку кріпиться основа каналу, вкладається провід, кабель або декілька, а потім закривається кришкою, причому потрібно поступово вкладати провід чи кабель і закривати кришкою, в іншому випадку провід може випасти.  До кабельних каналів продається безліч аксесуарів. Це внутрішні і зовнішні кути, закінчення, з’єднувачі, трійник роз’ємний, повороти на різні градуси тощо.

6. Виконання з'єднань.