Урок №63. Електричні машини змінного струму. АДКР, АДФР.
Загальні відомості про електричні машини змінного струму (асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором АДКР, асинхронні двигуни з фазним ротором АДФР). Типи, конструкції і класифікація електричних машин змінного струму, їх будова та  режими роботи.Залежність конструктивного виконання електричних машин від умов навколишнього середовища. Правила включення і відключення  електродвигуна. Обмотки електричних машин. Види і схеми обмоток. Струмознімні і вивідні пристрої, маркування виводів електричних машин. Особливості пуску машин.
	Принцип дії та будова асинхронного двигуна.

Найпоширенішим з електричних двигунів є трифазний асинхрон­ний двигун, вперше сконструйований відомим російським електри­ком М. О. Доліво-Добровольським. Асинхронний двигун відзначається простотою конструкції та нескладністю обслуговування. Як і будь-яка машина змінного струму, асинхронний двигун складається з двох основних частин — статора і ротора. Статором називається нерухома частина машини, р о тором — її обертова частина. Властивістю асинхронної машини є її оборотність, тобто вона може бути використана в режимі генерато­ра і в режимі двигуна. Через ряд суттєвих недоліків асинхронні гене­ратори майже не застосовуються, в той час як асинхронні двигуни набули великого поширення.

Багатофазна система змінного струму утворює обертове магнітне поле.  Якщо частота обертання ротора дорівнює частоті обертання магнітного поля, то така частота називається синхронною. Якщо ж частота обертання ротора не дорівнює частоті обертання магнітного поля, то така частота називається  асинхронною.

У асинхронному двигуні робочий процес протікатиме тільки за асинхронної частоти, тобто коли частота обертання ротора не дорів­нює частоті обертання магнітного поля. Частота обертання ротора може мало чим відрізнятися від частоти обертання поля, але під час робо­ти двигуна вона завжди буде менша (n2 < n1).

Робота асинхронного двигуна ґрунтується на явищі, що назива­ється «диск Араго — Ленца». Це явище полягає ось у чому: якщо перед полюсами постійного магніту помістити мідний диск 1, який вільно сидить на осі 2, й обертати магніт навколо його осі за до­помогою рукоятки 3, то мідний диск обертатиметься у тому ж напрямку. Це пояснюється тим, що підчас обертання магніту його магнітне поле пронизує диск і індукує в ньому вихрові струми. В свою чергу вихрові струми створять свої магнітні поля. Внаслідок взаємо­дії магнітних полів вихрових струмів з магнітним полем магніту виникає сила, яка приводить диск в обертання. На основі закону Ленца напрямок будь-якого індукованого струму такий, що він протидіє причині, яка його викликала. Тому вихрові струми в тілі диска прагнуть затрима­ти обертання магніту, але не маючи можливості зробити це, приводять диск в обертання так, що він обертається слідом за магнітом. При цьо­му частота обертання диска завжди менша, ніж частота обертання маг­ніту. Якби ці частоти з якоїсь причини стали однаковими, то магнітне поле не переміщувалось би відносно диска, а отже, в ньому не виникали б вихрові струми, тобто не було б сили, під впливом якої диск оберта­ється.

У асинхронних двигунів постійне магнітне поле замінене оберто­вим магнітним полем, яке утворює трифазна система, ввімкнена в ме­режу змінного струму. Обертове магнітне поле статора перетинає про­відники обмотки ротора й індукує в них ЕРС. Якщо обмотка ротора замкнена на якийсь опір або накоротко, то по ній під дією індукованої ЕРС протікає струм. Внаслідок взаємодії струму в обмотці ротора з обертовим магнітним полем обмотки статора утворюється оберта­ючий момент, під дією якого ротор починає обертатися за напрямком обертання магнітного поля.

Отже, для зміни напрямку обертання ротора, тобто для реверсу­вання двигуна, потрібно змінити напрямок обертання магнітного поля, утвореного статорною обмоткою. Це досягається зміною чергування фаз статорних обмоток, для чого слід поміняти місцями відносно затискачів мережі будь-які два із трьох проводів, які з'єднують об­мотку статора з мережею. Реверсивні двигуни обладнуються переми­качами, за допомогою яких можна змінювати чергування фаз статор­них обмоток, а отже, і напрямок обертання ротора.

Якщо припустити, що в певний момент часу частота обертання ротора дорівнює частоті обертання статорного поля, то провідники роторної обмотки не перетинатимуть магнітного поля статора і стру­му в роторі не буде. У цьому разі обертаючий момент дорівнюватиме нулеві і частота обертання ротора зменшиться порівняно з частотою обертання статорного поля, доки не виникне обертаючий момент, що врівноважує гальмівний момент, який складається з моменту навантаження на валу і моменту сил тертя в машині.

Осердя статора 3 набирають зі сталевих пластин завтов­шки 0,35 або 0,5 мм. Пластини штампують із западинами (пазами) ізолюють лаком або окалиною для зменшення втрат на вихрові стру­ми, складають в окремі пакети і закріплюють у станині двигуна 1. До станини прикріплюють також бічні щити з розміщеними на них під­шипниками, на які спирається роторний вал. Станину встановлюють на фундаменті. У поздовжні пази статора вкладають провідники його обмотки 2, які відповідно з'єднують між собою так, що утворюється трифазна система. На щитку машини 4 знаходяться 6 затискачів, до яких приєднуються початки й кінці обмоток кожної фази. Для при­єднання статорних обмоток до трифазної мережі їх можна. з'єднати зіркою або трикутником, що дає змогу вмикати двигун у мережу з дво­ма різними лінійними напругами. Наприклад, двигун може працюва­ти від мережі з напругою 380 та 220 В. На щитку машини зазначено обидві напруги мережі, на які розрахований двигун, тобто 220/127 В або 380/220 В. Приєднання затискачів на щитку двигуна при з'єднанні статор­них обмоток трикутником (а) та зір­кою (б).

Для нижчих напруг, що зазначені на щитку, статорна обмотка з'єднується трикутником, для вищих — зіркою.

Щоб з'єднати статорні обмотки трикутником, на щитку машини верхні затискачі приєднують перемичками до нижніх, а кожну пару з'єднаних затискачів приєднують до лінійних проводів трифазної мережі. Для вмикання зіркою три нижні затискачі на щит­ку з'єднують перемичками у спільну точку, а верхні приєднують до лінійних проводів трифазної мережі.

Приєднання затискачів на щитку двигуна при з'єднанні статор­них обмоток трикутником (а) та зір­кою (б).
Схеми з’єднання статорних обмоток двигуна: а - трикутником, б - зіркою

Позначаються виводи обмоток статора асинхронних двигунів таким чином:

С1, С2, С3 - початки обмоток, С4, С5, С6 - кінці обмоток. Але зараз все частіше застосовується нове маркування виводів по ГОСТу 26772-85. U1, V1, W1 - початки обмоток, U2, V2, W2 - кінці обмоток.

При наявності четвертого вивода від нульової точки, при з’єднанні фаз зіркою, він позначається 0.

У однофазних асинхронних двигунів виводи статорних обмоток позначають наступним чином: С1 - початок головної обмотки, С2 - її кінець; В1 - початок допоміжної обмотки, В2 - її кінець.

Залежно від типу роторної обмотки асинхронні машини мо­жуть бути з фазним та короткозамкненим роторами.

Асинхронний двигун з короткозамкненим ротором.

Осердя ротора 1 набирають зі сталевих пластин завтовшки 0,5 мм, ізольованих лаком або окалиною для зменшення втрат на вихрові струми. Пластини штампують із западинами і скла­дають у пакети, які закріплюють на валу машини. З пакетів утворю­ється циліндр із поздовжніми пазами, в які укладають провідники ро­торної обмотки 2. Залежно від типу обмотки асинхронні машини мо­жуть бути з фазним та короткозамкненим роторами. Короткозамкнену обмотку виконують за типом білячого колеса.В па­зах ротора укладають масивні стержні, з'єднані на торцевих боках мідними кільцями 3. Часто короткозамкнену обмотку ротора виготовляють з алюмінію. Алюміній у гарячому стані залива­ють у пази ротора під тиском. Така обмотка завжди замкнена накоротко, і ввімкнення в неї опору неможливе.

Двигуни з короткозамкненим ротором простіші і надійніші в експлуатації та значно дешевші, ніж двигуни з фазним ротором. Проте двигуни з фазним ротором, як побачимо нижче, мають кращі пускові та  регулювальні  характеристики.

Зараз асинхронні двигуни виготовляють переважно з короткозам­кненим ротором і тільки при великих потужностях та в спеціальних випадках використовують фазну обмотку ротора.

Поряд з важливими позитивними якостями - простотою конструк­ції й обслуговування та малою вартістю - асинхронний двигун має й деякі недоліки, з яких найсуттєвішим є відносно низький коефіці­єнт потужності (cos φ).

Асинхронний двигун з фазним ротором.

У асинхронних електродвигунах більшої потужності і спеціальних машинах малої потужності для поліпшення пускових і регулювальних властивостей застосовуються фазні ротори . У цих випадках на роторі укладається трифазна обмотка з геометричними осями фазних котушок 1, зміщеними в просторі один відносно одного на 120 градусів. Фази обмотки 1 з'єднуються зіркою і кінці їх приєднуються до трьох контактних кілець 3, насаджених на вал 2 і електрично ізольованих як від валу, так і один від одного. За допомогою щіток 4, що знаходяться в ковзаючому контакті з кільцями 3, є можливість включати в ланцюги фазних обмоток регулювальні реостати 5, за допомогою яких можна регулювати струмом в роторі, а відповідно і швидкістю обертання. Асинхронний двигун з фазним ротором має кращі пускові і регулювальні властивості, проте йому властиві великі маса, розміри і вартість, ніж асинхронному двигуну з короткозамкненим ротором.

Підключення фазного ротора асинхронного двигуна: 1 - фази обмотки; 2 - вал; 3 - контактні кільця; 4 - щітки; 5 - регулювальні реостати

Принцип роботи асинхронної машини заснований на використанні магнітного поля, що обертається. При підключенні до мережі трифазної обмотки статора створюється магнітне поле, що обертається, кутова швидкість якого визначається частотою мережі f і числом пар полюсів обмотки p, тобто ω1=2рf/p

Пересікаючи провідники обмотки статора і ротора, це поле індукує в обмотках ЕРС (згідно закону електромагнітної індукції). При замкнутій обмотці ротора її ЕРС наводить в ланцюзі ротора струм. В результаті взаємодії струму з результуючим магнітним полем створюється електромагнітний момент. Якщо цей момент перевищує момент опору на валу двигуна, вал починає обертатися і приводити в рух робочий механізм. Зазвичай кутова швидкість ротора ω2 не дорівнює кутовій швидкості магнітного поля ω1, званою синхронною. Звідси і назва двигуна асинхронний, тобто несинхронний.

Робота асинхронної машини характеризується ковзанням s, яке є відносною різницею кутових швидкостей поля ω1 і ротора ω2: s=(ω1-ω2) /ω1. Значення і знак ковзання, залежні від кутової швидкості ротора відносно магнітного поля, визначають режим роботи асинхронної машини. Так, в режимі ідеального холостого ходу ротор і магнітне поле обертаються з однаковою частотою в одному напрямі, ковзання s=0, ротор нерухомий відносно магнітного поля, що обертається, ЕРС в його обмотці не індукується, струм ротора і електромагнітний момент машини дорівнюють нулю. При пуску ротор в перший момент часу нерухомий: ω2=0, s=1. У загальному випадку ковзання в руховому режимі змінюється від s=1 при пуску до s=0 в режимі ідеального холостого ходу.

Асинхронний двигун з фазним ротором: 1 - станина; 2 - обмотка статора; 3 - ротор; 4 - контактні кільця; 5 - щітковий механізм

При обертанні ротора із швидкістю ω2>ω1 у напрямі обертання магнітного поля ковзання стає негативним. Машина переходить в генераторний режим і розвиває гальмівний момент. При обертанні ротора в напрямі, протилежному до напряму обертання магнітного поли (s>1), асинхронна машина переходить в режим противключення і також розвиває гальмівний момент. Таким чином, залежно від ковзання розрізняють руховий (s=1÷0), генераторний (s=0÷-∞) режими і режим противключення (s=1÷+∞). Режими генераторний і противключення використовують для гальмування асинхронних двигунів.

Виводи обмоток ротора позначають буквою Р: Р1 - початок першої, Р2 - початок другої, Р3 - початок третьої фази. При чотирьох контактних кільцях нульова точка позначається 0. Контактні кільця позначаються так як і виводи приєднаних до них фаз: Р1 - найбільш віддалене від обмотки кільце, за ним Р2 і т.д. Самі кільця звичайно не маркуються.

Пуск асинхронних двигунів.

Під час ввімкнення асинхронного двигуна в мережу змінного струму по обмотках його статора й ротора протікатимуть струми, сила яких у кілька разів більша від номінальної. Це пояснюється тим що обертове магнітне поле перетинає обмотку нерухомого ротора з ви­сокою частотою, яка дорівнює частоті обертання магнітного поля у просторі, й індукує в цій обмотці велику ЕРС. Ця ЕРС утворює в колі ротора струм великої сили, що обумовлює виникнення струму відповідної сили і в обмотці статора.

Зі збільшенням частоти обертання ротора ковзання зменшується, що призводить до зниження ЕРС і сили струму в роторній обмотці. Це в свою чергу обумовлює зменшення сили струму в обмотці статора.

Велика сила пускового струму небажана як для двигуна, так і для джерела, від якого двигун одержує енергію. Коли пуски здійснюють­ся часто, то велика сила пускового струму призводить до різкого під­вищення температури обмоток двигуна, а це може обумовити перед­часне старіння його ізоляції. У мережі при великій силі струму зни­жується напруга, що впливає на роботу інших приймачів енергії, ввімкнених у цю ж мережу. Тому прямий пуск двигуна безпосереднім ввімкненням його в мережу допускається лише в тому разі, коли по­тужність двигуна набагато менша від потужності джерела енергії, яке живить мережу. Якщо потужність двигуна порівнянна з потужністю джерела енергії, то треба зменшити силу струму, споживаного цим двигуном під час пуску.

Пуск асинхронного двигуна з фазним ротором за допомогою пускового реостата: 1 - контактні кільця фазного ротора; 2 - обмотка статора; 3 - резистор.

Якщо такий опір ввімкнути в коло роторної обмотки, то сила струму в ній знизиться, а отже, знизяться сила струму в статорній обмотці і сила струму, споживаного двигуном із мережі. При цьому збільшуються активна складова роторного струму і обертаючий момент, що розвивається двигуном під час пуску.

У пускових реостатів є кілька контактів, тому можна поступово зменшувати опір, введений в коло роторної обмотки. Після досягнен­ня ротором нормальної частоти обертання реостат повністю виводить­ся, тобто роторну обмотку замикають накоротко. За нормальної час­тоти обертання ротора ковзання мале і ЕРС, що індукується в його обмотці, також незначна. Тому в колі ротора не потрібен жодний до­датковий опір.

Пускові реостати працюють нетривалий час у процесі розгону двигуна і розраховуються на короткочасну дію. Якщо реостат буде ввімкненим тривалий час, то він вийде з ладу.

Пуск двигуна з короткозамкненим ротором при малій потужності його порівняно з потужністю джерела енергії здійснюють безпосеред­нім увімкненням у мережу. У разі великої потужності двигуна силу пускового струму зменшують, знижуючи прикладену напругу. Щоб знизити напругу на час пуску, двигун вмикають у мережу через знижувальний автотрансформатор або реактори. Якщо ротор обер­тається з нормальною частотою, двигун перемикають на повну напругу мережі.

Недоліком такого способу пуску двигуна є різке зменшення пуско­вого моменту. Для зниження сили пускового струму в n разів треба прикладену напругу також знизити в n разів. При цьому пусковий момент, прямо пропорційний квадратові напруги, зменшиться в n2 разів. Отже, зниження напруги допускається під час пуску двигуна без навантаження або з малим навантаженням, коли пусковий моментможе бути невеликим. Часто застосовують пуск двигу­нів способом перемикання статор­ної обмотки з зірки на трикутник. В момент пуску статорну обмотку з’єднують зіркою, а після того як двигун розів’є частоту, на­ближену до нормальної, її перемикають трикутником. За такого спо­собу пуску двигуна сила пускового струму в мережі знижується в три рази порівняно з силою пускового струму, який споживався б двигу­ном, коли б статорна обмотка під час пуску була з’єднана трикутни­ком. Цей спосіб пуску можна засто­совувати для двигуна, статорна об­мотка якого, живлячись від мережі з певною напругою, має бути з’єднана трикутником.

Схема пуску короткозамкненого асинхронного двигуна перемиканням обмотки статора з зірки на трикутник

 

	Урок №62. Загальні відомості про електричні машини.
Загальні відомості про електричні машини. Типи, конструкції і класифікація електричних машин, їх будова та  принцип роботи.

Електричні машини широко застосовують на електричних станці­ях, у промисловості, на транспорті, в авіації, в системах автоматич­ного регулювання та керування, у побуті. Вони перетворюють ме­ханічну енергію в електричну і, навпаки, електричну енергію в ме­ханічну. Машина, що перетворює механічну енергію в електричну, називається генератором.Перетворення електричної енергії в механічну здійснюється двигуном.

Будь-яку електричну машину можна використати як генератор і як двигун. Ця властивість її змінювати напрямок перетворюваної нею енергії називається оборотністю машини. Її можна також використати для перетворення електричної енергії од­ного роду струму (частоти, кількості фаз змінного струму, напруги постійного стру­му) в енергію іншого роду струму. Такі електричні машини називаються перетворювачами.

Електричні машини залежно від роду струму електроустановки, в якій вони мають працювати, поділяються на машини постійного і машини змінного струму. Машини змінного струму можуть бути одно- та багатофазними. Найширше застосовуються трифазні синхронні та асинхронні машини, а також колекторні машини змін­ного струму, які дають змогу здійснювати економічне регулювання частоти обертання в широких межах.

Принцип дії електричної машини ґрунтується на використанні законів електромагнітної індукції та електромагнітних сил. Якщо в магнітне поле полюсів постійних магнітів або електромагнітів  помістити провідник і під дією певної сили переміщувати його перпендикулярно до магнітних ліній, то в ньому виникне елек­трорушійна сила E=Blυ,де В - магнітна індукція в місці, де пере­буває провідник; l — активна довжина провідника (тієї його части­ни, що знаходиться в магнітному полі); υ— швидкість переміщення провідника у магнітному полі. Напрямок ЕРС (на малюнку від гля­дача за площину креслення), що індукується у провіднику, визнача­ється згідно з правилом правої руки.

Схема, що пояснює принцип дії електричної машини.

Якщо цей провідник замкнути на приймач енергії то у замкненому колі під дією ЕРС протікатиме струм, напрямок якого збігається з напрямком ЕРС у провіднику. Внаслідок взаємодії струму в провід­нику з магнітним полем полюсів утворюється електромагнітна сила Fе, напрямок якої визначається за правилом лівої руки. Ця сила буде спрямована назустріч силі, яка переміщує провідник у магнітному по­лі. Якщо F1=Fе, провідник переміщуватиметься зі сталою швидкі­стю. Отже, у такій найпростішій електричній машині механічна енер­гія, що витрачається на переміщення провідника, перетворюється в електричну енергію, яка віддається опорові зовнішнього приймача енергії, тобто машина працює генератором. Та ж найпростіша елек­трична машина може працювати і двигуном. Якщо від стороннього дже­рела електричної енергії через провідник пропустити струм, то внаслі­док взаємодії струму у провіднику з магнітним полем полюсів утворю­ється електромагнітна сила Fе, під дією якої провідник почне перемі­щуватися в магнітному полі, долаючи силу гальмування будь-якого механічного приймача енергії.

Для збільшення ЕРС та електромеханічних сил електричні маши­ни мають обмотки, що складаються з великої кількості проводів, які з’єднуються між собою так, щоб ЕРС у них мали однаковий напрямок і додавались. У провіднику ЕРС буде індукована і в тому разі, коли провідник нерухомий, а переміщується магнітне поле полюсів.

	Урок №61. Команди і сигнали при підніманні, опусканні і переміщенні вантажів. Вимоги безпеки праці при виконанні такелажних робіт.
Команди і сигнали при підніманні, опусканні і переміщенні вантажів. Вимоги безпеки праці при виконанні такелажних робіт.

Для успішного виконання такелажних робіт необхідні чітка взаємодія і налагоджений зв'язок всіх осіб, що беруть участь в них (бригадир, стропальник, такелажник, кранівник). При такелажних роботах застосовують сигналізацію голосом і знаками. При транспортуванні вантажів користуються обмеженою кількістю команд, які подаються голосом. Команду піднімання подають словом «віра», опускання - «майна», припинення руху - «стоп». Для обмеження виконуваної команди її доповнюють сло­вом «ледве», наприклад «ледве віра». Якщо внаслідок значного шуму виконавці (машиніст лебідки, кранівник тощо) не можуть чітко розрізняти команди, які подаються голосом, то подають умовні сигнали рукою

Перед початком такелажних робіт треба переконатися в справності вантажопідйомних пристроїв і такелажних засобів, а також в їх огляді Держгірпромнаглядом у встановлені терміни. Стропи і канати мають бути випробувані і не мати пошкоджених коушів і інших дефектів.

До виконання такелажних робіт можна приступати лише тоді, коли електроустаткування, що підлягає переміщенню, з усіх боків відключено і прийняті заходи, що виключають подачу напруги до місця такелажних робіт.

Роботи по стропуванню і переміщенню трансформаторів і електричних машин повинні здійснюватися з особливими запобіжними засобами, щоб уникнути пошкодження стропами фарфорових вводів трансформаторів, обмоток електричних машин і інших деталей переміщуваного електроустаткування.

При стропуванню машин або їх частин стежать, щоб стропи накладалися на вантаж, що піднімається, без заломів, вузлів або перекручувань, а після натягнення стропів перевіряють правильність їх положення, що виключає перевертання машини при її підйомі. При неправильному положенні вантажу слід дати сигнал на його опускання і виконати перестропування. Перед початком підйому вантажний крюк підіймального механізму повинен знаходитися над центром тяжіння вантажу, що піднімається. Не можна переміщати машини при похилому натягненні канатів.

При такелажі електричних машин і трансформаторів захват стропом виконують за рами, проушини, помилкові штуцера, а також за допомогою інших спеціальних пристосувань - траверс, коромисел, розпірок. При підйомі електроустаткування з гострими ребрами (кутами) треба передбачати установку і закріплення прокладок під стропи для їх оберігання від перегинів і перетирань або використовувати спеціальні стропи з інвентарними прокладками. Стропування електроустаткування за оброблені поверхні деталей забороняється. За відсутності спеціальних пристосувань стропування виконують за основні (базові) деталі (корпус, бак, раму або станину). При цьому слід надійно оберегти від пошкоджень місце прилягання стропа, підклавши дерев'яні, гумові або інші м'які підкладки. Щоб уникнути пошкодження забарвлення і шпаклівки електроустаткування в місцях його захвату стропом необхідно також встановлювати гумові прокладки.

Електроустаткування великої маси спочатку піднімають на висоту до 200 мм і в цьому положенні знову оглядають такелажні пристосування, перевіряючи рівномірність натягнення стропів натиском руки на кожну гілку, і гальмо підіймального устаткування. При задовільних результатах огляду і перевірки продовжують підйом.

При стропуванні і переміщенні складальних одиниць трансформаторів і електричних машин слід проявляти особливу обережність, щоб уникнути пошкоджень вводів, обмоток, масловказівників, реле і інших деталей трансформаторів, а також сердечників якоря і ротора, обмоток, контактних кілець і колекторів електричних машин. Навіть незначні пошкодження цих деталей, не відмічені при зовнішньому огляді, можуть призвести до аварії і виходу машини з ладу. Не допускається безпосередній захват стропом сердечника якоря або ротора. Для їх захвату рекомендується встановлювати під строп паралельно осі ротора бруски розпорів або м'які підкладки. При підйомі ротора за вал підводять строп з обох сторін ротора так, щоб він не зачіпав частин валу, що укладаються в підшипники. Щоб уникнути пошкодження контактних кілець і обмотки натягнутими стропами між останніми встановлюють дерев'яні розпірки або підйом ротора виконують за допомогою такелажної траверси. Ротор великого діаметру допускається піднімати стропами, що захоплюють спеціальні стержні, які просовують між спицями ротора. Для оберігання обмоток ротора від пошкоджень під стержнями встановлюють дерев'яні підкладки, а між стропами - дерев'яну розпірку або такелажну траверсу. При необхідності стропування і підйому ротора безпосередньо за сердечник ротор обкладають відрізками дощок, ретельно стежачи, щоб сталевий канат стропа не торкався сталі сердечника ротора.

Розстроповування переміщеного вантажу здійснюють лише після того, як він займе сповна стійке положення. Розвантаження всіх видів електроустаткування скиданням незалежно від заходів, які можуть бути прийняті для їх збереження, категорично забороняється.

	Урок №60. Механізми та пристрої для такелажних робіт.
Загальні відомості про такелажні роботи. Механізми та пристрої для такелажних робіт. Вимоги до вантажних канатів. Прядив’яні канати, стальні, дротяні  канати, їх конструкції та розміри. Вибір канатів залежно від виду такелажних робіт та маси обладнання. Запаси міцності канатів залежно від призначення. Правила експлуатації канатів. Стропи, вузли і петлі, їх призначення. Маркування стропів. Вибір довжини стропів. Кріплення канатів до вантажів,  щоглів, балок і анкерів. Допустимі навантаження на гаки та петлі. Допоміжні пристрої для зручності і прискорення стропування вантажів: гаки, карабіни, коромисла, кільця, скоби, струбцини, штирі та інше; правила користування ними. Поліспасти, їх призначення та вантажопідйомність. Вимоги до блоків та  поліспастів. Характеристика блоків та поліспастів. Відвідні блоки, правила оснащення поліспастів та підвіски нерухомих блоків. Характеристика і правила експлуатації блоків та поліспастів. Ручні та електричні лебідки. Важільні лебідки. Галузь застосування і призначення лебідок. Вимоги до лебідок. Гальмівні пристрої лебідок. Правила експлуатації лебідок. Застосування відвідних блоків та їх установлення. Терміни та порядок випробовування лебідок. Домкрати: гідравлічні, гвинтові, рейкові, їх будова, вантажопідйомність. Огляд домкратів. Правила експлуатації домкратів. Норми та строки випробування домкратів. Автомобільні крани, їх вантажопідйомність та виліт стріли крана.
	Загальні відомості.

При ремонті трансформаторів і електричних машин необхідне виконання такелажних робіт значного об'єму. Такелажними називають роботи по стропуванню, кріпленню і переміщенню (горизонтальному і вертикальному) різних вантажів великої маси за допомогою ручних і механізованих засобів. До цих робіт відносять також обслуговування, налаштування, приведення в робочий стан і зберігання такелажних пристроїв, оснащення і пристосувань (талі, стропи, троси, канати і ін.). Такелажні роботи, як правило, виконують спеціально виучені і інструктовані робітники-такелажники, які пройшли медичний огляд. У ремонтній практиці електрослюсареві нерідко доводиться займатися демонтажем, переміщенням і установкою важкого електроустаткування, що пов'язане з виконанням такелажних робіт і використанням для них відповідних механізмів і оснащення. Тому знання основних правил виконання такелажних робіт, пристроїв і способів використання такелажного оснащення і механізмів украй необхідне електрослюсареві по ремонту трансформаторів і електричних машин, маса яких нерідко досягає декількох тонн.

Канати і стропи.

Канати використовують для стропування вантажів до крюків вантажопідйомних механізмів, для в'язки (чалки) вантажів при транспортуванні і переміщенні; у різних вантажопідйомних пристроях як вантажні канати; як стріловидні, вантові, несучі і тягові канати. Канати, на кінцях яких в'яжуть вузли, називають чалочними. Найбільш поширені способи в'язки стропів за крюк, а також в'язки і закладення кінців чалочних канатів. Найчастіше застосовують прядивні і сталеві канати, рідше - бавовняні і капронові.

Способи в'язання стропів за гак, в'язання і обробки кінців чалочних канатів: а - гаковий вузол, б - гаковий вузол  з напуском, в - петлевий строп, г - кільцевий або петлевий строп з напуском, д - кільцевий або петлевий строп, е - два кільцевих або петлевих стропа (один з напуском), ж - стропування петель, з - удавки, и - мертва петля.

Прядивні канати бувають смільними і більними. Смільні канати виготовляють із смоленої пряжі, а більні - з несмоленої (каболок). Смільні канати добре чинять опір вогкості, але мають велику масу і меншу міцність, ніж більні. При такелажних роботах зазвичай використовують більні канати, діаметр яких від 9,6 до 28,7 мм. Прядивні канати легші і більш гнучкі, ніж сталеві, що забезпечує швидку в'язку вузлів. Їх застосовують для підйому деталей вручну (через блоки), для відтяжок при підйомі вантажів і стропуванні виробів з обробленими кутами і поверхнями. Прядивні канати зазвичай використовують для стропування вантажів масою до 200 кг.

При необхідності переміщення електроустаткування масою більше 200 кг для його стропування і оснащення вантажопідйомних пристроїв слугують сталеві канати подвійного звивання (троси).

Допустимі навантаження началочні прядивні і більні канати приведені в таблиці, на сталеві канати подвійного звивання (троси).

Стропами називають відрізки канатів або ланцюгів, з'єднані певним чином і забезпечені спеціальними підвісними пристосуваннями, що забезпечують швидке, зручне і безпечне закріплення вантажів.

Стропи із стальних канатів: а - універсальний (кільцевий), б, в, г - полегшені (петлеві) одинарні, д - напівавтоматичний, е, ж - двохвітковий, з - чотирьохвітковий, 1 - інвентарні підкладки, 2 і 3 - роз’ємна і зварна підвіски, 4 - важільний захват.

Для регулювання положення електроустаткування під час підйому, а також для повороту на крюку до нього прив'язують відтяжки із сталевого, а при малих вантажах - з прядивного каната.

Розташування лебідок або кабіни управління крану повинно забезпечувати безпосередню передачу сигналів знаками або голосом від керівника підйому або стропальника кранівникові, мотористові лебідки, трактористові або механіку.

Підйом виконують плавно, без ривків і розгойдування електроустаткування, що піднімається, без зачіпання сторонніх предметів (стін, колон, ферм, устаткування, що стоїть поряд і т. д.). Забороняється залишати вантажі на вазі навіть на короткий час в обідню або іншу перерву.

Допустимі навантаження на чалочні прядивні і більні канати

Діаметр канату, мм	Вантаж, кг, підвішений на одному кінці канату	Вантаж, кг, підвішений на двох вітках канату, при куті α між канатом і вертикаллю , град				Вантаж, кг, підвішений на чотирьох вітках канату, при куті α між канатом і вертикаллю, град
		0	30	45	60	0	30	45	60
11,1	85	170	150	120	85	340	300	240	170
12,7	110	220	190	155	110	440	380	310	220
14,3	140	280	245	195	140	560	490	390	280
15,9	165	330	285	230	165	660	570	460	330
19,1	230	460	400	325	230	920	800	650	460
20,7	265	530	460	375	265	1060	920	750	530
23,9	355	710	610	500	355	1420	1220	1000	710
28,7	485	970	840	680	485	1940	1680	1360	970

Допустимі навантаження на деякі стальні канати подвійного звивання

Діаметр канату, мм	Допустиме навантаження, кг		Діаметр канату, мм	Допустиме навантаження, кг
	для лебідки з ручним приводом	для двохвіткових стропів при куті α = 600		для лебідки з ручним приводом	для двохвіткових стропів при куті α = 600
15	3450	2300	14,5	3180	2120
16,5	4125	2750	16	3890	2590
20	5300	3530	19,5	5630	3750
25,5	8125	5420	25	8050	5370
33	13220	8820	32,5	13600	9100
36,5	17690	11790	36,5	18200	12120

Вантажопідйомні механізми.

При такелажних роботах широко застосовують конструктивно прості вантажопідйомні механізми - блоки, поліспасти, талі, електротельфери і домкрати.

Блоки, що служать для зміни напряму каната і прикладення сили, називають відвідними, або каніфас-блоками, а ті, що служать для зменшення сили, необхідної для підйому вантажу, - вантажними, або поліспастовими.

Розрізняють блоки для прядивних, сталевих канатів і ланцюгів. Відвідні блоки (каніфас-блоки), що прив'язуються завжди нерухомо, мають один ролик для каната (однороликові блоки). Діаметр канавки ролика повинен перевищувати діаметр каната на 1 - 3 мм. Співвідношення між діаметром сталевого каната у вантажних блоках і діаметром ролика має бути не менше 1 : 16.

Поліспасти - вантажопідйомні пристрої, які складаються з двох блоків, сполучених між собою канатом, що послідовно огинає всі ролики кожного блоку.

При використанні поліспасту зменшується зусилля в канаті, направлене до лебідки (виграш в силі), але збільшується довжина каната, що навивається на барабан лебідки (програш у відстані, часі, швидкості). При оснащенні поліспасту канат прикріплюють одним кінцем до вушка одного з блоків поліспасту, при цьому він огинає послідовно ролики обох блоків, а інший кінець, що збігає з одного з блоків, навивають на барабан лебідки. Зазвичай кінець каната, що йде на лебідку, майже завжди збігає з нерухомого блоку, щоб уникнути підвішування додаткового відвідного блоку.

При оснащенні поліспастів дотримуються наступних правил: при парному числі ниток поліспастів (тобто при парній сумі чисел роликів нерухомого і рухомого блоків) кінець каната прикріплюють до нерухомого блоку, а при непарному числі - до рухомого.

Талі є вантажопідйомним механізмом, що складається з ланцюгового поліспасту з ручним приводом від безконечного гоночного ланцюга або храпового механізму важеля. Найбільш поширені черв'ячні талі та із зубчастою передачею, в яких тяговим органом служать зварні калібровані ланцюги. Всі талі забезпечують надійним автоматичним гальмом (частіше гвинтовим). Талі різних конструкцій виготовляють для

підйому вантажу на висоту до 3 м.

Вантажопідйомні механізми, що застосовуються при такелажних роботах: а - блоки (рухомий і нерухомий), б - поліспаст, в - талі, г - електротельфер, д - домкрати (ручний і гідравлічний), 1 - гак, 2 - електродвигун візка, 3 - кран-балка, 4 - електродвигун вертикального переміщення вантажу, 5 - блок кнопок управління електродвигуна тельфера.

Електротельфер є універсальним і найпоширенішим внутрішньо цеховим підйомно-транспортним механізмом. Наявність в електротельфера двох електродвигунів дозволяє здійснювати вертикальний підйом і горизонтальне переміщення (в межах цеху) ремонтованого електроустаткування масою до 5 т. При використанні електротельфера ремонтний персонал звільняється від необхідності виконання трудомісткої роботи, що вимагає великих затрат фізичних сил, - ручного підйому і транспортування ремонтованого електроустаткування великої маси.

Домкрати  служать переважно для вертикального підйому вантажів великої маси на висоту до 200 мм, але інколи використовуються для горизонтального переміщення, при цьому домкрати встановлюють в горизонтальному положенні з упором їх основи в міцну нерухому опору (стіну, колону і ін.). Застосовують домкрати найчастіше при необхідності демонтажу електроустаткування, що підлягає доставці в електроцех для ремонту.

Всі вантажопідйомні механізми, використовувані при такелажних роботах, а також канати, стропи і скоби повинні пройти випробування, норми, терміни і об'єми яких вказані в таблиці.

Норми і строки випробувань підйомних механізмів і пристосувань

Механізми і пристосування	Випробувальне навантаження			Тривалість статичних випробувань, хв.	Періодичність випробувань, місяць
	при приймальних випробуваннях і після капітального ремонту		при періодичних випробуваннях
	статична	динамічна	статична і динамічна
Приводні і ручні лебідки Ручні талі Стальні канати і ланцюги	1,25 Р*	1,1 Р	1,1 Р	10	12
Прядивні, бавовняні і капронові канати Стропи, скоби, кільця	2 Р	-	2 Р	10	6

*Р - вантажопідйомність механізму.

Автомобільний кран - самохідна навантажувально-розвантажувальна машина, змонтована на автомобільному шасі, з поворотною консольною стрілою. Привід устаткування крану - електричний, гідравлічний або механічний з відбором потужності від двигуна автомобіля. Випускають автомобільні крани вантажопідйомністю до 16 т. Виліт стріли 1,2 - 10 м, а за наявності спеціальних вставок у автомобільного крана великої вантажопідйомності - до 22 м. Висота підйому гака 7 - 18,3 м.

 Для підвищення стійкості під час підйому вантажу автомобільним краном використовують додаткові зовнішні опори (аутригери).

	Урок №58. Основні види  несправностей пускорегулювальної апаратури. Безпека праці при обслуговуванні пускорегулювальної апаратури.
Визначення технічного стану апаратів без розбирання. Основні види  несправностей пускорегулювальної апаратури. Перевірка та підтягнення кріплень, зачищення контактів, їх заміна. Заміна  дугогасильних пристроїв. Безпека праці при обслуговуванні пускорегулювальної апаратури.
	Несправності неавтоматичних апаратів і методи їх усунення.

У електричних апаратів пошкоджуються електричні контакти, деталі механізму, пружини, пластини дугогасної камери та ізоляція. Характерними ознаками несправності апарата є підвищений нагрів окремих частин, нечітке вмикання, довільне вимикання, відмова апарата.

У неавтоматичних апаратів ушкоджуються переважно контакти, механізми приводу і пружини.

При ремонті виконують перевірку стану пружин та затягування гвинтів. Ослабленні пружини замінюють новими заводського виготовлення.Контактна поверхня рухомого контакту (ножа) повинна щільно прилягати до відповідної поверхні нерухомого контакту (губки). Щуп завтовшки 0,05 мм повинен входити в простір між губкою і ножем рубильника на глибину не більше 6 мм.

Підгорілі та оплавлені 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.

При ремонті запобіжників ПР і ПН спочатку очищують контактні поверхні губок і патронів від бруду, плівок окислів і частинок розплавленого металу. Окислені контакти зачищають склопапером, а сильно підгорілі і оплавленні - надфілем. Застосовувати для очищення контактів наждачний папір неможна, так як зерна наждака, які не проводять електричний струм, врізаються в контактні поверхні, погіршуючи контакт між губками і патроном запобіжника.

Потім розбирають патрон, ретельно перевіряють стан внутрішніх струмопровідних частин і плавких вставок, виявлені дефекти усувають, а плавку вставку, яка довго перебувала у роботі, замінюють новою. Вставки в запобіжниках сусідніх фаз незалежно від їх стану теж заміняють. Вставки повинні бути однотипними, заводського виготовлення і суворо відповідати номінальному струму запобіжника і струму мережі, що захищається.

При огляді патрона запобіжника слід звернути увагу на цілісність патрона і відсутність тріщин у ньому, а також на ступінь зносу його стінок, що визначається співвідношенням фактичної товщини стінок патрона, що ремонтується, з товщиною стінок відповідного йому по конструкції і номінальному струму нового патрона. Виміри виконують нутроміром. Стінки патрона можуть також вигорати.

До складу основних робіт по ремонту реостатів входять розбирання, ремонт або заміна пошкоджених резисторів, контактних частин, ізолюючих деталей і механізму управління, збірка схеми з'єднань, збірка і регулювання відремонтованого реостата. Реостати розбирають так, щоб не пошкодити резистори, що збереглися, ізолюють деталі і контактні пристрої, придатні для повторного використання.

Пошкоджені резистори ремонтують або замінюють. При заміні згорілого резистора треба на його місце поставити такий самий резистор. Затискні хомутики на знов встановленому резисторі повинні бути розташовані так само, як на замінюваному. Розподіл резисторів по ступенях необхідно зберегти. Відхилення опору на будь-якому контакторі реостата від розрахункових або паспортних даних повинне бути не більш  ±10%.

Несправності автоматичних вимикачів і методи їх усунення.

В автоматичних вимикачів серії А і інших конструктивно аналогічних вимикачів ушкоджуються переважно контакти, відключаючі механізм і пружини. Ці пошкодження виражаються в зносі і оплавленні контактів, порушенні регулювання механізму, ослабленні пружин. Внаслідок частих електричних і механічних впливів в автоматичних вимикачів може виявитися пошкодженою ізоляція обмотки електромеханічного приводу або головного валу. Залежно від характеру пошкодження ремонтують автоматичні вимикачі в електроремонтному цеху або на місці їх установки. У останньому випадку повністю відключають вимикач від приєднаних до нього електричних ланцюгів, а також приймають заходи для уникнення дистанційного керування вимикачем.

Для отримання доступу до контактів відкручують гвинти кріплень дугогасних камер, а потім, дотримуючись запобіжних заходів, знімають дугогасні камери так, щоб не пошкодити пластини ґраток дугогасного пристрою, що знаходяться усередині них, і контакти апарату.

Закопчені сталеві обміднені пластини ґраток обережно очищають дерев'яною паличкою або м'якою сталевою щіткою, звільняючи їх від шару нагару, а потім протирають чистими ганчірками і промивають. Застосовувати для цих цілей металеві інструменти (монтерські шкіри, шабери, напилки) забороняється, оскільки можна пошкодити тонкий захисний шар міді, що покриває сталеві пластини. При сильному обгоранні пластин ґраток, дугогасні пристрої замінюють на нові.

У контактній системі автоматичних вимикачів ушкоджуються (обгорають, оплавляються і зношуються) переважно дугогасні контакти, що піддаються дії високої температури електричної дуги, особливо при розриві ними великих струмів. Злегка обгорілі контакти промивають, а потім злегка обпилюють напилком, щоб зняти з їх робочої поверхні невеликі частинки оплавленої міді. Застосовувати для очищення контактів наждачний папір не можна, оскільки пил і дрібні частки наждаку можуть попасти в механізм вимикача і викликати швидкий знос його деталей, які труться, внаслідок абразивного стирання. З сильно оплавлених контактів спилюють напилком напливи міді, прагнучи зняти мінімальну кількість метала з контакту і максимально зберегти його початкову форму. При зменшенні розміру контактів вимикачів, що ремонтуються більш ніж на 30% рекомендується замінювати їх новими контактами заводського виготовлення.

При тривалій роботі автоматичного вимикача в умовах частих включень і відключень не лише зношуються його контакти, але і порушується їх регулювання, що призводить до недопустимого перегріву контактів і швидкого виходу їх з ладу. Регулювання роботи контактної системи автоматичного вимикача одна з найважливіших операцій ремонту, від якої залежить його тривала нормальна робота. При регулюванні контактної системи після ремонту добиваються одночасності торкання головних, а потім проміжних і дугогасних контактів, хоча черговість їх включення має зворотний порядок.

Автоматичні вимикачі сучасного виконання є нерозбірними.

Несправності магнітних пускачів та контакторів і методи їх усунення.

1. Різночасність замкнення і стан головних контактів

Різночасність замкнення головних контактів магнітного пускача можна усунути затягуванням хомутика, який тримає головні контакти на валу. При наявності на контактах слідів окислення, напливів або застиглих крапель металу, контакти треба зачистити.

Якщо в контакторі сильно підгорілі пластини ґраток дугогасних пристроїв, то їх також необхідно зачистити або замінити.

2. Сильне гудіння магнітної системи електромагнітного пускача

Сильне гудіння магнітної системи може виникати при виході з ладу котушок пускача. При нормальній роботі пускач видає лише слабкий шум. Сильне гудіння пускача свідчить про його несправність.

Для усунення гудіння пускач треба відключити і перевірити:

а) затягнення гвинтів, що кріплять якір і осердя;

б) чи не пошкоджено короткозамкнений виток, розміщений у прорізах осердя. Так як через котушку протікає змінний струм, то і магнітний потік змінює свій напрямок і в деякий момент часу стає рівним нулю. У цьому випадку протидіюча пружина буде відривати якір від осердя і виникне брязкіт якоря;

в) гладкість поверхні торкання обох половин електромагнітної системи пускача і точність припасування їх, так як в електромагнітних пускачах струм в обмотці сильно залежить від положення якоря. При наявності зазору між якорем і осердям, струм, що проходить через котушку, буде більше номінального.

Для перевірки точності дотику якоря і осердя електромагнітного пускача між ними можна вкласти аркуш копіювального паперу і аркуш тонкого білого паперу і замкнути пускач від руки. Поверхня торкання повинна бути не менше 70% перетину магнітопроводу. При меншій поверхні торкання цей дефект можна усунути правильною установкою осердя електромагнітної системи пускача. Якщо ж утворився зазор, то необхідно шабрувати поверхню вздовж шарів листової сталі магнітної системи.

3. Відсутність реверсу у реверсивних магнітних пускачах

Відсутність реверсу в реверсивних пускачах можна усунути підгонкою тяг механічного блокування.

4. Прилипання якоря до осердя пускача

Прилипання якоря до осердя відбувається в результаті відсутності немагнітної прокладки або недостатності її товщини. Пускач може не відключитись навіть при повному знятті напруги з котушки. Необхідно перевірити наявність і товщину немагнітної прокладки або повітряний зазор.

5. При включенні пускача відбувається самоблокування

Необхідно перевірити стан блокувальних контактів пускача. Контакти у включеному стані повинні щільно прилягати одне до одного і включатися одночасно з головними контактами пускача. Зазори блок-контактів (найкоротша відстань між розімкнутим рухомим і нерухомим контактом) не повинні перевищувати допустимих значень.

Необхідно провести регулювання блок-контактів пускача. Якщо провал блок-контакту стає менше 2 мм, то блок-контакти треба замінити.

Своєчасні випробування та регулювання електромагнітних пускачів дозволяють завчасно уникнути неполадок і пошкоджень.

У теплових реле найчастіше пошкоджуються (перегорають) нагрівальні елементи. Їх замінюють на елементи заводського виготовлення і лише в окремих випадках виготовляють нові елементи на свої підприємствах.

Ці елементи мають різне влаштування і бувають шести типів, розрахованих на різні струми. Елементи першого і другого типів виготовляють з ніхромового або фехралевого дроту. В елементах першого типу дріт намотаний на пластинку із слюди, і до кінців дроту припаяні сріблом мідні наконечники, в елементах другого типу - навитий у вигляді спіралі, а до його кінців припаяні стальні наконечники. Спіральні елементи кадмовані для запобігання їх від окислення. Елементи решти чотирьох типів виготовляють методом штамповки.

У всіх відремонтованих електричних апаратах перевіряють розхил, провал, початкове і кінцеве натискання.

Безпека праці при обслуговуванні пускорегулювальної апаратури.

При технічному обслуговуванні та ремонті  електричних апаратів користуються інструментами з ізольованими ручками.

Під час виконання роботи потрібно бути особливо пильним. Не відволікатися на сторонні справи та розмови.

Встановлювати електричний апарат, що ремонтується на робочий стіл так, щоб
порушення центра тяжіння не призвело до його падіння.

До  перевірки  і ремонту  електричних апаратів   необхідно  пересвідчитись у
відповідності номіналів запобіжників напрузі живлючої мережі та номінального струму
запобіжника, у відсутності замикання у шнурі живлення та його вилці.

Електропроводку по підключенню електричних апаратів  монтувати так, щоб провідники не перехрещувались, не зависали і не були затягнуті чи скручені петлями.

Окінцьовуючи провід, готуючи його для приєднання до приладів, потрібно старанно зачищати і, щоб не було зайвих оголених жил.

Контактне з’єднання повинно бути надійним. Встановлюючи контакти в отвори металевого корпусу, слід звернути увагу на надійність ізоляції між контактом та корпусом. Якщо контакти погано ізольовані, то може виникнути коротке замикання в результаті доторкання контактів до корпуса.

Для ізолювання вивідних контактів від корпусу використовуються фарфорові, міканітові або виготовлені з іншого ізоляційного матеріалу теплостійкі втулки прокладки, шайби.

Металеві корпуси електричних апаратів повинні бути заземленні.

Перевірку ланцюгів вторинної комунікації виконують при допомозі  омметра, тестера чи іншого приладу з живленням від сухих елементів напругою до 12 вольт. Ланцюги, які перевіряються, повинні бути повністю знеструмлені.

Очистити від пилу електричні апарати.

Проводити обслуговування елементів електричних апаратів під напругою лише в тих випадках, коли інакше виконати роботу неможливо. При цьому необхідно бути особливо уважним, щоб уникнути дотику до струмопровідних частин апарата.

Вимірювання опору ізоляції мегомметром, випробування електричної міцності ізоляції підвищеною напругою, виконувати тільки при повністю вимкнутих приладах.

Забороняється:

Приєднувати прилади до мережі за допомогою оголених проводів, без вилок.

Проводити ремонт ввімкнених в електромережу електричних апаратів в безпосередній близькості від заземлених конструкцій, і батарей опалення, водопровідних труб.

Залишати без   нагляду ввімкненими електричні апарати, вимірювальний     прилад, електроінструмент, а також залишати після закінчення роботи абонентські приймачі без футляра.

Здійснювати заміну вузлів і деталей, пайку монтажу, продзвонку проводів та інші операції, що виконуються двома руками, в електричних апаратах без попереднього відключення їх від електромережі і зняття залишкових зарядів.

Вмикати електричні апарати в мережу при штучно замкнутих запобіжниках, а також вмикати їх шляхом безпосереднього з'єднання.

Вмикати та вимикати обладнання, робота на якому не доручалась; за винятком аварійної ситуації.

Торкатися руками до обірваних та оголених проводів електромережі та монтажної схеми елементів електричних апаратів ввімкнених в електромережу.

Працювати неізольованим та несправним інструментом.

Вмикати в електромережу електричні апарати, вимірювальні прилади, проводи яких мають пошкоджену ізоляцію.

Використовувати саморобні подовжувачі.

Працювати електровимірювальними приладами, корпуси яких надійно не заземлені.

Користуватися пошкодженими провідниками та матеріалами.

Користуватись саморобними некаліброваними електрозапобіжниками.

Класти на щит електрообладнання, інструменти, одяг, пакунки.

	Урок №57. Технічне обслуговування пускорегулювальної апаратури.
Призначення періодичних оглядів, їх проведення. Контроль над захисними кожухами, перевірка роботи натискних пружин і ходу рухомих частин апарату. Контроль над поверхнею контактів (очистка від пилу та  бруду, зачищення та протирання контактів, визначення провалів контактів). Контроль над   реле різних типів (очистка від пилу та бруду, перевірка кріплення, протирання контактів). Контроль над ящиками резисторів (зачищення контактних з’єднань, заміна елементів  резисторів, що  вийшли з ладу), кнопками управління, ключами управління, пакетними вимикачами та перемикачами.
	Призначення періодичних оглядів, їх проведення.

Період експлуатації (термін служби) пускорегулювальної апаратури визначається моральним або фізичним зносом до такого стану, коли ремонт їх стає нерентабельним. В строк служби пускорегулювальної апаратури, починаючи з перевірки при новому включенні, входять декілька міжремонтних періодів, кожен з яких складається з прироблення, нормальної експлуатації і зносу. Встановлені наступні види планового технічного обслуговування пускорегулювальної апаратури: перевірка при новому включенні; профілактичний контроль; профілактичне відновлення; часткове профілактичне відновлення; періодичні випробування і огляди. Крім того, при експлуатації може проводитися позапланове технічне обслуговування – позачергові і післяаварійні перевірки.

Перевірку при новомувключенні проводять при включенні знову змонтованих апаратів, а також після реконструкції діючих апаратів, пов'язаної з установкою нової додаткової апаратури, або після монтажу нових вторинних ланцюгів.

Завданням технічного обслуговування в період прироблення є якомога  швидше виявлення найбільш характерних на початку експлуатації пускорегулювальної апаратури відмов. Період прироблення починається з проведення налагоджувальних робіт перед включенням пускорегулювальної апаратури в експлуатацію, які при ретельному виконанні забезпечують виявлення і усунення можливих відмов при приробленні. Проте завжди є вірогідність, що якийсь дефект не буде виявлений або виникне при наладці. Такі приховані дефекти, як ослаблена міжвиткова ізоляція обмоток, надломи в дротяних резисторах, місцеві ослаблення діелектрика в конденсаторах, можуть виявитися через деякий час після введення пускорегулювальної апаратури в експлуатацію. Таким чином, через деякий час після наладки необхідна ще одна перевірка – перший профілактичний контроль, після якої з великою вірогідністю можна вважати, що відмови  прироблення виявлені і усунені.

Профілактичний контроль є основним видом технічного обслуговування пускорегулювальної апаратури в період нормальної експлуатації для виявлення раптових (випадкових) відмов, що є наслідком одночасної дії на елементи пристрою декількох чинників, кожен з яких не виходить за допустиму межу. Це запобігає відмові функціонування, тобто дії пускорегулювальної апаратури у момент порушення нормального режиму в електроустаткуванні, що захищається, або відповідному електричному ланцюзі (наприклад, при короткому замиканні).

Профілактичне відновлення– це технічне обслуговування в період зносу, що полягає в своєчасному ремонті зношених елементів пускорегулювальної апаратури або їх заміні для запобігання різкому зростанню потоку відмов (послідовності випадкових відмов). Періодичність профілактичного відновлення встановлюється ресурсом (часом працездатності) більшої частини апаратів і інших елементів пускорегулювальної апаратури.

Частковому профілактичному відновленнюдодатково підлягають елементи пускорегулювальної апаратури, що швидко зношуються.

Періодичні випробування і оглядиє додатковими перевірками в період нормальної експлуатації. Призначенням періодичного випробування є перевірка працездатності найменш надійних елементів пускорегулювальної апаратури.

Позачергові перевіркипроводять при частковій зміні схем або реконструкції пускорегулювальної апаратури, відновленні ланцюгів, порушених у зв'язку з ремонтом основного устаткування, необхідності зміни уставок або характеристик пускорегулювальної апаратури.

Післяаварійні перевіркипроводяться для з'ясування причин відмов функціонування або неясних дій пускорегулювальної апаратури.

Технічне обслуговування електричних неавтоматичних апаратів напругою до 1000 В

При експлуатації електричні неавтоматичні апарати напругою до 1000 В періодично перевіряють і регулюють, замінюючи вузли, що вийшли з ладу. Періодичність оглядів і профілактики встановлюється інструкціями, що розробляються інженерними службами підприємства. У них враховують характер виробництва, тип установки, вимоги до надійності енергозабезпечення і т. д.

Для комутуючої апаратури важливий стан електричних контактів. Оксидна плівка контактних поверхонь погіршує контакт і викликає додатковий нагрів. Крім того, в результаті виникнення дуги з'являються напливи на контактах, які перешкоджають здобуттю лінійного контакту по всій площині, що також призводить до втрат електричної енергії. Тому періодично необхідно видаляти напилком оксидну плівку і напливи з контактів. Не допускається  очищати контакти наждачним папером, так як кристали наждака врізаються в мідні контакти і збільшують їх опір. При сильному обгоранні контактів їх замінюють новими.

Перевіряють роботу рухомих частин. Рухома система повинна мати легкий хід без заїдань.

Візуальний огляд дозволяє встановити можливі механічні пошкодження. Періодична профілактика включає підтяжку гвинтових кріплень і регулювання натягнення контактів.

Під час експлуатації електроустановок виходять з ладу (перегорають) запобіжники. Для їх заміни використовують калібровані запобіжники і плавкі вставки.

Для запобігання аварій та пожарів не допускається використання випадкових вставок із різноманітних дротів.

Слід пам’ятати, що профілактичні і регулювальні роботи виконують лише  на відключених від мережі електроустановках.

При технічному обслуговуванні реостатів їх розбирають і ретельно оглядають всі деталі і групують їх в справні (придатні для повторного використання без ремонту), частково пошкоджені (придатні до повторного використання після ремонту) і непридатні (не відновлювані шляхом ремонту). Дрібні деталі (гайки, шайби, гвинти) необхідно при розбиранні зібрати в окрему коробку або зв'язати разом і зберегти.

При огляді і ремонті реостатів РШН, РШМ і РП-2200, а також інших типів, конструктивно аналогічних їм, видаляють пил і бруд зі всіх внутрішніх деталей апарату, перевіряють стан затискних гвинтів, контактів і контактних з'єднань. Ослаблені гайки кріплень підтягають, контактні поверхні, що окислюються, зачищають напилком, порушені з'єднання відновлюють і регулюють натиснення рухомого контакту на нерухомий на різних ділянках контактного ходу (величина натиснення контактів повинна бути в межах 10 - 25 Н/см2 залежно від габаритних розмірів реостата). Потім перевіряють цілість і справність витків дротяних або стрічкових резисторів, відсутність доторкань їх витків між собою або з сусідніми резисторами, а також міжрезисторних сполучних проводів між собою. Пошкоджені резистори ремонтують або замінюють. При заміні згорілого резистора треба на його місце поставити такий самий резистор. Затискні хомутики на знов встановленому резисторі повинні бути розташовані так само, як на замінюваному. Розподіл резисторів по ступенях необхідно зберегти. Відхилення опору на будь-якому контакторі реостата від розрахункових або паспортних даних повинне бути не більш  ±10%.

При огляді реостатів всіх типів особливу увагу звертають на стан їх контактів: закопчені контакти промивають і протирають чистими ганчірками, злегка обгорілі - обпилюють напилком так, щоб знімалася найменша кількість металу контактів і гранично зберігалися їх первинні геометричні форми, а сильно оплавлені - замінюють новими.

Пошкоджені електроізоляційні деталі (ізолятори, втулки, шайби, прокладки) замінюють новими рівноцінними деталями. Допускається заміна пошкоджених деталей і резисторів реостата деталями, виготовленими з інших матеріалів, якщо по електроізоляційних властивостях, теплостійкості, механічній міцності і іншим експлуатаційним якостям вони не поступаються замінюваним або перевершують їх. Наприклад, дозволяється замінювати стеатітові ізолятори фарфоровими, ніхром марки А ніхромом марки В або фехралем і т. п.

При частих включеннях і відключеннях реостатом знижується натиснення його контактів, що приводить до їх обгорання і швидкого виходу з ладу. Для усунення цієї несправності відкручують стопорний болт притискного кільця реостата і, притиснувши з деяким зусиллям рухомий контакт до нерухомих, знов закріплюють стопорне кільце болтом.

Сполучають окремі резистори або їх групи, використовуючи схему, що була до розбирання реостата, - або узяту з його паспорта.

У комутуючих пристроях реостатів, де суцільне контактне кільце з'єднується з рештою контактів щіткою місткового типу, перевіряють і регулюють натиснення щітки на контакти всіх ступенів. Натиснення щітки на контакти створюється пружиною, розташованою над щіткою, і регулюється гвинтом (поворотом гвинта управо натиснення збільшується, а поворотом вліво - зменшується).

Технічне обслуговування резисторів, контактів і комутуючого пристрою маслонаповнених реостатів виконують аналогічно т.о. реостатів з повітряним охолодженням. Після т.о. маслонаповненого реостата (з масляним охолодженням) очищають бак від бруду, промивають, а потім заливають чистим сухим трансформаторним маслом, після чого опускають реостат в бак і закріплюють його.

Технічне обслуговування електричних автоматичних апаратів напругою до 1000 В

Догляд за автоматичними апаратами повинен полягати, перш за все, у захисті апарату від пилу, бруду і вологи. Необхідно стежити, щоб гвинти контактних затискачів були щільно затягнуті. Потрібно також перевіряти стан контактів.

Контакти сучасних автоматичних апаратів особливого догляду не вимагають. Термін їх зносу залежить від умов та режиму роботи. Зачистка контактів апаратів не рекомендується, так як видалення контактного матеріалу при зачистці призводить до зменшення терміну служби контактів. Тільки в окремих випадках сильного оплавлення контактів при відключенні аварійного режиму електроустаткування допускається їх зачистка дрібним надфілем.

При появі, після тривалої експлуатації магнітного пускача, гудіння, що носить характер деренчання, необхідно чистою ганчіркою очистити від бруду робочі поверхні електромагніту, перевірити наявність повітряного зазору, а також перевірити відсутність заїдань рухомих частин і тріщин на короткозамкнених витках, розташованих на осерді. При розбиранні та подальшому збиранні магнітного пускача слід зберігати взаємне розташування якоря і осердя, так як їх притерті поверхні сприяють усуненню гудіння. 

Урок №56. Монтаж пускорегулювальної апаратури.

Огляд пускорегулювальної апаратури перед монтажем: зовнішній огляд, чистка, продувка, регулювання, контроль ізоляції. Розмітка,  установлення опорних металоконструкцій для кріплення апаратури. Порядок кріплення та установлення апаратів. Регулювання пружин контактів магнітних пускачів. Схеми регулювання контактів у  магнітних пускачах та контакторах.Основні параметри контактних систем (розводка, провал контактів, контактні натискання та ін.).

Рубильники встановлюють на ізолюючих плитах (панелях) з теплостійкого, механічно міцного та ізоляційного матеріалу. Па­нель потрібних розмірів і товщини розмічають за допомогою шаб­лона або за відповідними розмірами рубильника, а потім сверд­лять у ній отвори необхідних діаметрів. Для того щоб болти, які кріплять ізоляційні плити до каркаса, не виступали, в плитах слід робити заглиблення.

У розподільних пристроях напругою до 220 В допускається встановлювати рубильники на фасадному боці щита за умови, що їх робочі струми не перевищують 300 А. Під час вмикання змонто­ваного рубильника його ножі повинні входити в контактні губки з деяким зусиллям.

Алюмінієві одножильні проводи приєднують до рубильника за допомогою шайб. Кінці приєднуваних мідних одножильних про­водів оформляють у вигляді кілець і надягають на болти так, щоб під час затягування гайки кільце не розкрутилося, тобто по ходу гайки. Багатожильні алюмінієві і мідні проводи, які приєднують до рубильника, окінцьовують наконечниками. Змащувати контактні частини ножів і губок змонтованого рубильника не рекоменду­ється.

Обладнання відхідних ліній залежно від потужності, розмірів і кількості встановлюваних приладів може монтуватися на одній панелі в два чи три ряди. При встановленні на щиті автоматів і запобіжників інші апарати та струмопровідні частини безпосе­редньо над ними не розташовують.

Відкриті запобіжники розміщують так, щоб гарячі гази і пара розплавленого металу плавкої вставки при її перегорянні не мог­ли потрапити на найближчі елементи розподільного щита; це сто­сується і дугогасних камер автоматів. Рекомендується віддаляти їх від інших елементів кола на відстань не менш як 200 мм у гори­зонтальному напрямку і не менш як 400 мм — у вертикаль­ному.

Ножі рубильників і автоматичних вимикачів, приєднуваних до шин, у вимкненому стані не повинні знаходитися під напругою.

Автоматичний вимикач має бути встановлений так, щоб до нього був забезпечений доступ для огляду і ремонту. Монтаж автомата слід здійснювати при знятих дугогасних камерах.

Верхні виводи автоматичного вимикача використовують для приєднання до них проводів від джерела живлення, нижні — для приєднання проводів, які йдуть до струмоприймача.

Основу, до якої кріпиться автоматичний вимикач, вирівнюють, тоді при пригвинчуванні плити або каркаса автоматичного вими­кача в них виникнуть згинальні механічні навантаження. Сам автоматичний вимикач має бути змонтований так, щоб його каркас або плита знаходилися у вертикальному положенні. Відстань між плитою важільного приводу на щиті і основою автомата повинна становити не менш як 250 мм.

Після завершення монтажу автоматичного вимикача встанов­люють на місце його дугогасні камери. Рухомі контакти автоматич­ного вимикача не повинні торкатися стінок камери.

У барабанного контролера знімають кожух, очищають контак­ти від пилу і мастила, а потім ретельно оглядають. Під час огля­ду перевіряють щільність прилягання нерухомих контактів до ру­хомих і, якщо тиск між контактами недостатній, відкручують стопорний болт притискного кільця і, притискуючи з деяким зу­силлям нерухомий контакт до рухомого, закріплюють притискне кільце стопорним болтом. Якщо недостатній тиск між контактами є наслідком пошкодження або послаблення пружини тримача ку­лачка, то дефектну пружину замінюють новою з тих, що надсила­ються заводом як запасні частини до контролера.

Перед установленням контролера поворотом штурвала переві­ряють правильність розташування контактів на всіх фіксованих положеннях, а також цілість і стан ізоляційних деталей конт­ролера: пошкоджені деталі мають бути замінені. Контролер кріп­лять болтами з гайками на фундаменті або на металевій конструк­ції, а потім перевіряють правильність приєднання до нього прово­дів та чіткість його роботи. Проводи приєднують до контролера, керуючись паспортом, заводською інструкцією і наявною на внут­рішній частині кожуха схемою.

Контактори і магнітні пускачі перед установленням ретельно оглядають, щоб переконатися в комплектності апаратів, наявності всіх кріпильних деталей, а також у відсутності пошкоджень, що перешкоджають їх монтажу і роботі, для чого:

очищають апарат від пилу і бруду, що потрапили до нього під час транспортування і зберігання на складі;

розклинюють магнітну систему, очищають її від консерваційного змащення, промиваючи шліфовані поверхні чистим бензином та протираючи чистою ганчіркою;

натискаючи рукою на якір, перевіряють легкість руху і пра­вильність вмикання рухомих і блокуючих контактів, а також пра­вильність прилягання до осердя (якір повинен не менш ніж на 70 % своєї площі прилягати до осердя; розмір площі прилягання визначають за відбитком, отриманим на чистому аркуші паперу, прокладеному разом з копіювальним папером між якорем і осер­дям);

перевіряють справність і дію зворотних пружин рухомої сис­теми (якір повинен вільно повертатися в крайнє вихідне поло­ження);

вимірюють мегаомметром опір ізоляції струмопровідних частин різних фаз відносно одна одної і відносно заземлених частин; якщо ізоляція виявиться менше 1 МОм, її слід просушити;

перевіряють стан дугогасних пристроїв і цілість камер (камери з тріщинами або сколами слід замінити); переконуються в надійності посадження котушки на осердя магнітопроводу, належному стані їх ізоляції та у відсутності обриву в котушці;

перевіряють міцність затягування всіх кріпильних деталей і стан теплових реле.

У заново змонтованих апаратах перевіряють розхил, провал і натискання контактів.

Розхилом контактів називається найкоротша відстань між не­рухомим і рухомим контактами при їх розімкненому положенні — відстань А. Провалом контакту прийнято називати відстань, на яку може зміститися місце дотикання рухомого контакту з нерухомим з положення повного замикання, якщо нерухомий контакт буде ви­далений. Внаслідок того, що практично важко визначити провал, обмежуються перевіркою зазору, що утворюється між пластинкою 4, на якій закріплено рухомий контакт, і скобою 5 контактотримача при замкненому положенні контактів.

Регулювання розхилу, провалу і кінцевого натискання контактів електричного апарата: а - визначення розхилу і початкового натискання контакту (магнітна система апарата розімкнена), б - визначення провалу і кінцевого натискання контакту (магнітна система апарата замкнена), 1 - нерухомий контакт, 2 - рухомий контакт, 3 - динамометр, 4 - пластина рухомого контакту, 5 - скоба контактотримача, 6 - вал рухомих контактів, 7 - хомут, який кріпить скобу контактотримача до вала.

Розхили (зазори) рухомих і нерухомих контактів у розімкне­ному стані та їх провали в замкненому положенні є суттєво важливими. При наявності необхідного розхилу між контактами за­безпечується нормальне гасіння дуги, а при наявності необхідно­го провалу— різкість розмикання контактів.

Під час монтажу слід перевірити зусилля як початкового, так і кінцевого натискання контактної системи апарата.

Початковим натисканням називається зусилля, яке створюєть­ся контактною пружиною в точці первинного натискання торкан­ня контакту. При недостатній величині початкового натискання може відбутися приварювання контактів, а при перевищенні необ­хідної величини початкового натискання порушується чіткість спрацьовування контактора.

Перевірку початкового натискання здійснюють (див. мал. 56.1, а) при розімкнених контактах. Попередньо на рухомому контакті позначають лінію торкання контактів. Між рухомим контактом і пластиною, на якій встановлено контакт, затискують смужку тонкого паперу. Крізь отвір тримача рухомого контакту протяга­ють гачок динамометра, який відтягується доти, доки папір можна буде вільно видалити, витягаючи його рукою. Покази динамомет­ра в цей момент і дають уявлення про величину початкового на­тискання. Під час вимірювання початкового натискання слід сте­жити за тим, щоб лінія натискання була перпендикулярною до площини торкання контактів, інакше можливі спотворення результатів вимірювань. Якщо в тримача рухомого контакту немає отвору для гачка динамометра, то треба накласти петлю з капро­нової волосіні на лінію торкання контактів і за неї зачепити гачок динамометра.

Кінцеве натискання — це зусилля, яке створюється контактною пружиною (при повністю ввімкненому апараті).

Перевірку кінцевого натискання здійснюють при повністю увімкненому контакторі аналогічно вимірюванню початкового на­тискання, однак папір у цьому випадку прокладають між рухоми­ми і нерухомими контактами (див. мал. 56.1, б).

Величину натискання контактів регулюють зміною положен­ня скоби тримачів рухомих контактів; положення скоби визнача­ється натягуванням або послабленням гайок, які кріплять тримачі 5 хомутами 7 до вала 6.

Дані для регулювання розхилу, провалу і натискання контак­тів беруть із заводського паспорта апарата.

Змонтований і відрегульований апарат випробовують 10-кратним вмиканням вручну, при цьому не повинно спостерігатися заїдання рухомих частин, неправильного прилягання контактів та інших дефектів, які перешкоджають його роботі. Перевіряють також ро­боту блок-контактів і оглядають дугогасний пристрій. У ввімкне­ному положенні апарата зазор між якорем і осердям має бути таким, щоб щуп завтовшки 0,05 мм не міг проникати між ними на глибину понад 5-7 мм.

Перед введенням апарата в роботу слід переконатися в чіткос­ті його спрацювання подаванням напруги в коло вмикаючої котушки, здійснюючи не менше 5 циклів вмикань і вимикань апарата при знеструмленому головному колі.

У такій самій послідовності, виконуючи вказівки заводських інструкцій, монтують більшість автоматичних вимикачів та інших пускових апаратів, аналогічних (за конструкцією контактної системи та принципом дії) контакторам або магнітним пускачам.

	Урок №55. Пристрій захисного відключення (ПЗВ).
Електричні апарати напругою до 1000 В.Конструкції та принципи дії апаратів управління та захисту. Пристрій захисного відключення (ПЗВ), призначення та галузь застосування. Електричні механізми електричних апаратів. Їх призначення, основні типи і будова. Магнітні системи постійного і змінного струмів. Обмотки  електромагнітів.
	Поняття, призначення, будова та принцип дії пристрою захисного відключення (ПЗВ)

Пристрій захисного відключення ПЗВ - це швидкодіючий захисний вимикач, що реагує на диференційний (різницевий) струм в провідниках, які підводять електроенергію до електроустановки, що захищається. Тобто, пристрій відключить споживача від живлячої мережі, якщо відбудеться витік струму на заземлюючий провідник РЕ («землю») або просто витік струму не обов’язково на заземлення з одного із провідників.

ПЗВ - це електромеханічний комутаційний апарат, призначений вмикати, проводити та відмикати струми при нормальних умовах роботи, а також приводити до розмикання контактів, коли різницевий (диференційний) струм за визначених умов доходить до заданого значення. Такі апарати різницевих струмів забезпечують ефективний захист від непрямих дотиків, вони також забезпечують захист й від прямих дотиків, на що не здатний будь-який інший апарат.

Основним вузлом ПЗВ є диференційний трансформатор струму. По іншому його називають трансформатор струму нульової послідовності. Що б було простіше і не заплутатися в термінах, назвемо цей вузол просто трансформатор струму. Як видно з малюнка, в даному випадку він має три обмотки. Первинні і вторинні обмотки включені у фазний і нульовий дріт відповідно, а третя обмотка – до пускового органу, який виконується на чутливих реле або електронних компонентах. Залежно від цього розрізняють електромеханічні і електронні ПЗВ.

Пусковий орган зв`язаний з виконавчим пристроєм, який включає силову контактну групу з механізмом приводу. Тестова кнопка служить для перевірки і контролю справності ПЗВ. Зараз уявимо, що до виходу нашої схеми підключили навантаження. Природно, в колі відразу виникне струм, який протікатиме через обмотки I і II. Для подальшого розгляду принципу роботи ПЗВ перейдемо до наочнішої схеми: У нормальному режимі, за відсутності струму витоку, в колі по провідниках, що проходять крізь вікно магнітопроводу трансформатора струму протікає робочий струм навантаження. Саме ці провідники утворюють зустрічно включені первинну і вторинну обмотки трансформатора струму. Дані струми будуть рівні по величині і протилежні по напряму: I1 = -I2. Вони наводять в магнітному сердечнику трансформатора струму рівні, але зустрічно направлені магнітні потоки Ф1 і Ф2. Виходить, що результуючий магнітний потік дорівнює нулю, струм в третій обмотці диференційного трансформатора також дорівнює нулю і пусковий орган 2 знаходиться в цьому випадку в стані спокою і ПЗВ функціонує в нормальному режимі.

. Будова ПЗВ: 1 - корпус, 2 - замки для монтажу на DIN - рейку, 3 - диференційний трансформатор струму, 4 - електронна плата, в якій підвищується струм дисбалансу I∆ на вторинній обмотці трансформатора і подається на поляризоване реле, 5 - поляризоване реле (пусковий орган),  6 - струмовий розчіплювач (виконавчий механізм), 7 - дугогасна камера, 8 - комбіновані затиски з анодованої сталі для підключення провідників.

При дотику людини до відкритих струмопровідних частин або до корпусу електропристрою, на який відбувся пробій ізоляції по фазній або нульовій (первинній) обмотці трансформатора струму, окрім струму навантаження I1 протікає додатковий струм - струм витоку (на схемі позначений I∆), що є для трансформатора струму диференційним (різницевим: I1-I2= I∆).

Виходить, що струми у нас нерівні, отже, нерівні і магнітні потоки, які вже не компенсують один одного. Через це в третій обмотці виникає струм. Якщо цей струм перевищує встановлене значення, то спрацьовує пусковий орган (поляризоване реле), який впливає на виконавчий механізм 3.

 Виконавчий механізм, що складається з пружинного приводу, спускового механізму і групи силових контактів, розмикає електричне коло, внаслідок чого установка відключається від мережі. Для здійснення періодичного контролю справності (працездатності) ПЗВ передбачена кнопка тестування 4. Вона включена послідовно з резистором. Номінал резистора підібраний таким чином, що б різницевий струм дорівнював паспортному струму витоку спрацьовування ПЗВ (про параметри ПЗВ поговоримо пізніше). Якщо при натисненні на цю кнопку ПЗВ спрацьовує, значить, воно справне. Як правило, ця кнопка позначається «TEST».

	Трифазні пристрої захисного відключення працюють приблизно за таким же принципом, як і однофазні. У трифазних ПЗВ через вікно сердечника проходять чотири дроти - три фазних і нульовий. Принципова електрична схема простого трифазного ПЗВ приведена на малюнку. Трифазне ПЗВ вмикає вимикач 1, яким управляє елемент 2, який отримує сигнал на відключення з вторинної обмотки 3 трансформатора струму 4, крізь вікно якого проходять нульовий робочий дріт N і фазні дроти L1, L2 і L3 (5).
При рівному навантаженні в нульовому і фазному (або в трьох фазних) дротах їх геометрична сума дорівнює нулю (струм у фазному дроті однофазного ПЗВ тече в одному напрямі, а струм в нульовому дроті такого самого значення тече в протилежному напрямі). Тому струму у вторинній обмотці трансформатора немає.

При витоку струму на заземлений корпус електроприймача, а також при випадковому дотику людини, що стоїть на землі або на струмопровідній підлозі до фазного або нульового дроту електричної мережі, рівність струмів в первинній обмотці трансформатора струму порушиться, оскільки по фазному дроту, окрім струму навантаження, проходитиме струм витоку, і в його вторинній обмотці з'явиться струм – точно так, як і в описі роботи однофазного ПЗВ, що розглядається вище. Струм, що протікає у вторинній обмотці трансформатора, впливає на елемент, що управляє, 2, який через вимикач 1 відключає споживача від живлячої мережі. Зовнішній вигляд трифазного ПЗВ показаний на малюнку.

ПЗВ мають наступні основні параметри:

тип мережі – однофазна (трипровідна) або трифазна (п'ятипровідна)

номінальна напруга -220/230 – 380/400 В

номінальний струм навантаження – 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100 А

номінальний відключаючий диференціальний струм – 10, 30, 100, 300 мА

тип диференціального струму – AC (змінний синусоїдальний струм, що виник раптово або поволі наростаючий), A (як і AC, додатково - випрямлений пульсуючий струм), B (змінний і постійний), S (затримка часу спрацьовування, селективне), G (як і селективне, тільки час затримки менший).

Номінальний струм навантаження, нанесений на корпусі пристрою, приймають за такий же параметр, як і в автоматичному вимикачі. Проте цей параметр в ПЗВ характеризує тільки його «пропускну струмову спроможність.

Практичні схеми включення ПЗВ в розподільних щитах.

Схема включення ПЗВ при однофазному вводі. Тут застосована схема включення з розділеною нульовою шиною (N) і шиною заземлення (РЕ). Як видно на малюнку, ПЗВ встановлені після ввідного автоматичного вимикача, а після них встановлені автоматичні вимикачі для захисту і комутації окремих шлейфів. Наявність зв'язки автомат – ПЗВ обов'язкова, оскільки ПЗВ не забезпечує струмовий захист, як теплову, так і від коротких замикань. Замість цієї «комбінації» - автомат – ПЗВ, можна використовувати один універсальний пристрій - диференційний автомат.

Схема включення ПЗВ при трифазному вводі. На відміну від попередньої схеми тут забезпечується захист як однофазних, так і трифазних споживачів. Прилад обліку електроенергії – електролічильник – включений між ввідним автоматом і ПЗВ. До цього ми розглядали тільки електромеханічні ПЗВ. Також іноді зустрічаються електронні пристрої. В принципі, електронне ПЗВ будується за тією ж схемою, що і електромеханічне. Замість чутливого магнітоелектричного елементу використовують пристрій порівняння (наприклад, найпоширеніший приклад - компаратор). Для такої схеми потрібний свій вбудований блок живлення – адже потрібно чимось живити електронну схему. Різницевий струм має дуже малу величину, отже, його потрібно підсилювати і перетворювати в рівень напруги, яка подається на пристрій порівняння – компаратор. Все це, звичайно, знижує загальну надійність пристрою, в порівнянні з електромеханічним, тут якраз той випадок – чим простіше, тим краще.

	Урок №54. Автоматичні вимикачі.
Електричні апарати напругою до 1000 В.Конструкції та принципи дії апаратів управління та захисту. Автоматичні вимикачі, призначення та галузь застосування. Електричні механізми електричних апаратів. Їх призначення, основні типи і будова. Магнітні системи постійного і змінного струмів. Обмотки  електромагнітів.
	Технічна характеристика автоматичних вимикачів.

Автоматичний вимикач  — це контактнийкомутаційний апарат, що спроможний вмикати, проводити та вимикати струм, коли електричне коло у нормальному стані, а також вмикати, проводити протягом певного встановленого часу і вимикати струм при певному аномальному стані електричного кола (перевантаженні або короткому замиканні). Автоматичний вимикач призначений для нечастих вмикань, для захисту кабелів та кінцевих споживачів від перевантаження і короткого замикання. Деякі автоматичні вимикачі можуть забезпечувати захист від недопустимого зниження напруги.

Автоматичні вимикачі, що експлуатуються в електроустановках бувають різних видів. В електроустановках напругою до 1000 В найширше застосовують автоматичні вимикачі серії АП, А-3100, А-2000, А-3700 та автоматичні вимикачі сучасного виробництва, таких фірм як АСКО УкрЕм (Україна), ІЕК (Росія), АВВ, Siemens, Moeller (Європа) і т.д. Автоматичні вимикачі виконуються одно-, дво-і триполюсні і мають наступні конструктивні вузли: головна контактна система, система дугогасіння, привод, розмикаючий пристрій, розчіплювач і допоміжні контакти.

Контактна система може бути триступеневою (з головними, проміжними і дугогасильними контактами), двоступеневою (з головними і дугогасильними контактами) і при використанні металокераміки одноступеневою. Дугогасильна система може складатися з камер з вузькими щілинами або з камер з дугогасильними ґратами. Комбіновані дугогасильні пристрої - щілинні камери в поєднанні з дугогасильними ґратами застосовують для гасіння дуги при великих струмах.

Для кожного виконання автоматичного вимикача існує граничний струм короткого замикання, який гарантовано не призводить до виходу з ладу автомата. Перевищення цього струму може викликати підгоряння або зварювання контактів. Наприклад, у популярних серій побутових автоматів при струмі спрацьовування 6-50А граничний струм зазвичай становить 1000-10 000А.

Автоматичні вимикачі виготовляють з ручним і моторним приводом, в стаціонарному або висувному виконанні. Привод автоматичного вимикача служить для включення, автоматичного відключення і може бути ручним безпосередньої дії і дистанційним (електромагнітним, пневматичним та ін.)

Автоматичні вимикачі мають реле прямої дії, які називаються розчіплювачем.

ГОСТ 9098-78 — встановлює таку класифікацію автоматичних вимикачів:

1. За родом струму головного ланцюга: постійного струму; змінного струму; постійного і змінного струму.

Номінальні струми головних ланцюгів вимикачів, призначених для роботи при температурі навколишнього повітря 40 °C, повинні відповідати ГОСТ 6827. Номінальні струми для головних ланцюгів вимикача вибирають з ряду: 6,3; 10, 16, 25; 32; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300 А. Додатково можуть випускатися вимикачі на номінальні струми головних ланцюгів вимикачів: 1500; 3000; 3200 А.

Номінальні струми максимальних розчіплювачів струму вимикачів, призначених для роботи при температурі навколишнього повітря 40 °C, повинні відповідати ГОСТ 6827. Допускаються номінальні струми максимальних розчіплювачів струму: 15; 45; 120; 150; 300; 320; 600; 1200; 1500; 3000; 3200 А

2. За кількістю полюсів головного ланцюга: однополюсні; двополюсні; триполюсні; чотириполюсним.

3. За наявністю струмообмеження: струмообмежуючі; струмонеобмежуючі.

4. За видами розчіплювача: з максимальним розчіплювачем струму; з незалежним розчіплювачем; з мінімальним або нульовим розчіплювачем напруги.

5. За характеристикою витримки часу розчіплювачем струму: без витримки часу; з витримкою часу, незалежною від струму; з витримкою часу, залежною від струму; з поєднанням зазначених характеристик.

6. За наявності вільних контактів («блок-контактів» для вторинних ланцюгів): з контактами; без контактів.

7. За способом приєднання зовнішніх провідників: з заднім приєднанням; з переднім приєднанням; з комбінованим приєднанням (верхні затискачі із заднім приєднанням, а нижні - з переднім приєднанням або навпаки); з універсальним приєднанням (переднім і заднім).

8. По виду приводу: з ручним; з моторним; з пружинним.

9. За наявністю іступенем захистувимикача від впливу навколишнього середовища та від дотику з частинами вимикача, що рухаються та (або) знаходяться під напругою, розташованими всередині оболонки відповідно до вимог ГОСТ 14255.

Згідно з ГОСТ Р 50345-99, автоматичні вимикачі поділяються на такі типи по струму миттєвого розчеплення:

• Тип 'B': понад 3 ·I n до 5 ·I n включно (де I n - номінальний струм)
• Тип 'C': понад 5 ·I n до 10 ·I n включно
• Тип 'D': понад 10 •I n до 50 ·I n включно

У європейських виробників класифікація може дещо відрізнятися. Зокрема, є додатковий тип 'A'  (понад 2·I n до 3·I n ) і верхня межа типу 'D' становить 20 ·I n .

У окремих виробників існують додаткові криві відключення. Наприклад, в АВВ є автоматичні вимикачі з кривими K (8 - 14·In) і Z (2 - 4·In), відповідні стандарту МЕК 60947-2.

Відключення може відбуватися без витримки часу або з витримкою. З власного часу відключення tс,о(проміжок від моменту, коли контрольований параметр перевершив встановлене для нього значення, до моменту початку розмикання контактів) розрізняють нормальні вимикачі (tс,о= 0,02-1 с), вимикачі з витримкою часу (селективні) і швидкодіючі вимикачі (tс,о<0,005 с).

Нормальні і селективні автоматичні вимикачі струмообмежуючою дією не володіють. Швидкодіючі вимикачі, так само як запобіжники, володіють струмообмежуючою дією, тому що відключають ланцюг до того, як струм в ньому досягне значення Іу.

Селективні автоматичні вимикачі дозволяють здійснити селективний захист мереж шляхом встановлення автоматичних вимикачів з різними витримками часу: найменшою у споживача і поступово зростаючою до джерела живлення.

Будова та принцип дії різних типів автоматичних вимикачів.

Автоматичний вимикач серії А-3100

Автоматичний вимикач серії А-3100 (з максимальними струмами 15-600 А) складається з кожуха, комутуючого пристрою, дугогасних камер, механізму управління і розчіплювачів максимального струму. Кожух автомата виконаний з пластмаси і має основу 1, на якій безпосередньо змонтовані всі частини автомата, і кришки 2. Комутуючий пристрій включає нерухомі 3 і рухомі 4 контакти. Нерухомі контакти укріплені на основі, а рухомі - на загальній ізолюючій траверсі 5. Дугогасні камери 16 розташовані над контактами кожного полюса. Вони мають дві щоки з ізолюючого матеріалу і декілька металевих пластин, укріплених між щоками. Камери кріпляться або на нерухомому контакті, або в кришці кожуха. Механізм управління складається з системи важелів, робочих і допоміжних пружин і привідної рукоятки 7. Комутаційний стан контактів автомата показується положенням рукоятки: у включеному положенні вона займає крайнє верхнє положення, у вимкненому - крайнє нижнее, а у відключеному розчіплювачами - середнє. На малюнку автомат показаний у відключеному положенні після спрацьовування розчіплювача максимального струму. Для підготовки автомата до включення рукоятку 7 слід перемістити вниз, щоб фігурна деталь 6 повернулася і своїм нижнім кінцем увійшла до зчеплення із зубом важеля 11. Для включення автомата його рукоятку переміщають в крайнє верхнє положення. При цьому змінюється напрям дії пружини 8. Важелі 9 і 15 обертаються відносно один одного, переміщаються вгору від мертвого положення і замикають контакти 3 і 4 автомата.

Автомат відключається при спрацьовуванні розчіплювачів максимального струму. За принципом дії розчіплювачі бувають: тепловими, електромагнітними і комбінованими, такими, що складаються з послідовно включеного теплового і електромагнітного розчіплювачів. В нашому випадку автоматичний вимикач з комбінованим розчіплювачем, а для прикладу автоматичний вимикач А-3161 має лише тепловий розчіплював.

Основним елементом теплового розчіплювача є біметалева пластина 12. Нагріваючись під дією струму перевантаження, що проходить через неї, пластина згинається. Її вільний правий кінець переміщається вниз і, долаючи зусилля пружини 10, обертається важіль 11. Зуб важеля виходить із зчеплення з фігурною деталлю 6. Під дією пружини 8 фігурна деталь обертається довкола своєї осі на деякий кут і змінюється положення важелів 9 і 15. Це викликає відключення автомата з витримкою часу, що знаходиться в зворотній залежності від сили струму. Отже, чим більше сила струму, що проходить через пластину, тим менше часу потрібно для відключення автомата.

Електромагнітний розчіплювач складається з якоря 14 і осердя з котушкою 13. При виникненні струму короткого замикання якір миттєво притягується до котушки. При цьому важіль 11 повертається, звільняє від зчеплення із зубом фігурну деталь 6 і автомат відключається без витримки часу.

В деяких типів автоматів електромагнітні розчіплювачі забезпечені гідравлічними сповільнювачами. По захисних властивостях вони аналогічні автоматам з комбінованими розчіплювачами, оскільки забезпечують відключення ланцюга, що захищається, з витримкою часу в зоні перевантажень і миттєве відключення при коротких замиканнях.

Автоматичні вимикачі серії А-3100 зняті з виробництва, проте досить часто зустрічаються в електроустановках.

Автоматичний вимикач серії А-3700

У автоматах деяких типів окрім розчіплювачів максимального струму є розчіплювач мінімальної напруги, що є електромагнітною системою з котушкою, включеною на фазну напругу. При зниженні напруги нижче допустимої величини мінімальний розчіплювач спрацьовує і відключає автомат. Такими є більш досконалі автоматичні вимикачі серії А-3700 (з максимальними струмами 16-600 А), що прийшли на заміну серії А-3100.  

Принципова схема автоматичного вимикача показана на малюнку. Автомат знаходиться в стані відключення, так як головні контакти 3 і 4 розімкнені і струм комутації проходить через паралельний ланцюг розривних контактів 1. Завдяки такій конструкції дуга на головних контактах не утворюється і вони не підгорають. Розривні (дугогасні) контакти 1 розмикаються, коли головні контакти розходяться на достатню відстань. Дуга, що утворилася в результаті комутації ланцюга струму, гаситься в дугогасній камері. Для здобуття надійного контакту розривні і головні контакти мають контактні пружини 2. Для включення автомата необхідно натиснути на рукоятку 11 (ручний привід) або подати напругу на електромагніт 10 (дистанційне включення), який важелями 12 повертає основну несучу деталь 5 в робоче положення. При цьому відключаюча пружина 13 розтягується і вся система встає на клямку 6.
	Для включення автомата необхідно натиснути на рукоятку 11 (ручний привід) або подати напругу на електромагніт 10 (дистанційне включення), який важелями 12 повертає основну несучу деталь 5 в робоче положення. При цьому відключаюча пружина 13 розтягується і вся система встає на клямку 6. Автомат забезпечує захист електроустаткування від короткого замикання і мінімальної напруги. При проходженні струму короткого замикання котушка 8 максимального розчіплювача впливає на котушку з рухомим сердечником і вибиває клямку 6. Під дією відключаючої пружини 13 автомат розриває комутований ланцюг. Мінімальний розчіплювач має котушку 9, на яку подається напруга мережі, і пружину. При номінальній напрузі мережі їх зусилля врівноважуються і шток соленоїда не впливає на відключення автомата. При зниженні напруги мережі сила, що розвивається рухомим сердечником, недостатня, і його шток під дією пружини вибиває клямку 6. У автоматі передбачена можливість дистанційного відключення електроустаткування за допомогою кнопки SQ. Автомати можуть містити електромагнітний або тепловий розчіплювач, а також комбінований розчіплювач з тепловим і електромагнітним елементами.
Принципова схема автоматичного вимикача серії А-3700: 1 - розривний контакт, 2, 7, 13 - пружини, 3, 4 - головні контакти, 5 - несуча деталь, 6 - клямка, 8, 9 - котушки мінімального і максимального розчіплювачів, 10 - електромагніт, 11 - рукоятка, 12 - важелі

Автоматичний вимикач сучасного виробництва.

Автоматичний вимикач сучасного виробництва (з максимальними струмами 6,3-100 А) для монтажу на DIN-рейку конструктивно виконаний у діелектричному корпусі. Включення-відключення проводиться важелем 1, проводи приєднуються до гвинтових клем 2. Защіпка 9 фіксує корпус вимикача на DIN-рейці і дозволяє при необхідності легко його зняти (для цього потрібно відтягнути засувку, вставивши викрутку в петлю засувки). Комутацію ланцюга здійснюють рухомий 3 і нерухомий 4 контакти. Рухомий контакт підпружинений, пружина забезпечує зусилля для швидкого розчеплення контактів. Механізм розчеплення приводиться в дію одним з двох розчіплювачів: тепловим або магнітним.
	Тепловий розчіплювачявляє собою біметалеву пластину 5, що нагрівається протікаючим струмом. При протіканні струму вище допустимого значення біметалева пластина вигинається і приводить в дію механізм розчеплення. Час спрацьовування залежить від струму (часострумова характеристика) і може змінюватися від секунд до години. Мінімальний струм, при якому має спрацьовувати за час не більше 1 години (при In≤ 63 А) або 2 годин (при In> 63 А), ГОСТ Р 50345-99, розділ 8.6.1. тепловий роз'єднувач, становить 1,45 від номінального струму запобіжника. Налаштування струму спрацьовування виконується в процесі виготовлення регулюючим гвинтом 6. На відміну від плавкого запобіжника, автоматичний вимикач готовий до наступного використання після охолодження пластини.
Автоматичний вимикач ВА47-29: 1 - важіль, 2 - гвинтові клеми, 3, 4 - рухомий і нерухомий контакти, 5 - біметалева пластина, 6 - регулювальний гвинт, 7 - соленоїд, 8 - дугогасна решітка, 9 - защіпка для DIN - рейки

Магнітний (миттєвий) розчіплювачявляє собою соленоїд 7, рухомий сердечник якого також може приводити в дію механізм розчеплення. Струм, що проходить через вимикач, тече по обмотці соленоїда і викликає втягування осердя при перевищенні заданого порогу. Миттєвий роз'єднувач, на відміну від теплового, спрацьовує дуже швидко (частки секунди), але при значно більшому перевищенні струму: в 2 ÷ 10 разів від номіналу, залежно від типу (автоматичні вимикачі поділяються на типи A, B, C і D залежно від чутливості миттєвого розчіплювача).

Під час розчеплення контактів може виникнути електрична дуга , тому контакти мають особливу форму і знаходяться поряд з дугогасною камерою 8.