Какие бывают электрические двигатели и где они применяются?

Электрические двигатели бывают постоянного и переменного тока (рис. 2). Наиболее распространены электрические двигатели переменного тока. Они просты по устройству, неприхотливы в эксплуатации. Основной недостаток — практически не регулируемая частота вращения.

Электрические двигатели переменного тока изготавливают одно- и многофазными. Основные элементы таких двигателей — статор (неподвижная часть) и ротор (вращающаяся часть). Выпускаются электродвигатели с коротко замкнутыми обмотками ротора (типа беличьей клетки) и обмотками, выведенными на коллектор (систему контактных колец) и замыкающимися через регулируемые резисторы. Такие роторы называют фазными, а электродвигатели — электродвигателями с фазным ротором.

Электрические двигатели переменного тока применяют для привода рабочих машин различного назначения (насосы, деревообрабатывающие станки, дробилки и т. д.), не требующих регулирования частоты вращения. Выпускаются на мощности от 0, 2 до 200 и более киловатт.

Электродвигатели постоянного тока состоят из подвижной части (якоря) и неподвижной части (статора). Они выпускаются с параллельным, последовательным и смешанным соединением обмоток якоря и статора. Достоинством двигателей постоянного тока является способность регулировать частоту вращения, но они требуют значительных усилий при эксплуатации.

Рис. 2. Электрические двигатели: а — постоянного тока; б — синхронные; в ~ асинхронные с фазным ротором; г — асинхронные трехфазные с коротко замкнутым ротором серии 4А. 1 — вал, 2 ~ шпонка, 3 —подшипник, 4 — статор, 5 — обмотка статора, 6 — ротор (якорь); 7 — вентилятор; 8 — коробка выводов; 9 — лапа, 10 — коллектор; 11 — щетки; l1, l2 — продольное и поперечное расстояния в лапах; l3 — длина выступающего конца вала; l4. — размер выступающей крышки; h — высота оси вращения; d1, d2 — диаметры вала и отверстий в лапах.

Универсальные коллекторные двигатели применяются в промышленных и бытовых электроустановках (электрифицированный инструмент, вентиляторы, холодильники, соковыжималки, мясорубки, пылесосы и др.). Они рассчитаны для работы как от сети постоянного тока (110 и 220 В), так и от сети переменного тока частотой 50 Гц (127 и 220 В). Эти двигатели имеют большой пусковой момент и сравнительно малые размеры.

По своему устройству универсальные коллекторные двигатели принципиально не отличаются от двухполюсных двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением.

В универсальных коллекторных двигателях не только якорь набирается из листовой электротехнической стали, но и неподвижная часть магнитопровода (полюса и ярмо).

Обмотка возбуждения этих двигателей включается с обеих сторон якоря. Такое включение (симметрирование) обмотки позволяет уменьшить радиопомехи, создаваемые двигателем.

Для получения примерно одинаковых частот вращения при номинальной нагрузке как на постоянном, так и на переменном токе обмотку возбуждения выполняют с ответвлениями: при работе двигателя от сети постоянного тока обмотку возбуждения используют полностью, а при работе от сети переменного тока — лишь частично.

Вращающий момент создается за счет взаимодействия тока в обмотке якоря (ротора) с магнитным потоком возбуждения.

Эти двигатели выпускаются на сравнительно небольшие мощности — от 5 до 600 Вт (для электроинструмента — до 800 Вт) и частоты вращения — 2770 — 8000 об/мин. Пусковые токи таких двигателей невелики, поэтому их в сеть включают непосредственно без пусковьк сопротивлений. Универсальные коллекторные двигатели имеют минимум четыре вывода: два для подключения к сети переменного тока и два для подключения к сети постоянного тока. КПД универсального двигателя на переменном токе ниже, чем на постоянном. Это вызвано повышенными магнитными и электрическими потерями. Величина тока, потребляемого универсальным двигателем при работе на переменном токе, больше, чем при работе этого же двигателя на постоянном токе, так как переменный ток помимо активной составляющей имеет еще и реактивную составляющую.

Частоту вращения таких двигателей регулируют, изменяя подводимое от сети напряжение, например, автотрансформатором, а у двигателей небольшой мощности — реостатом.

Однофазный коллекторный двигатель нельзя пускать в ход при малой нагрузке, потому что он может пойти «вразнос».

Отечественная промышленность выпускает универсальные коллекторные двигатели серий УЛ, МУН, УМТ, ДТА-4, УВ, М-1Д, ЭП, УД, Д2-03, ЭПП-1 и др.

Какие паспортные данные указываются на щитке асинхронного электродвигателя?

Каждый двигатель снабжается техническим паспортом в виде приклепанной металлической таблички, на которой приведены основные характеристики двигателя. В паспорте указан тип двигателя. В нашем случае это двигатель типа 4А100S2УЗ (рис.3): асинхронный электродвигатель серии 4А закрытого исполнения с высотой оси вращения 100 мм, с короткой длиной корпуса, двухполюсный, климатического исполнения У, категории 3.

Заводской N 100592 дает возможность отличить электрическую машину среди однотипных.

Далее приведены цифры и символы, которые расшифровываются следующим образом:

3 ~ — двигатель трехфазного переменного тока;

50 Hz — частота переменного тока (50 Гц), при которой двигатель должен работать;

4, 0 KW — номинальная полезная мощность на валу электродвигателя; cosф=0,89 — коэффициент мощности; A/Y — обмотка статора может соединяться в треугольник или в звезду;

. 220/380V, 13, 6/7, 8А — при соединении обмотки статора в треугольник она должна включаться на напряжение 220 В, а при соединении в звезду — на напряжение 380 В. При этом машина, работающая с номинальной нагрузкой, потребляет 13, 6 А при включении на треугольник и 7, 8 А — при включении на звезду;

S1— двигатель предназначен для длительного режима работы;

2880 об/мин — частота вращения электродвигателя при номинальной нагрузке и частоте сети 50 Гц. Если двигатель работает вхолостую, частота вращения ротора приближается к частоте вращения магнитного поля статора;

КПД = 86, 5% — номинальный коэффициент полезного действия двигателя, соответствующий номинальной нагрузке на его валу;

IP44 — степень защиты. Двигатель изготовлен во влагоморозостойком исполнении. Может работать в среде с повышенной влажностью и на открытом воздухе.

В паспорте указан ГОСТ, класс изоляции обмотки (для класса В предельно допустимая температура 130°С), масса машины и год выпуска.

Рис. 3. Табличка с паспортными данными электродвигателя серии 4А.

Как обозначаются выводы обмоток электрических машин?

При соединении обмоток статора трехфазных машин переменного тока звездой приняты следующие обозначения начала обмоток: первая фаза — С1, вторая фаза — С2, третья фаза — СЗ, нулевая точка — 0.

При шести выводах начало обмотки первой фазы

— С1, второй —С2, третьей — СЗ; конец обмотки первой фазы — С4, второй — С5, третьей — Сб.

При соединении обмоток в треугольник зажим первой фазы — С1, второй фазы — С2 и третьей фазы - СЗ.

У трехфазных асинхронных электродвигателей роторная обмотка первой фазы — Р1, второй фазы

— Р2, третьей фазы — РЗ, нулевая точка — 0.

У асинхронных многоскоростных электродвигателей выводы обмоток для 4 полюсов — 4С1, 4С2, 4СЗ; для 8 полюсов - 8С1, 8С2, 8СЗ и т. п.

У асинхронных однофазных двигателей начало главной обмотки —С1, конец — С2; начало пусковой обмотки — П1, конец — П2. В электродвигателях малой мощности, где буквенное обозначение выводных концов затруднено, их можно обозначать разноцветными проводами.

При соединении звездой начало первой фазы имеет желтый провод, второй фазы — зеленый, третьей фазы — красный, нулевая точка — черный.

При шести выводах начала фаз обмоток имеют такую же расцветку, как и при соединении звездой, а конец первой фазы — желтый с черным провод, второй фазы — зеленый с черным, третьей фазы — красный с черным.

У асинхронных однофазных электродвигателей начало вывода главной обмотки — красный провод, конец — красный с черным. У пусковой обмотки начало вывода — синий провод, конец — синий с черным.

В коллекторных машинах постоянного и переменного тока начало обмотки якоря обозначается белым цветом, конец - белым с черным; начало последовательной обмотки возбуждения - красным, конец - красным с черным, дополнительный вывод — красным с желтым; начало параллельной обмотки возбуждения — зеленым, конец - зеленым с черным. У синхронных машин (индукторов) начало обмотки возбудителя — И1, конец — И2.

У машин постоянного тока начало обмотки якоря - Я1, конец - Я2. Начало компенсационной обмотки - К1, конец - К2; начало обмотки добавочных полюсов - Д1, конец - Д2; начало обмотки возбуждения последовательной-С1, конец - С2; начало обмотки возбуждения параллельной (шунтовой) - Ш1, конец - Ш2; начало обмотки или провода уравнительного — У1, конец — У2.

Какие применяются формы исполнения электрических машин по способу крепления и

монтажа?

По расположению и конструкции подшипников, а также по способу крепления и монтажа электрические машины имеют несколько форм исполнения (рис. 4).

Рис. 4. Исполнение электрических двигателей по способу крепления

Наиболее употребительной формой исполнения являются электрические машины с горизонтальным расположением вала, с двумя щитовыми подшипниками и станиной на лапах для крепления установки на горизонтальном основании, стене и потолке.

У электрических машин с фланцевым креплением может и не быть лап. В этом случае фланец располагается на станине или на подшипниковом щите.

Машины с двумя щитовыми подшипниками могут работать и в вертикальном положении. Подшипники электродвигателей для вертикальной установки рассчитаны только на массу ротора и соединительной муфты и не допускают добавочной осевой нагрузки.

Наиболее распространенные формы исполнения электродвигателей серии 4А, Да,АОЛ2 приведены на рис. 4.

Kак изменяются параметры трехфазного асинхронного двигателя при условиях, отличных от номинальных?

Понижение напряжения при номинальной частоте приводит к уменьшению тока холостого хода и магнитного потока, а значит, и к уменьшению потерь в стали. Величина тока статора, как правило, повышается, коэффициент мощности увеличивается, скольжение возрастает, а КПД несколько падает. Вращающий момент двигателя уменьшается, так как он пропорционален квадрату напряжения.

При повышении напряжения сверх номинального и номинальной частоте двигатель перегревается из-за увеличения потерь в стали. Вращающий момент двигателя растет, величина скольжения уменьшается. Ток холостого хода увеличивается, а коэффициент мощности ухудшается. Ток статора при полной нагрузке может уменьшиться, а при малой нагрузке может увеличиться вследствие увеличения тока холостого хода.

При уменьшении частоты и номинальном напряжении увеличивается ток холостого хода, что приводит к ухудшению коэффициента мощности. Ток статора обычно возрастает. Увеличиваются потери в меди и стали статора, охлаждение двигателя несколько ухудшается вследствие уменьшения частоты вращения.

При повышении частоты сети и номинальном напряжении уменьшается ток холостого хода и вращающий момент.

Как высушить изоляцию обмоток?

Сопротивление изоляции обмотки статора между фазами и между фазами и корпусом, измеренное мегаомметром, должно быть не менее 0, 5 МОм. В случае значительного снижения сопротивления изоляции обмотки двигателя ее нужно подсушить внешним нагревом, методом потерь в стали или током короткого замыкания. Внешний нагрев применяют в том случае, если машина сильно отсырела. Для этого изоляцию обмоток обдувают горячим воздухом (рис. 5, а), используя воздуходувки с калориферами, лампы накаливания и нагревательные сопротивления. Мощность нагревательных элементов 3—10 кВт. Одновременно можно пропускать через обмотки ток. Величину тока при этом поддерживают в пределах 0, 4 — 0, 7 номинального тока электродвигателя. Для быстроходных двигателей (выше 1000 об/мин) берут нижние пределы тока, а для тихоходных (ниже 1000 об/мин) — более высокие значения тока.

Необходимое количество воздуха в минуту должно быть равно полуторному объему камеры, в которой сушат электродвигатель. Мощность нагревательного элемента в киловаттах должна быть численно равна объему камеры в кубических метрах. Если объем камеры для сушки двигателя равен 8м^3, то объем горячего воздуха, который надо пропускать в одну минуту через эту камеру, должен составлять 12 м^3, а мощность электронагревательного элемента — 8 кВт.

Для сушки изоляции обмоток током короткого замыкания (рис. 5, б) обмотки отдельных фаз замыкают накоротко и подают к ним пониженное

Рис. 5. Сушка изоляции электродвигателей: а —в камере с использованием воздуходувки; б —током короткого замыкания; в—при помощи специальной намагничивающей обмотки

напряжение. Источником напряжения при этом обычно служат сварочные трансформаторы.

Сверху электродвигатель покрывают теплоизолирующим материалом. Ток в обмотках статора доводят до 50% от номинального и поддерживают его на этом уровне 2 — 3 ч. В течение последующих 3 ч (с интервалами в 20 — 30 мин) ток доводят до 90% номинального. В первые 3 — 5 ч температура обмоток не должна превышать 40 —50°С, после 8 — 10 ч сушки — 60 — 70°С. При этом температура выходящего воздуха не должна быть выше 50°С, а температура изоляции обмотки не должна превышать 70°С. Через каждые 2 ч проверяют термометром температуру обмоток и измеряют мегаомметром сопротивление их изоляции.

Процесс сушки электродвигателя можно считать законченным, если при температуре горячего воздуха 50 — 60°С сопротивление изоляции будет оставаться неизменным в течение 3 — 5 ч.

Для сушки изоляции обмоток статора электродвигателя любой мощности можно использовать потери мощности на вихревые токи в активной стали. Эти токи образуются в результате создания в стали статора переменного магнитного поля с помощью специальной обмотки (рис. 5, в). Намагничивающий ток выбирают в пределах 60 — 200 А, а число витков обмотки от 6 до 28. Напряжение на один виток обмотки 3 — 4, 5 В. Источником энергии служат сварочные трансформаторы. В начале сушки надо ускорить подъем температуры, а потом снизить ее до такого уровня, который необходим лишь для того, чтобы потери в стали покрывали потери тепла. Для этого обычно снижают подводимое напряжение или увеличивают число витков намагничивающей обмотки.

Для сушки изоляции обмоток электродвигателя можно применять лампы инфракрасного излучения с зеркальными отражателями или обычные электрические лампы. Лампы монтируют в сушильном шкафу. Температуру воздуха в нем поддерживают в пределах 100 — 110°С.

Для сушки обмоток можно применять переменный ток пониженного напряжения (в 3 — 5 раз меньше номинального). Ток в обмотке статора регулируют так, чтобы температура ее не превосходила 60 — 75°С. Продолжительность сушки небольших электродвигателей 8 — 12 ч.

Как включить трехфазный электродвигатель в однофазную сеть?

Наиболее распространенные схемы включения с использованием конденсаторов показаны на рис. 6.

Напряжение сети подводят к началам двух фаз. К началу третьей фазы и одному из сетевых зажимов присоединяют рабочий конденсатор Ср и отключаемый (пусковой) Сп, применяемый для увеличения пускового момента.

Если пуск двигателя происходит без нагрузки, то конденсатор Сп не используется. После пуска двигателя пусковой конденсатор отключают.

Изменяют направление вращения (реверсирование) путем переключения сетевого провода с одного зажима конденсатора на другой.

Рабочая емкость пропорциональна мощности двигателя (номинальному току) и обратно пропорциональна напряжению.

Для схемы рис. 6, а

Ср = 2800*Iном/U

Для схемы рис. 6, б

Ср = 4800* Iном/U

где Ср — рабочая емкость для номинальной нагрузки, мкФ;

Iном — номинальный ток, А;

U — напряжение однофазной сети, В.

За номинальные ток и напряжение принимают

Рис. 6. Схемы включения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть: а — при помощи конденсаторов при включении электродвигателя в звезду; б — при помощи конденсаторов при включении электродвигателя в треугольник; в — при помощи активного сопротивления при включении электродвигателя в треугольник; г — при помощи активного сопротивления при включении электродвигателя в звезду; QS — включающее устройство (рубильник); FU — предохранители; SB — пусковая кнопка; Ср, Сп — соответственно рабочий и пусковой конденсаторы

фазные значения величин, указанных в паспорте электродвигателей.

В качестве рабочих могут применяться конденсаторы типов КБГ-МН (конденсатор бумажный, герметический, в металлическом корпусе, нормальный), БГТ (бумажный, герметический, термостойкий), МБГЧ (металлобумажный, герметический, частотный).

При определении пусковой емкости исходят из пускового момента. Если пуск двигателя происходит без нагрузки, пусковой емкости не требуется. Чтобы получить пусковой момент, близкий к номинальному, достаточно иметь пусковую емкость, определяемую соотношением Сп = (2, 5 - 3) Ср.

Отключаемые (пусковые) конденсаторы работают несколько секунд при включении, поэтому используют более дешевые электролитические конденсаторы типа ЭП.

Напряжение конденсатора для приведенных схем

Uк = Uc,

где Uк — напряжение на конденсаторе при номинальной нагрузке, В; Uc — напряжение сети, В.

При работе двигателя с недогрузкой Uк= 1, 15 Uc.

Номинальное напряжение конденсаторов типов КБГ-МН и БГТ дается для работы на постоянном токе. При работе их на переменном токе величина допустимого напряжения не должна превышать значений, указанных в таблице 3.

При ремонте и после каждого отключения конденсатор разряжают с помощью какого-либо сопротивления. Разрядным сопротивлением могут служить несколько ламп накаливания, соединенных последовательно.

Для включения и защиты от перегрузок конденсаторного двигателя используют магнитные пускатели с тепловыми реле.

Таблица 3. Величины допустимых напряжений

Наилучшие эксплуатационные показатели дают трехфазные двигатели, включенные в однофазную сеть, где в качестве пускового сопротивления используют емкость. Величина номинальной мощности достигает 65 — 85 % от мощности, указанной на щитке трехфазного электродвигателя. Однако конденсаторы с нужными параметрами не всегда бывают в хозяйствах. В этом случае можно воспользоваться способом включения трехфазного двигателя с помощью активных сопротивлений.

Перед пуском двигателя включают пусковое сопротивление. Затем двигатель подключают к однофазной сети. Когда двигатель достигнет частоты вращения, близкой к номинальной, пусковое сопротивление отключают. Двигатель продолжает работать, развивая мощность, равную 0, 5 — 0, 6 номинальной (в трехфазном режиме). Для изменения направления вращения ротора (реверсирования) меняют местами выводы пусковой ветви обмотки (С6 подсоединяют к С1 и рубильник В — к С2 или С6 — к сопротивлению Rп, а С5 — к С2). Перед реверсированием двигатель отключают от сети.

Если трехфазный электродвигатель включен в однофазную сеть по схеме, показанной на рис. 6, б, то пусковой момент будет почти вдвое меньше, чем при включении по схеме, показанной на рис. 6, а.

Для реверсирования электродвигателя, включенного по схеме на рис. 6,б, необходимо поменять местами выводы С2 и С5 пусковой обмотки.

Значение пусковых активных сопротивлений выбирают по таблице 4 в зависимости от мощности электродвигателя в трехфазном режиме.

Таблица 4. Величины пусковых сопротивлений

Пусковые активные сопротивления можно легко изготовить в производственных условиях. В качестве проводников используют фехраль (табл. 5), нихром, константан и другие материалы, а в качестве изолятора — цилиндр из керамиковых материалов или асбоцемента.

При изготовлении пусковых активных сопротивлений следует иметь в виду, что во время пуска по сопротивлению будет кратковременно протекать ток, который в пять раз может превышать

Таблица 5. Величины пусковых сопротивлений из фехраля

номинальный ток в трехфазном режиме. Учитывая, что пусковое сопротивление обтекается током при пуске лишь в течение нескольких секунд, для указанных материалов допустимая плотность тока при пуске равна 10 А/мм^2 — для проволок диаметром 0, 1 — 0, 5 мм; 8 А/мм^2 — для проволок, диаметр которых более 1, 5 мм.

Что представляют собой электродвигатели серии 4А,АИРP?

С 1972 г. началось производство асинхронных коротко замкнутых электродвигателей серии 4А общепромышленного назначения. Мощность их от 0, 12 до 400 кВт при высоте оси вращения от 50 до 355 мм. Эти электродвигатели по сравнению с двигателями серии А2 и А02 имеют следующие преимущества: меньшую массу (в среднем на 18%), большую компактность, большие пусковые моменты, повышенную надежность, меньший уровень шума и вибраций.

По степени защиты от воздействия окружающей среды двигатели выпускаются в двух вариантах:

1) закрытые обдуваемые (обозначение IP44). Воздух для охлаждения корпуса двигателя подается вентилятором. Электродвигатели с высотой оси вращения 280 — 355 мм имеют дополнительную вентиляцию;

2) защищенные от капель, падающих под углом 60° к вертикали (обозначение IP23). Вовнутрь электродвигателя не могут попасть посторонние тела диаметром 12, 5 мм и более. Станина и щиты электродвигателей с высотами оси вращения 50 — 63 мм сделаны из алюминия; с высотами 71 — 100— станина из алюминия, а щиты из чугуна; с высотами 112 — 355 мм станина и щиты изготовлены из чугуна. Коробка выводов для двигателей с высотами оси вращения 56 — 250 мм располагается сверху станины, с высотами 280 — 355 мм — сбоку станины. Валы и подшипники рассчитаны на применение клиноременной и зубчатой передач.

Технические данные электродвигателей серии 4А общепромышленного назначения приведены в таблице 6.

Начат также серийный выпуск двигателей серии 4А сельскохозяйственного назначения мощностью от 7,5 до 30 кВт. Они имеют ту же шкалу мощности, что и электродвигатели общего применения. Синхронная частота вращения этих двигателей 3000, 1500 и 1000 об/мин.

Электродвигатели сельскохозяйственного назначения имеют повышенный пусковой момент, что

Таблица 6. Основные технические данные электродвигателей серии 4А общепромышленного назначения

обеспечивает их запуск и устойчивую работу при пониженном напряжении.

Коробки выводов двигателей двухштуцерные с клеммными колодцами. Электродвигатели серии 4А при высоте оси вращения 56-132 мм выполняют на номинальное напряжение 380 В с тремя выводами обмотки статора; при высоте оси вращения 160 и 180 мм - на напряжение 380/660 B* с шестью выводными концами.

Какие выпускаются машины постоянного тока?

Промышленность выпускает ряд серий машин постоянного тока. Основной является единая серия П, состоящая из трех групп машин: первая -мощностью от 0, 13 до 200 кВт; вторая - от 200 до 1400 кВт и третья - свыше 1400 кВт.

Первая группа охватывает 11 габаритов по наружному диаметру якоря. В каждом габарите имеется по две длины сердечника, т. е. серия имеет 22 типоразмера (табл. 7).

Основное исполнение машин серии П - брызгозащищенное. Выпускаются машины и с закрытым исполнением. Машины серии П бывают с одним или двумя свободными концами вала, каждый из которых может передавать номинальный вращающий момент. Машины серии П имеют несколько модификаций.

ПБ — машина закрытого исполнения с естественным охлаждением; ПВ, ПВА - возбудитель;

ПО - обдуваемая; ПР - радиаторная.

Все машины серии П изготовляются без компенсационной обмотки, двигатели имеют легкую последовательную стабилизирующую обмотку возбуждения. Номинальное напряжение двигателей 110 и 220 В, а по особому заказу могут быть изготовлены для сети напряжением 440 В.

По способу расположения вала эти машины могут быть горизонтальными и вертикальными.

При вертикальном варианте исполнения свободный конец вала направлен вниз.

Возбуждение у машин серии П шунтовое, независимое и компаундное. В последнее время разработана новая серия (2П) двигателей постоянно-

Таблица 7. Шкала мощностей машин серии П первой группы

Примечание. Буквы и цифры, обозначающие тип машин, расшифровываются следующим образом: П — машина постоянного тока; первое после буквы однозначное или двузначное число - порядковый номер габарита; последняя цифра - порядковый номер длины сердечника.

го тока. У двигателей этой серии мощность при одном и том же значении высоты оси вращения увеличена в 3 — 5 раз; диапазон регулирования частоты вращения увеличен в среднем в 1, 6 раза; механическая инерционность якоря уменьшена на 40 — 60 %; обеспечена устойчивая коммутация;

удвоен срок службы машин.

Двигатели серии 2П изготавливаются с номинальными частотами вращения 500, 600, 750,1000, 1500, 2200 и 3000 об/мин и номинальными напряжениями 110, 220 В при мощности до 7,5 кВт и 220, 440 В при мощности более 7,5 кВт. Генераторы изготовляются с номинальными частотами вращения 1000, 1500 и 3000 об/мин и номинальными напряжениями 115, 230 В при мощности до 7,5 кВт и 230, 460 В при мощности более 7,5 кВт.

Машины по ГОСТ 12080-66 изготовляются с одним концом вала. По заказу потребителя могут быть изготовлены без тахогенератора с двумя концами вала.

В зависимости от высоты оси вращения и способа охлаждения есть несколько разновидностей машин постоянного тока (табл.8).

Средний срок службы машин серии 2П — 12 лет, средний ресурс — 30 000 ч.

Таблица 8. Обозначение машин постоянного тока в зависимости от их исполнения

Как расшифровываются условные обозначения машин постоянного тока серии 2П?

Первая цифра (2) указывает номер серии; буква (П) - вид машины, т. е. постоянного тока;

вторая буква — исполнение машины в зависимости от способа защиты и охлаждения (Н - защищенное с самовентиляцией, Ф - защищенное с независимой вентиляцией, О - закрытое, обдуваемое, Б - закрытое с естественным охлаждением); последующие две или три цифры (от 90 до 315) -высоту оси вращения в мм; буквы М и L — длину сердечника статора (М - первая длина, L -вторая длина); Г - наличие тахогенератора; У - климатическое исполнение; последняя цифра (4) — категорию размещения по ГОСТ 15150-69.

Например, двигатель 2ПН100МУ4 ГОСТ 20529-75 расшифровывается следующим образом: двигатель серии 2П, защищенного исполнения с самовентиляцией, с высотой оси вращения 100 мм, с первой длиной сердечника статора, климатического исполнения У, категории 4.

Kак осуществляется пуск двигателя постоянного тока?

При включении двигателя возникает большой пусковой ток, превышающий номинальный в 10 — 20 раз. Для ограничения пускового тока двигателей мощностью более 0,5 кВт последовательно с цепью якоря включают пусковой реостат (рис. 7).

Рис. 7. Схема включения электрических двигателей постоянного тока: а - с помощью пускового реостата; б - схема электродвигателя со смешанным возбуждением; в - схема универсального коллекторного электродвигателя. Л - зажим, соединенный с сетью; Я - зажим, соединенный с якорем; М -зажим, соединенный с цепью возбуждения; 0 - холостой контакт; 1 - дуга; 2 - рычаг; 3 - рабочий контакт.

Величину сопротивления пускового реостата можно определить по выражению

Rn =U/(1,8 - 2,5)Iном-Rя

где U — напряжение сети,В;

Iном — номинальный ток двигателя. А;

Rя — сопротивление обмотки якоря, Ом.

Перед включением двигателя необходимо убедиться в том, что рычаг 2 пускового реостата (рис.7) находится на холостом контакте 0. Затем включают рубильник и рычаг реостата переводят на первый промежуточный контакт. При этом двигатель возбуждается, а в цепи якоря появляется пусковой ток, величина которого ограничена всеми четырьмя секциями сопротивления Rn. По мере увеличения частоты вращения якоря пусковой ток уменьшается и рычаг реостата переводят на второй, третий контакт и т.д., пока он не окажется на рабочем контакте.

Пусковые реостаты рассчитаны на кратковременный режим работы, а поэтому рычаг реостата нельзя длительно задерживать на промежуточных контактах: в этом случае сопротивления реостата перегреваются и могут перегореть.

. Прежде чем отключить двигатель от сети, необходимо рукоятку реостата перевести в крайнее левое положение. При этом двигатель отключается от сети, но цепь обмотки возбуждения остается замкнутой на сопротивление реостата. В противном случае могут появиться большие перенапряжения в обмотке возбуждения в момент размыкания цепи.

При пуске в ход двигателей постоянного тока регулировочный реостат в цепи обмотки возбуждения следует полностью вывести для увеличения потока возбуждения.

Для пуска двигателей с последовательным возбуждением применяют двухзажимные пусковые реостаты, отличающиеся от трехзажимных отсутствием медной дуги и наличием только двух зажимов — Л и Я.

Kак производится маркировка выводных концов машин постоянного тока?

В качестве примера рассмотрим маркировку выводных концов машины постоянного тока со смешанным возбуждением (рис. 7).

Для определения выводных концов отдельных обмоток (последовательной C1, C2; параллельной ЦП, Ш2 и якорной Я1, Я2 с дополнительными полюсами Д1, Д2) необходимо иметь контрольную лампу или вольтметр и источник переменного тока. Та из трех обмоток, при касании которой лампа горит тускло, будет параллельной (шунтовой) обмоткой. Лампа не будет гореть при касании ее одним концом к коллектору машины, а другим — к выводам последовательной обмотки и будет гореть при касании к выводам обмотки дополнительных полюсов, соединенной с якорем.

Как определить допустимую степень искрения на коллекторе в электродвигателе постоянного тока?

Повышенное искрение может происходить из-за неправильной установки щеток (не по заводским меткам), плохого прилегания щеток к коллектору, загрязнения или частичного выгорания коллектора, повышенной вибрации щеточного устройства и др.

Полностью устранить искрение практически не удается, поэтому необходимо уметь правильно определить допустимую степень искрения.

В соответствии с нормами искрение на коллекторе оценивается по степени искрения под сбегающим краем щетки и по шкале (классам коммутации), приведенной в таблице 9.

Допустимую степень искрения можно определить и по цвету образующихся искр. Небольшое искрение голубовато-белого цвета, почти всегда имеющееся на сбегающем крае щетки, не представляет собой никакой опасности. Удлиненные искры желтоватого оттенка свидетельствуют о неправильной коммутации. Зеленая окраска искр и присутствие частичек меди на рабочей части щеток указывают на механические повреждения коллектора.

Таблица 9. Степень и характеристика искрения

Kак определить положение геометрической нейтрали машины постоянного тока?

Для правильной установки щеток машин постоянного тока необходимо определить положение геометрической нейтрали.

Определение геометрической нейтрали может быть произведено методом наибольшего напряжения, индуктивным методом и методом двигателя.

При определении нейтрали методом наибольшего напряжения генератор с независимым возбуждением вращают вхолостую с постоянной частотой вращения и током возбуждения. Щетки передвигают по коллектору до тех пор, пока вольтметр, присоединенный к зажимам якоря, не даст максимального отклонения. Такое положение щеток соответствует геометрической нейтрали.

При индуктивном методе машина остается неподвижной и возбуждение подается от постороннего источника постоянного тока. К зажимам якоря подключают чувствительный вольтметр. Щетки передвигают до тех пор, пока внезапное замыкание или размыкание цепи возбуждения не перестает вызывать отклонения стрелки вольтметра. Это положение щеток будет соответствовать положению геометрической нейтрали.

При размыкании обмотки возбуждения в ней могут возникнуть большие перенапряжения. Поэтому ток в обмотке возбуждения необходимо устанавливать небольшим или зашунтировать обмотку возбуждения сопротивлением.

При определении нейтрали методом двигателя находят такое положение щеток, при котором частота вращения двигателя в обе стороны будет одинаковой. Опыт проводят под нагрузкой, при которой ток якоря равен половине номинального. Изменение направления вращения производят изменением полярности зажимов обмотки якоря.

Какие бывают электрические нагреватели?

Косвенный электронагрев сопротивлением применяют для нагрева и термообработки проводящих, непроводящих, твердых, жидких материалов в области температур до 1500°С. Основным элементом электротермической установки сопротивления служит электрический нагреватель — тепловыделяющий источник, преобразующий электрическую энергию в тепловую. Нагреватель представляет собой высокоомное сопротивление — нагревательный элемент, оборудованный вспомогательными устройствами для подвода тока, электроизоляции, защиты от механических повреждений, крепления. Нагревательные элементы выполняют из металлических и неметаллических материалов в виде проволочных спиралей, ленточных зигзагов, стержней, трубок, пленок на изолирующих подложках.

Электронагреватели сопротивления классифицируются по исполнению (открытые, закрытые, герметические); материалу нагревательных элементов (металлические, полупроводниковые, неметаллические); конструктивному исполнению (проволочные, ленточные, стержневые, пленочные);

рабочей температуре (низкотемпературные, средне температурные, высокотемпературные) и другим признакам.

Открытые нагреватели (рис. 8, а, б) просты по устройству, имеют хорошие условия для теплопередачи, ремонтоспособны. Их недостаток — повышенная электрическая опасность, низкий срок службы. Они применяются главным образом в высокотемпературных установках с теплоотдачей преимущественно излучением (термоизлучатели, электрические печи).

Закрытые нагреватели (рис. 8, в) размещают в корпусе, предохраняющем их от механических воздействий и нагреваемой среды. Герметические нагреватели защищены от внешних воздействий, в том числе от доступа воздуха.

Рис. 8. Электрические нагреватели:

а — спираль; б — лента; в — нагреватель в корпусе; 1 — металлический кожух; 2 — нагревательный провод; 3 — изолятор; d — диаметр провода; h — шаг спирали; D — диаметр спирали; а — толщина ленты, b — ширина ленты

Kак устроены трубчатые электрические нагреватели? Kак их выбрать?

Трубчатые электронагреватели (ТЭНы) по исполнению являются герметическими. Это наиболее распространенные электротермические устройства установок низко- и среднетемпературного нагрева.

Рис. 9. Трубчатый электронагреватель (ТЭН): 1 — оболочка (трубка); 2 — спираль; 3 — контактный стержень; 4 — изолятор (периклаз или кварцевый песок); 5 — мастика; 6 — фарфоровая втулка; 7 — контактная гайка. L — общая длина ТЭНа; Lакт — активная (рабочая) длина t; tк — длина контактного стержня; h — шаг спирали; d — диаметр провода; dcn — диаметр спирали; dcn.наp — диаметр спирали наружный;

dmp. вн — диаметр трубки внутренний; dmp.нар— диаметр трубки наружный

Устройство типового ТЭНа показано на рис.9,а. Он состоит из тонкостенной (0,8—1,2 мм) металлической трубки (оболочки) 7, в которой размещена спираль 2 из проволоки высокого удельного электрического сопротивления. Концы спирали соединены с контактным стержнем 3, наружные выводы 7 которого служат для подключения нагревателя к питающей сети. Материалом трубки может быть углеродистая сталь марок 10 или 20, если температура поверхности ТЭНа в рабочем режиме не превышает 450°С, и нержавеющая сталь 12Х18Н10Т при более высоких температурах или при работе в агрессивных средах (табл.10). Спираль изолируют от трубки наполнителем 4, имеющим высокие электроизолирующие свойства и хорошо проводящим теплоту. В качестве наполнителя используют периклаз (кристаллическая окись магния). После заполнения наполнителя трубку опрессовывают. Под большим давлением периклаз превращается в монолит, надежно фиксирующий спираль по оси трубки. Спрессованный нагреватель может быть изогнут для придания необходимой формы. Контактные стержни 3 изолируют от трубки изолятором 6, торцы герметизируют влагозащищающим кремнийорганическим лаком (герметиком) 5.

Преимущество ТЭНов — универсальность, надежность и безопасность обслуживания. Их можно использовать при контакте с газообразными и жидкими средами при давлении до 9, 8 • 105 Па. Они не боятся ударов и вибраций, но не являются взрывобезопасными. Рабочая температура поверхности ТЭНов может достигать 800°С, что удовлетворяет большинству бытовых и сельскохозяйственных тепловых процессов и позволяет использовать их в качестве тепловыделяющих источников не только в установках кондуктивного и конвективного нагрева, но и в качестве излучателей в установках лучистого (инфракрасного) нагрева. Вследствие герметизации спиралей срок службы ТЭНов достигает 10 тыс. ч. ТЭНы изготовляют по ГОСТ 13268. Единичная мощность их (15—12)*103 Вт, а в блоке (из двух или трех нагревателей) достигает 24-103 Вт, развернутая длина 185—5280 мм, наружный диаметр трубки 6, 5—8, 0—10—12, 5—16 мм, номинальное напряжение 12, 36, 48, 55, 127, 220 и 380 В, климатическое исполнение УХЛ4 или УХЛЗ по ГОСТ 15150.

Структура условного обозначения ТЭНа: ТЭН -1 23/4567, где 1 — развернутая длина ТЭНа по оболочке L, см (рис. 9); 2 — длина контактного стержня в заделке (изменяется от 40 до 630 мм); 3-номинальный диаметр трубки, мм; 4 — номинальная мощность, кВт; 5 — обозначение нагреваемой среды и материала трубки (табл. 10); 6 — номинальное напряжение. В; 7 — вид климатического исполнения по ГОСТ 15150. Пример: трубчатый электронагреватель ТЭН-120Г13/1Т220УХЛ4 имеет развернутую длину 120 см, длина контактного стержня в заделке (индекс Г) равна 125 мм, диаметр трубки 13 мм, номинальная мощность 1 кВт, предназначен для нагрева воздушной среды со скоростью движения до 1,5 м/с; трубка из стали 12Х18Н10Т, температура поверхности трубки от 450 до 650°С (индекс Т); номинальное напряжение 220 В; вид климатического исполнения УХЛ4 по ГОСТ 15150.

•ТЭНы выпускают разнообразной конструкции, что позволяет встраивать их в самые разные установки, начиная от промышленных печей и до бытовых электронагревательных приборов. Помимо обычного исполнения выпускают одноконцевые ТЭНы патронного типа диаметром от 6,5 до 20 мм, отличающиеся высокой удельной поверхностной мощностью (до 38 • 10^4 Вт/м^2), а также плоские ТЭНы (сечением 5х11 и 6х17 мм) с развитой теплоотдающей поверхностью. К недостаткам ТЭНов следует отнести высокую металлоемкость и стоимость из-за использования дорогостоящих материалов (нихром, нержавеющая сталь), невысокий срок службы, невозможность ремонта при перегорании спирали.

Таблица 10. Нагреваемые среды, характер нагрева, предельная (удельная) поверхностная мощность, материал оболочки ТЭНа и ее температура

Kакие применяют нагревательные провода и кабели?

Нагревательные провода, кабели, ленты относят к протяженным нагревательным устройствам. Их применяют в рассредоточенных тепловых процессах, непосредственно связанных с содержанием животных, птицы, выращиванием растений в защищенном грунте, хранением сельскохозяйственной продукции. Такие процессы относят к низкотемпературным (5-40°С), с низкой плотностью тепловых нагрузок (100-1000 Вт/м^2), выполняемым на значительных площадях в соответствии с пространственной сосредоточенностью предметов труда. Примерами подобных процессов и установок служат обогрев почвы в сооружениях защищенного грунта, электрообогреваемые полы в животноводческих и других помещениях, обогрев трубопроводов (воды, жидких кормов), воздуховодов, технологических емкостей (в процессах кормоприготовления, биотехнологии) и др. Применение для этих целей ТЭНов, отличающихся концентрированным тепловыделением и высокой металлоемкостью, или промежуточных теплоносителей (пара, горячей воды, воздуха) не всегда целесообразно по техническим, экономическим и иным причинам.

Протяженные нагреватели имеют токопроводящие жилы из материалов повышенного или высокого сопротивления и теплостойкую изоляцию. Нагревательные провода марок ПОСХВТ и ПНВСВ имеют по одной токоведущей жиле из стальной оцинкованной проволоки. Изоляция провода ПОСХВТ выполнена из поливинилхлоридного пластиката. Провод ПНВСВ имеет многослойную

изоляцию (рис. 10) и защищен от механических повреждений. Основными техническими характеристиками протяженных нагревателей служат: допустимая температура tж нагрева жилы,°С, линейное сопротивление r1, жилы, Ом/м, и допустимая линейная мощность Р1, Вт/м. Для названных проводов эти данные приведены в таблице 11.

Рис. 10. Конструкция нагревательного провода ПНВСВ (а) и нагревательных кабелей (б, в): 1 - наружная оболочка из поливинилхлоридного пластика толщиной 1 мм; 2 — экран из стальных оцинкованных проволок диаметром 0, 3 мм; 3 — оболочка из фторопластовой пленки; 4 — оболочка из поливинилхлоридного пластика; 5 — токоведущая жила

Таблица 11. Технические данные нагревательных проводов а кабелей

Иногда, если габаритные размеры нагревательных устройств не являются ограничивающим фактором и они питаются пониженным напряжением, нагревательные элементы изготовляют из дешевого стального оцинкованного провода типа ПСО. Примерами таких устройств служат устройства энергообогрева полов в животноводческих помещениях, почвы в парниках и теплицах.

Нагревательные кабели типа КМЖ, КМНС, КНРПВ, КНРПЭВ имеют 1 - 4 нагревательные жилы из стальной оцинкованной проволоки или сплавов сопротивления, изоляцию из поливинил -хлоридного пластиката, фторопласта, кремний органической резины. Снаружи кабелей предусмотрена металлическая оболочка из свинца, меди, алюминия или мягкой нержавеющей стали, предохраняющая от воздействия агрессивных сред и механических повреждений.

Гибкие ленточные электронагреватели марок ЭНГЛ-80, ЭНГЛ-180 (рис. 11) допускают температуру соответственно 85 и 180°С, имеют по восемь нагревательных жил, расположенных в одной плоскости в изолирующей стекло волокнистой ленте. Лента с жилами заключена в пластиковую оболочку. Жилы могут соединяться параллельно, последовательно и т. д. Линейная мощность 40-100 Вт/м, линейное сопротивление 0, 5—1 Ом/м. Там, где требуется высокая интенсивность нагрева, используют теплостойкие ленточные нагреватели типа НТЛ, допускающие температуру 400-600 °С и линейную нагрузку 150-360 Вт/м, напряжение до 380 В.

Рис. 11. Нагреватель ЭНГЛ-180: а - общий вид; б - сечение; 1 — вывод; 2 — концевая заделка; 3 — токоведущий провод; 4 — герметизирующее покрытие; 5 — скобка; 6 — жилы

Как устроить электрообогреваемый пол?

Электрообогреваемые полы состоят из нагревательных проводов, уложенных зигзагообразно с требуемым шагом в слое бетона (рис. 12, а). Экранирующую сетку присоединяют к контуру выравнивания потенциала не менее чем в двух местах.

Рис. 12. Электрообогреваемый пол:

а — схематический разрез; б, в — способы укладки нагревательного провода; 1 — утрамбованный грунт; 2 ~щебень; 3, 6 — бетон, 4, 5 — гидро- и теплоизоляция, 7 — нагревательный провод; 8 — экранирующая сетка

Выходные концы нагревательного элемента протягивают в трубы и подключают к распределительным коробкам. Напряжение питания изолированных нагревательных элементов 220 В; к неизолированным проводам подводят пониженное напряжение через трансформатор.

При применении нагревательного провода ПНВСВ упрощается конструктивная схема бетонного пола, так как не нужна экранирующая сетка. Начиная рассчитывать нагревательные элементы, определяют конфигурацию и площадь обогреваемого участка пола. Если температура поверхности пола должна быть равномерной, провода укладывают с постоянным шагом (рис. 12, б). При необходимости дифференцировать температуру (например, в свиноматочнике) в зависимости от возраста животных принимают переменный шаг укладки (рис. 12, в): больший на площадке для свиноматки, меньший в месте размещения поросят. Рекомендуемые параметры для расчета электрообогреваемых полов приведены в таблице 12.

Таблица 12. Рекомендуемые параметры для расчета электрообогреваемых полов

* На приплод

Kак устроить электрообогреваемый парник или теплицу?

Устройства элементного обогрева почвы и воздуха различают по конструктивному выполнению нагревательных элементов, их размещению, значению питающего напряжения и пр. Нагревательными элементами служат нагревательные провода и кабели, а также стальной неизолированный провод.

При почвенном обогреве нагревательные элементы располагают следующими способами: в асбоцементных или гончарных трубах диаметром 50— 150 мм, уложенных в песке под питательным слоем почвы (рис. 13, а); непосредственно в слое песка под почвой; в асфальтобетонных монолите или блоках под почвой.

Для обогрева воздуха нагревательные элементы подвешивают на строительных конструкциях сооружений защищенного грунта (непосредственно или в асбоцементных трубах диаметром 50—75 мм (рис. 13, а). К нагревательным элементам подводят напряжение 380/220 В или пониженное 24—17 В.

Нагревательные элементы, проложенные в трубах, защищены от влаги и механических повреждений, их легко ремонтировать и безопасно обслуживать; кроме того, при таком расположении выравнивается температура почвы. Основной недостаток — большой расход труб.

Обогреватели, выполненные в виде асфальтобетонного монолита или асфальтобетонньк либо асфальтокерамзитобетонных плит, имеют большую аккумуляционную способность, равномерно нагревают почву, электробезопасны. Устройство

Рис. 13. Устройство электрообогреваемого парника:

а - ТЭНами; б -с помощью асфальтобетонного монолита; 1 - патрубки; 2 - рама; 3, 4 - элементы воздушного и почвенного обогрева; 5 - почва; 6 - песок; 7 - шлак; 8 - коробка выводов; 9 - асфальтобетонный монолит; 10 - нагревательный элемент; 11 - защитная сетка-экран; 12 - гравий; 13 - грунт

парника со сплошным асфальтобетонным покрытием нагревательного элемента показано на рисунке 13, 6. На грунт насыпают слой шлака, затем песка, на который укладывают асфальтобетон (88% песка, 12% битума). Нагревательный провод или стальную неизолированную проволоку укладывают зигзагообразно и заливают асфальтобетоном, что обеспечивает хорошую электрическую изоляцию. Для питания нагревателя используют напряжение 380/220 В или пониженное.

Какие электрические приборы применяют для приготовления пищи?

При использовании электронагревательных приборов для приготовления пищи значительно улучшаются санитарно-гигиенические условия в помещении. Такие устройства менее взрыво- и пожароопасны, чем плиты на твердом, газообразном и жидком топливе. Установленная мощность в квартире увеличивается в 1, 5—2 раза, расчетная мощность ввода составляет 5—5, 5 кВт, потребление электроэнергии доходит в среднем до 1500 кВт-ч на семью в год.

К электронагревательным устройствам для приготовления пищи относят микроволновые печи СВЧ-нагрева, напольные и настольные электроплиты, жарочные шкафы и специализированные приборы.

Микроволновые печи предназначены для приготовления, разогревания, размораживания, термостатирования продуктов. Магнетрон генерирует электромагнитное излучение с частотой 2300—2500 МГц, которое передается по волноводу в рабочую камеру печи и там поглощается нагреваемым продуктом. При прямом объемном нагреве токами СВЧ сокращается продолжительность приготовления блюд, повышается их качество и сохранность, снижается угар жиров.

Выпускают печи нескольких типов, в том числе «Электроника-СП23» и «Электроника-ЗС». Потребляемая мощность 1320 Вт. Мощность СВЧ-колебаний 550 кВт.

Рис. 14. Микроволновая печь «Электроника-3С»: 1 - волновод; 2 - магнетрон; 3 - вентилятор; 4 - трансформатор; 5 - панель с электроаппаратурой; 6 - блок управления; 7 - тарелка; 8 - дверь; 9 - камера

Kак устроены электрические плиты?

Напольные и настольные электроплиты различают по типу, числу конфорок и номинальной мощности.

Наиболее распространены штампованные конфорки (КПД 0, 5-0, 6; срок службы 3 тыс. ч), представляющие собой корпус из листовой стали, заполненный электроизоляционным материалом, в который впрессованы две нагревательные спирали мощностью 400 Вт каждая.

Чугунные конфорки (КПД 0, 65—0, 7; срок службы 4 тыс. ч) — это отливки, имеющие пазы с электроизоляционной массой, в которую впрессованы две или три спирали из нихрома Х20Н80. Общая мощность 1000 или 1200 Вт.

Трубчатые конфорки (КПД 0, 72—0, 74; срок службы 5 тыс. ч) выполняют из согнутых трубчатых нагревателей (в виде одного или нескольких витков спирали Архимеда). Работают при температуре нержавеющей оболочки ТЭНа 650—750 С. Большинство конфорок содержит два двухконцевых ТЭНа мощностью 480 и 550 Вт.

Мощность электроплит регулируют четырех-пяти- или семипозиционными переключателями.

Несущей конструкцией электроплиты является рама (рис. 15), состоящая из передней и задней стенок, корпуса жарочного электрошкафа и основания, сваренных точечной сваркой. Боковые стенки крепятся к раме при помощи винтов. Панель управления крепится к раме с помощью самонарезных винтов. Цветной эмалью на панели управления нанесены цифровые обозначения положений семипозиционных переключателей, числа — указатели температуры жарочного электрошкафа,

Рис. 15. Электрическая плита: а — конструктивная схема; б — электрическая схема: 1 — сигнальные лампы; 2 — ручки переключателей мощности; 3, 5, 9, 10 — электроконфорки; 4 —рабочий стол; б— розетка; 7 — переключатель клавишный; 8 — дверка жарочного шкафа; 11 — вспомогательный шкаф; 12 — основание рамы; Э1, Э2, ЭЗ, Э4 — электроконфорки; П1—П5 — переключатели; HL1—HL6 — сигнальные лампы; HL0 — осветительная лампа (подсветка); ТЭН1-ТЭНЗ -нагреватели духовки; Т° - датчик температуры

обозначение гриля, мнемознаки, обозначающие расположение электроконфорок на рабочем столе, обозначение вертела и лампы освещения жарочного электрошкафа. Рабочий стол, с установленными на нем четырьмя чугунными электроконфорками, смонтирован на раме при помощи шарниров, что позволяет приподнимать его для осмотра, монтажа, демонтажа электроконфорок и переключателей. В приподнятом положении рабочий стол удерживается штоком, закрепленным с правой стороны рамы. Углубление рабочего стола предназначено для сбора небольшого количества пролитой жидкости. Специальные отводы предупреждают попадание пролитой жидкости внутрь электроплиты. После окончания пользования электроплитой рабочий стол закрывается крышкой. В открытом положении крышка предохраняет стенку кухни от забрызгивания.

Электроконфорки излучающего типа выполнены из чугуна и имеют по три спирали, что позволяет регулировать мощность в больших пределах. Крепление электроконфорок производится с обратной стороны рабочего стола при помощи скоб. Регулирование мощности электроконфорок производится при помощи семипозиционных переключателей. Ручки переключателей расположены на панели управления. Расположение ручек переключателей показано на рис. 15. Семипозиционные переключатели мощности электроконфорок имеют круговое вращение. Трехпозиционный переключатель жарочного электрошкафа имеют три положения: «О» — отключено; включены нагревательные элементы жарочного электрошкафа; включен гриль. Ручка трехпозиционного переключателя жарочного электрошкафа не имеет кругового вращения. Трехпозиционный клавишный переключатель имеет три положения: нейтральное;

включен моторедуктор; включена лампа освещения жарочного электрошкафа.

Внутренняя поверхность жарочного электрошкафа покрыта черной эмалью. Четыре направляющих паза внутри жарочного электрошкафа предназначены для установки на желаемом уровне противней или решетки. С наружной стороны жарочный электрошкаф имеет тепловую изоляцию. Дверка жарочного электрошкафа застеклена термостойким стеклом, что позволяет визуально контролировать готовность приготовляемой пищи. Крепление дверки жарочного электрошкафа к корпусу электроплиты выполнено с помощью специальных петель, которые позволяют фиксировать ее в трех положениях: закрыто, открыто, промежуточное.

В жарочном электрошкафу установлены три трубчатых электронагревателя. Два из них, верхний и высокотемпературный (гриль), установлены в верхней части жарочного электрошкафа, а нижний — под днищем. Крепление ТЭНа к задней стенке корпуса электроплиты производится с помощью специальных пластин. Включение нагревательных элементов жарочного электрошкафа или гриля производится ручкой трехпозиционного переключателя, расположенной с левой стороны панели управления, при этом ручка переключателя вращается по часовой стрелке до нужного значения температуры жарочного электрошкафа или до обозначения гриля. Одновременное включение нагревательных элементов жарочного электрошкафа и гриля невозможно. Выключение нагревательных элементов жарочного электрошкафа, а также гриля производится вращением ручки трехпозиционного переключателя против часовой стрелки до положения «О».

Моторедуктор смонтирован с наружной стороны задней стенки электроплиты и предназначен для вращения вертела с частотой 2 об/мин при приготовлении на нем пищи. Включение и выключение моторедуктора производится клавишным переключателем, расположенным с правой стороны панели. В процессе приготовления пищи вертел заостренным концом вставляется в воронку, жестко насаженную на вал моторедуктора и выведенную в жарочный электрошкаф. Второй конец вертела опирается на рамку.

Розетка расположена на панели управления и крепится к ней с обратной стороны при помощи пружинной пластины. Розетка предназначена для включения бытовых электроприборов мощностью до 1 кВт, при этом максимальный ток при всех включенных нагревателях составит 41 А.

Специализированные приборы с инфракрасными нагревателями — это электрошашлычницы, электрогрили, ростеры и тостеры. В качестве ИК-излучателя применяют высокотемпературные ТЭНы или кварцевые излучатели, представляющие собой трубку из кварцевого стекла диаметром 20 мм с толщиной стенки 1 мм. В трубку помещен керамический стержень диаметром 19 мм с укрепленной в пазах нагревательной спиралью из нихромовой проволоки. Температура поверхности такого излучателя 850°С.

Какие применяют электрические устройства для отопления и нагрева воды?

Электроотопление имеет ряд преимуществ перед традиционными видами отопления: удобство эксплуатации, постоянная готовность приборов к работе, надежность, возможность индивидуального терморегулирования. Кроме того, не требуется заготавливать и хранить топливо, уменьшаются расходы на обслуживание. В то же время электроотопление — это самый энергоемкий и дорогой вид электрификации быта. Для обогрева 1 м^2 площади необходима установленная мощность 100— 200 Вт при годовом расходе энергии 5—15 тыс. кВт • ч. Расход электроэнергии для горячего водоснабжения на семью из трех-четырех человек составляет около 2 тыс. кВт • ч в год.

Наиболее распространены переносные электроотопительные приборы мощностью 0, 5—1, 25 кВт. По способу теплопередачи их классифицируют на приборы со свободной (электроконвекторы) и вынужденной (электротепловентиляторы) конвекцией, излучением (электрокамины и ИК-обогреватели), конвекцией и излучением (электрорадиаторы).

Электроконвекторы (рис. 16) предназначены для общего обогрева помещения. В качестве нагревателей используют: спирали из нихрома, закрепленные в несколько рядов на изоляторах; тканые элементы, состоящие из проволоки, вплетенной в нагревостойкую ткань; трубчатые плоские и ребренные нагреватели.

Электрокамины служат для местного обогрева; их делят на функциональные и декоративные.

Рис. 16. Электроконвектор:

1 - корпус; 2 - нагревательный элемент; 3 -ручка; 4 -выключатель; 5 — индикаторная лампа

В декоративные камины входят устройство, имитирующее горение дров, и нагревательный блок. Имитация пламени создается при вращении вертушек различной формы с прорезями, установленных в потоке света, излучаемого на полупрозрачный экран. Нагреватели — ТЭНы или спирали из нихрома, размещенные в трубках из кварцевого стекла.

Электрорадиаторы применяют для общего отопления помещения. Они бывают панельными и секционными. Теплота от трубчатого нагревательного элемента передается корпусу промежуточным теплоносителем — минеральным маслом. Температуру изменяют с помощью встроенного биметаллического регулятора. Предусмотрено автоматическое отключение нагревателя при температуре корпуса 130°С.

Бытовые электроводонагреватели делят на три основные группы: переносные приборы (электрические чайники, самовары; -кипятильники), проточные и аккумуляционные водонагреватели.

Аккумуляционные водонагреватели низкого давления типа ЭВАН (рис. 17) с трубчатым нагревательным элементом мощностью 1, 24 кВт устанавливают в ванной комнате. При вместимости устройства 10, 40 и 100 л вода нагревается до максимальной температуры в течение 1; 3, 2 и 7, 8 ч. Диапазон ее регулирования 35—85°С. Прибор присоединяют к водопроводной сети с помощью стандартного смесителя, что позволяет подавать воду наружной температуры через кран или душ.

Рис. 17. Электроводонагреватель ЭВАН - 100/1. 25: а —устройство; б — электрическая схема; 1 — бак; 2 — кожух с теплоизоляцией; 3 — трубка смесителя; 4 -терморегулятор; 5 — смеситель; 6 — патрубок для ввода холодной воды; 7 — сигнальная лампа; 8 — шнур электропитания; 9—лимб регулятора температуры; 10 — нагреватель

Быстродействующий водонагреватель ЭВБО-10/ 1, 00 мощностью 1 кВт и вместимостью 10л размещают на кухне. Время нагревания воды до температуры 85°С не более 60 мин; температуру воды изменяют терморегулятором.

Какие применяют электрические санитарно-гигиенические приборы?

Электрические утюги выпускают следующих типов: УТ — с терморегулятором; УТП — с терморегулятором и пароувлажнителем; УТПР — с терморегулятором, пароувлажнителем и разбрызгивателем; УТУ — с терморегулятором, утяжеленный. Их различают по массе (0, 68—2, 5 кг) и мощности (0, 4 и 1 кВт). Температуру нагрева утюга устанавливают лимбом биметаллического терморегулятора.

Электроутюг состоит из подошвы 7 (рис. 18) из алюминиевого сплава с залитым в него трубчатым электронагревателем 2, кожуха 9 из жаростойкой пластмассы, защищенного от нагрева подошвы теплоизолирующей прокладкой 4, ручки 7 и крышки б, изготовленных из ударопрочной пластмассы, соединительного шнура 5 с подвижным вво-

Рис. 18. Электроутюг

дом и сигнальной лампы, информирующей о работе терморегулятора 3. Терморегулятор автоматически поддерживает заданную температуру подошвы.

Приборы мягкой теплоты — это электрические грелки, одеяла, бинты, пледы и др. Они одинаковы по конструкции и отличаются лишь внешним оформлением. На тканой основе располагают зигзагообразный гибкий нагревательный элемент, в цепи питания которого предусмотрен аварийный термовыключатель. Это устройство помещают сначала в изолирующий полиэтиленовый, а затем в декоративный чехол. Большая часть изделий оснащена переключателями для изменения температуры нагрева.

В качестве нагревательных элементов применяют нихромовую проволоку, навитую на асбестовую нить, вплетенную в тканевую основу или расположенную в кремний органической изоляции, а также углеграфитовое волокно, покрытое фторопластовой оболочкой. Рабочая температура нагревательного элемента не превышает 70°С;

Фены предназначены для сушки волос. Состоят из пластмассового корпуса, в котором находятся спираль, натянутая на каркас из фарфора или слюдопласта, вентилятор с электродвигателем, переключатель мощности и аварийный термовыключатель. В ручных фенах теплый воздух направляют непосредственно на волосы, в настольных подают по соединительному шлангу в пластиковый колпак.

Какой применяют электрический нагревательный инструмент?

Электропаяльники разделяют на бытовые (напряжение питания преимущественно 220 В) и промышленные (напряжение питания не выше 42 В), непрерывного и периодического нагрева.

Электропаяльник непрерывного нагрева имеет массивный паяльный стержень, аккумулирующий теплоту и отдающий ее в процессе пайки деталям. Нагревательная спираль намотана на металлическую трубку, изолированную слоем слюдопласта.

Электропаяльник периодического нагрева (рис. 19) благодаря малой массе паяльного стержня нагревается до рабочей температуры за несколько секунд. Паяльный стержень выполнен в виде петли из толстой проволоки, которую включают в разрыв короткозамкнутой обмотки трансформатора, размещенного в корпусе паяльника.

Рис. 19.

Электропаяльник:

1 — трансформатор;

2 - корпус; 3 - шина;

4 — паяльный стержень; 5 — сигнальная лампа; 6 — выключатель; 7 — соединительный шнур

По конструкции корпуса различают пистолетные, торцевые и молотковые электропаяльники. Молотковый предназначен для пайки массивных деталей, масса его стержня 1 кг.

По назначению и мощности паяльники подразделяют на радиомонтажные маломощные (10—26 кВт), электротехнические средней мощности (40— 65 кВт) и медницкие мощные (100 Вт и выше). Электроприборы для сваривания полиэтиленовой пленки бывают периодического и непрерывного действия.

Прибор «Молния-1» периодического действия состоит из понижающего трансформатора, к вторичной цепи которого подключена нагревающая нихромовая лента, и ручки-рычага с подушкой из губчатой резины. Оба элемента защищены фторопластовой пленкой. Между ними зажимают свариваемую пленку.

Прибор «Молния-2» непрерывного действия представляет собой ручку с размещенной на ней спиралью. На конце шарнирно закреплен полозок, нагревающийся от спирали и сваривающий пленку.

Какие типов выпускают электрические холодильники?

Промышленность выпускает домашние холодильники двух типов: компрессионные и абсорбционные. Наиболее распространены компрессионные холодильники с автоматическим регулированием, расходующие почти в 3 раза меньше электроэнергии, чем абсорбционные. В зависимости от вместимости эти холодильники за год потребляют 250—450 кВт•ч, а абсорбционные 500— 1400 кВт • ч электроэнергии.

Холодильный агрегат компрессионного действия (рис.20,в) состоит из компрессора 32, испарителя 26, конденсатора 27 и регулировочного вентиля, которые соединены между собой трубопроводами и образуют замкнутую герметизированную систему, заполненную хладагентом. Компрессор агрегата приводится в действие электродвигателем и служит для отсасывания паров хладагента из испарителя, благодаря чему в испарителе поддерживается низкое давление. Кроме того, в компрессоре происходит сжатие этих паров до давления, при котором они в конденсаторе превращаются в жидкость после охлаждения. Испаритель и конденсатор являются теплообменными частями холодильного агрегата. Через их поверхности осуществляется теплообмен между охлажденным объектом и хладагентом, с одной стороны, и между хладагентом и окружающей средой — с другой. Испаритель и конденсатор соединены регулирующим вентилем с малым проходным сечением, благодаря чему при работе компрессора в ис-

Рис. 20. Электрический холодильник М-130: а — вид спереди; б — вид сзади; в — схема холодильника компрессионного действия. А — холодильная камера; В — морозильная камера; 1 — лампа освещения; 2 — приборы управления и сигнализации; 3 — полка;

4 - обрамление; 5 — емкость с крышкой; 6 — вкладыш для яиц; 7 — барьер -полка; 8 — панель внутренняя; 9 — барьер для фиксации бутылок; 10 — пиктограмма; 11 — полка; 12 — корзина; 13 — указатель; 14 — кронштейн петли нижней; 15 — кронштейн; 16 — шторка; 17 — опора с гайкой; 18 — болт; 19 — ролик; 20 — лопатка; 21 — форма для льда; 22 — аккумулятор холода; 23 — пруток; 24 — сосуд; 25 — полка-стекло; 26 — испаритель; В. — датчик-реле температуры; В — датчик-реле температуры; R1 нагреватель; С — конденсатор; Н1 —лампа

парителе всегда создается разрежение, а в конденсаторе — повышенное давление. Электрическая энергия, затрачиваемая на получение холода, расходуется электродвигателем для привода компрессора.

У абсорбционных холодильников диффузионного действия два рабочих вещества: абсорбент (вода) и хладагент (аммиак). Температуры кипения абсорбента и хладагента при атмосферном давлении разные (100 и-35°С). Хладагент хорошо растворяется в абсорбенте (при нормальном давлении и температуре 20°С в 100 г воды растворяется 72 г аммиака). При включении холодильника в сеть концентрированный раствор аммиака нагревается и испаряется, потребляя теплоту холодильной камеры.

Абсорбционные холодильники «Иней» (114 дм^3) и «Кристалл-9» (170 дм^3) бесшумны в работе, надежны в эксплуатации, сравнительно несложны в изготовлении и ремонте.

Kак устроена стиральная машина?

Промышленность выпускает стиральные машины следующих трех основных типов: СМР — с ручным отжимом; стирка и полоскание механизированы, отжим при помощи двух покрытых резиной валиков; СМП — полуавтоматические, с автоматическим устройством для регулирования времени стирки; стирка, полоскание, отжим, откачка и перекачка жидкости механизированы; СМА — автоматические, у которых стирка, полоскание, отжим, откачка и перекачка жидкости механизированы и автоматизированы.

Как устроены стиральные машины типа СМР? Общий вид и разрез стиральной типа СМР показаны на рисунке 21. На дне стирального бака 2 размещен дисковый активатор 21. На одном валу с активатором внутри корпуса 7 расположен центробежный насос, откачивающий жидкость из бака. Жидкость через сливное отверстие в дне бака, закрытое съемной решеткой 13, поступает по шлангу 10 в насос и через сливной шланг 9,. выведенный из корпуса машины, сливается при стирке снова в бак, обеспечивая тем самым циркуляцию стирающей жидкости. После окончания стирки жидкость по сливному шлангу выводится из машины.

Активатор и насос приводятся в движение асинхронным электродвигателем 19 посредством клиноременной передачи. Электродвигатель установлен на наклонной раме 18, продольные пазы которой позволяют перемещать двигатель и тем самым регулировать натяжение приводного ремня.

Отжимное устройство с двумя валиками 5 и 6, покрытыми резиной, монтируют в кронштейнах

Рис. 21. Стиральная машина типа СМР: а - общий вид; б -разрез; 1 — корпус; 2 — стиральный бак; 3 — отметка уровня заполнения бака; 4 — ручка для переноса машины; 5 и 6 — валики отжимного устройства; 7 —регулировочный винт; 8 — пружина; 9 и 10 — сливной и соединительный шланги; 11 — скоба для намотки электрошнура; 12 — рукоятка отжимного устройства; 13 — решетка; 14 — шнур; 15 — реле; 16 — ролик; 17 — скоба для удержания машины при отжиме; 18 — рама; 19 — электродвигатель; 20 — насос; 21 — активатор

корпуса машины и закрепляют стопорными винтами. Плоская пружина 8 прижимает верхний валик к нижнему. Усилие пружины изменяют регулировочным винтом 7. Валики вращают съемной рукояткой 12, которую вставляют в ось нижнего валика. Машину включают поворотом ручки реле времени 15.

Переносят машину, приподнимая ее за пластмассовые ручки 4. Скоба 17 служит опорой машины и одновременно помогает удерживать ее при отжиме белья. Машину можно перевозить на двух роликах 16. На поверхности бака выдавлено продолговатое углубление 3, указывающее допустимый уровень жидкости. Соединительный шнур 14 после прекращения работы машины наматывают на скобу 11.

К числу стиральных машин с ручным отжимом относятся «Волга-8Р» и «Таврия». Они рассчитаны на стирку 1, 5 кг сухого белья. Мощность, потребляемая ими, 350 Вт. У них два режима работы. Габариты машины «Волга-8Р» - 445х498х722 мм, а «Таврии» - 450х470х470 мм.

К типу стиральных полуавтоматических машин относятся стиральные машины «Рига-15» с вкладной центрифугой, «Сибирь-6», «Аурика-78», «Золушка-2П», «Сибирь-7Б», «Эврика-3». Их стиральный бак вмещает от 1, 5 до 3 кг сухого белья. Мощность, потребляемая машинами, 500— 600 Вт. У них два режима работы (кроме «Рига-15»). Габариты машин примерно одинаковы и равны 700х400х700 мм.

Стиральные машины «Эврика-автомат» (2 кВт), «Кишинев-2» (2, 4 кВт), «Вятка-автомат» (2, 2 кВт) имеют до 12 программ, благодаря которым автоматически заливается, сливается, нагревается вода, замачивается белье, вводится нужное количество моющих средств, полощутся и отжимаются вещи. Для подключения машины требуется разрешение электроснабжающих и коммунальных служб.

Какие электрифицированные машины используют в кормоприготовлении для подсобного хозяйства?

Универсальный измельчитель кормов КУ-4 с помощью набора сменных рабочих органов позволяет дробить зерно, перерабатывать солому и Корнеплоды, лущить початки кукурузы. Мощность электропривода установки 600 Вт. Производительность измельчителя на резке соломы 90 кг/ч, зерна 20 кг/ч.

Бытовой измельчитель кормов ИБК-1 имеет электродвигатель мощностью 600 Вт. Его производительность на резке соломы 90 кг/ч и зерна 20 кг/ч.

Зернодробилки ДЗТ-Т-1 и ДЗ-Т-1 снабжены электродвигателями мощностью по 600 Вт. Их производительность соответственно 75 и 40 кг/ч зерна.

Электродробилки пищевых отходов ЭД-Т-1 также приводит в действие электродвигатель мощностью 600 Вт. Производительность 50 кг/ч.

Электрокорнеплодорезка ЭКР-1 измельчает корнеплоды на ломтики. Мощность электропривода 280 Вт. Производительность машины 150—300 кг/ч.

Универсальная бытовая машина Э-270 предназначена для приготовления кормов и выполнения деревообрабатывающих работ. Используя ее, можно измельчать солому и сено, резать корнеплоды, дробить зерно, лущить початки кукурузы, распиливать, строгать и фрезеровать древесину. Базовая машина имеет электродвигатель мощностью 1, 1 кВт. Частота вращения вала электродвигателя 1450 об/мин.

Все перечисленные машины включают в однофазную сеть напряжением 220 В.

Какие электрифицированные аппараты применяют для дойки коров?

Для дойки коров используют индивидуальный доильный агрегат АИД-1, который входит в комплект оборудования ОК-1. Чтобы доильный агрегат работал, необходима вакуумная установка, состоящая из вакуум-насоса и электродвигателя мощностью 0, 6 кВт и напряжением 220 В.

Агрегат в работу можно включать только при надежном заземлении электрооборудования и установке аппарата защитного отключения.

Какие инкубаторы применяют в личных подсобных хозяйствах?

Практически используют инкубаторы двух типов: «Наседка» и ИПХ-5. Бытовой инкубатор «Наседка» рассчитан на инкубацию 48 куриных яиц. Потребляемая мощность 190 Вт, напряжение сети 220 В. Расход электроэнергии за один цикл инкубации 60 кВт*ч.

В малогабаритном настольном инкубаторе ИПХ-5 можно одновременно выводить цыплят из 50 яиц. Потребляемая мощность 85—100 Вт, напряжение сети 220 В.

Какие электрические насосы применяют в подсобном хозяйстве?

Электрический насос состоит из двух основных частей: электродвигателя и лопастного центробежного насоса. Рабочее колесо вместе с лопастями центробежного насоса заключено в корпус и соединено с валом электродвигателя.

При вращении рабочего колеса вода, заполняющая насос, под действием центробежной силы выбрасывается из корпуса, выполненного в виде улитки, в напорный трубопровод и подается в резервуар или на раздачу. Во время вращения рабочего колеса во всасывающем патрубке насоса создается вакуум, за счет которого вода непрерывно поступает во всасывающий трубопровод. Насосы центробежного типа могут работать только в том случае, если рабочее колесо, а следовательно, и всасывающий трубопровод заполнены водой. Поэтому, чтобы удержать воду внутри насоса при его остановке, на конце всасывающего трубопровода смонтировано приемное устройство с обратным клапаном. Если насос запускается в работу впервые или после ремонта, то в корпус насоса предварительно заливают воду.

У сельского населения наиболее распространены малогабаритные центробежные насосы «Кама», «Агидель», «Урал», ЦМВБ-1, 6-15, БЦНМ-3, 5/17, БЦНМ-4/17, 1СЦВ-1, 5 и ВС-0, 5/18М.

Помимо центробежных насосов, сельское население применяет насосы вибрационного типа. Принцип их действия основан на использовании электромагнитных колебаний, передаваемых клапану-плавнику. При сравнительно небольшой потребляемой мощности (250 Вт) и малой массе подача такого насоса достигает 1, 5 м^3/ч при полном напоре 20 м.

Электронасос «Кама» (рис. 22) объединяет электродвигатель и лопастный центробежный насос. Электрический двигатель типа УЛ-06 коллекторный, универсальный, снабжен специальным помехоподавляющим устройством. Его мощность 330 Вт, частота вращения 5000 мин^-1. Включать насос без нагрузки нельзя, так как частота вращения двигателя может возрасти до недопустимого значения. Основные части центробежного лопастного насоса — корпус и рабочее колесо. В комплект входит приемное устройство с обратным клапаном. Корпус насоса разъемный. При разборке насоса для осмотра или ремонта рабочего колеса всасывающий трубопровод демонтировать не нужно. Электродвигатель к насосу крепят болтами с пружинными шайбами. Вал, выходящий из насоса, уплотнен сальником, состоящим из двух резиновых манжет, вставки между ними, двух шайб и стягивающей гайки. Для гидравлического уплотнения в сальник подается вода из напорной полости через специальный канал в крышке насоса. Кожух защищает двигатель от попадания воды сверху.

Рабочее колесо насоса состоит из двух склепанных между собой дисков — верхнего и нижнего. Верхний диск снабжен лопатками, нижний придает рабочему колесу требуемую жесткость. Рабочее колесо закреплено на валу электродвигателя.

Чтобы удержать воду в насосе и во всасывающем трубопроводе, предусмотрено приемное устройство с фильтром и обратным клапаном, соединенное резьбой с концом всасывающей трубы. Приемное устройство устанавливают вертикально, так как обратный клапан закрывается под действи-

Рис. 22. Электронасос «Кама»:

1 - подставка; 2 - основание корпуса; 3 - прокладка; 4 - помеха- подавляющее устройство; 5 - электродвигатель; 6 - крышка насоса; 7 - сальник; 8 - рабочее колесо; 9 - приемное устройство

ем собственного веса. При работе насоса вода выбрасывается рабочим колесом через нагнетательное отверстие в напорный трубопровод. Часть воды перетекает обратно во всасывающий патрубок через зазоры между выступами рабочего колеса и расточками в крышке и корпусе насоса. Эти зазоры не должны быть больше 0,15 мм.

Сельские жители используют два типа этих насосов: «Кама-3» и «Кама-5». У них одинаковые габариты (диаметр 200 и высота 300 м) и масса (5,3 кг). Насосы рассчитаны на напор 17 м. У насоса «Кама-3» максимальная высота всасывания 6 м и подача 1,5 м^3/ч, у насоса «Кама-5» высота всасывания 7 м и подача 1,3—1,5 м^3/ч.

Принцип действия объемно-инерционных насосов с электромагнитным вибрационным приводом основан на использовании электромагнитных колебаний, передаваемых клапану-плавнику. При максимальном напоре до 40 м подача насосов составляет 1,5 м^3/ч. Их мощность до 250 Вт.

Электромагнитный бытовой насос «Малыш» (рис.23) предназначен для подъема воды из трубчатых скважин диаметром 100 мм. При работе насос должен быть полностью погружен в воду. Однотипный насос НЭБ-1/20 предназначен для скважин диаметром не менее 200 мм. Эти насосы питаются от однофазной сети напряжением 220 В. Время непрерывной работы до 2 ч с последующим отключением на 15—20 мин.

Вибрационный электронасос «Родничок» поднимает воду с глубины до 20 м, а «Струмок» — с глубины до 40 м. Насос «Струмок» по своим параметрам не отличается от насоса «Малыш». Мощность насоса «Родничок» 300 Вт, подача 0,5 м^3/ч.

Рис. 23. Установка электронасоса «Малыш»: а - в колодце;

б - в обсадной трубе; 1 - насос; 2 - связка провода со шлангом; 3 - капроновая подвеска; 4 - пружинная подвеска из резины; 5 - провод; 6 - шланг; 7 - перекладина; 8 - вилка; 9 - кольцо; 10 - обсадная труба

Какой источник света выбрать для освещения помещений?

Рис. 24. Лампа накаливания:

1 — стеклянная колба; 2 — вольфрамовая нить; 3 — крючки;

4— электроды; 5 — центральная часть цоколя; 6 — резьба цоколя

Лампы накаливания — самые массовые источники оптического излучения. Это объясняется сравнительной простотой их устройства и надежностью в эксплуатации, возможностью непосредственного включения в сеть, отработанностью технологии и дешевизной. Несмотря на многообразие типоразмеров ламп накаливания, отличающихся номинальным напряжением, мощностью и родом тока, все они объединены единым физическим принципом получения видимого излучения (нагрев электрическим током вольфрамовой нити до температуры 2200-2800°С) и сходством применяемых во всех конструкциях основных составляющих элементов (рис. 24).

Лампы накаливания отличаются между собой электрическими, светотехническими и эксплуатационными характеристиками. Номинальный срок службы ламп накаливания (средняя продолжительность горения) достигает 1000 часов.

Рис.25. Люминесцентная трубчатая лампа низкого давления: 1 — стеклянная трубка; 2 — слой люминофора;

3 — электроды с вольфрамовой биспиральной нитью; 4 — стеклянные ножки; 5 — цоколь;

6 — контактные штыри

Обозначение ламп накаливания общего назначения состоит из букв (от 1 до 4): В — вакуумная, Г — газонаполненная (аргон 86% и азот 14% ); Б — биспиральная; БК — биспиральная с криптоновым ( криптон 86% и азот 14% ) наполнителем, МТ — с матированной колбой, МЛ — в колбе молочного цвета, О—с опаловой колбой и т.д. После буквенного обозначения следуют цифры, показывающие диапазон напряжения питания лампы в вольтах, на который рассчитана лампа, через дефис - номинальная мощность лампы в ваттах и далее порядковый номер разработки. Пример условного обозначения: Г 220-230-100 — газонаполненная на диапазон напряжений 220—230 В, номинальной мощностью 100 Вт.

Люминесцентные лампы низкого давления имеют более высокую, чем у ламп накаливания, световую отдачу, улучшенный спектральный состав излучения, значительно больший срок службы.

Люминесцентная лампа (рис.25) — это длинная стеклянная трубка (колба), внутренняя поверхность которой покрыта слоем люминофора. Люминофор преобразует ультрафиолетовое излучение газового разряда в видимое.

Люминесцентные лампы различают пo форме и размерам колбы, мощности и спектральному составу или цветности излучения. Выпускаемые промышленностью люминесцентные лампы типов ЛБ, ЛД, ЛТБ и ЛХБ, ЛЕ, ЛБЕ, ЛХЕ и др. отличаются только составом люминофора, а следовательно, и спектральным составом излучения. Буквы, входящие в наименование этих типов ламп, означают: Л—люминесцентная, Б—белая, Д—дневная, ТБ—тепло-белая, ХБ—холодно-белая, Е—естественная, БЕ— белая естественная, ХЕ—холодно-естественная, УФ—ультрафиолетовая, Ф—фотосинтетическая, Р—рефлекторная, У-И-образная, К— кольцевая, А—амальгамная. Среди ламп указанных цветностей различают еще лампы с улучшенным спектральным составом излучения, обеспечивающим хорошую цветопередачу освещаемых предметов. В обозначении этих ламп после букв, характеризующих цветность излучения, добавляют букву Ц (ЛДЦ, ЛХБЦ, ЛЕЦ и т.д.). Сразу после буквенного обозначения следуют цифры, указывающие номинальную мощность лампы в ваттах и через тире — порядковый номер разработки.

Люминесцентные лампы выпускают на мощности: 6, 9, 11, 15, 18, 20, 30, 36, 40, 58, 65, 80, 125 и 150 Вт. Средняя продолжительность горения люминесцентных ламп не менее 12000 ч. Оптимальными условиями работы ламп являются t= 18—25°С и относительная влажность воздуха не более 70 %. В условиях низкой температуры и влажности они плохо «загораются» и выходят из строя.

Как включить электрические лампы в электрическую сеть?

Лампы накаливания включают в сеть между фазным и нулевым проводами. К верхнему контакту патрона подсоединяют фазный провод, а к боковой резьбе — нулевой. Выключатель устанавливают в рассечку фазного провода.

Рис. 26. Схемы включения электрических ламп накаливания: а — выключателем однополюсным; б — выключателем однополюсным на две цепи; в — управление из двух мест при помощи переключателей; EL1, EL2 — лампы накаливания; QS — выключатель; QS1 — выключатель сдвоенный; SA1, SA2 — переключатели

В зависимости от конструкции переключателя можно различным образом управлять работой ламп:

включать и выключать их одновременно или поочередно и т. п., для включения и отключения группы ламп из двух разных мест можно использовать переключатель (рис.26).

Kак включить простейший светильник с люминесцентной лампой?

Включение люминесцентных ламп более сложно, так как требуется пробить газовый промежуток между электродами и зажечь лампу. Возникающий газовый разряд необходимо стабилизировать, иначе ток в лампе возрастет выше допустимого и перегорят электроды.

Для зажигания люминесцентной лампы и ее нормальной работы требуется стартер (зажигатель), дроссель (ПРА — пускорегулирующий аппарат), конденсаторы. Стартер служит для автоматического включения и выключения предварительного накала электродов. Дроссель, представляющий собой

Рис.27. Схемы включения люминесцентных ламп: а-стартерная с дросселем; б—с лампой накаливания в качестве балласта; EL1 — лампа люминесцентная; КК — стартер; С — конденсатор; LL — дроссель; EL2 — лампа накаливания

обмотку, намотанную на сердечник из листовой электротехнической стали, облегчает зажигание лампы, а также ограничивает ток и обеспечивает ее устойчивую работу. На рис. 27, а приведена простейшая схема стартерного зажигания люминесцентной лампы, включенной в сеть 127—220 В. При этом следует помнить, что стартеры включаются параллельно лампе, а дроссели — последовательно с лампой.

Обозначение стартера включает: С — стартер;

20 или 80 — предельные значения мощности люминесцентных ламп, для которых предназначен стартер; 65 — мощность лампы, для которой предназначен стартер; 127 или 220 — номинальное напряжение стартера. Например, 20С-127 - стартер для люминесцентных ламп предельной мощностью 20 Вт включительно, то есть 4, 6, 8, 15, 18 и 20 Вт; 65С-220 — стартер для люминесцентных ламп мощностью 65 Вт; 80С-220 — стартер для люминесцентных ламп предельной мощностью 80 Вт включительно, за исключением ламп мощностью 65 Вт, то есть 13, 30, 36, 58 и 80 Вт.

Каждому ПРА присваивается шифр условного обозначения, который характеризует его назначение, устройство, исполнение и параметры. Например, 2УБИ-40/220-АВПП-900 ГОСТ 16809-71. Двухламповый индукционный стартерный аппарат с предварительным подогревом электродов к лампам мощностью 40 Вт для включения в однофазную сеть 220 В, со сдвигом фаз между токами ламп встроенного исполнения, с особо пониженным уровнем шума, номер разработки — 900.

Зажигание и горение люминесцентной лампы возможно только в том случае, если мощность лампы соответствует мощности ПРА.

Вместо дросселя можно использовать лампу накаливания, включив ее по схеме, показанной на рис. 27, б.

Для надежного зажигания люминесцентной лампы к ее штырю присоединяют металлический проводник в виде достаточно широкой металлической полосы (фольги), расположенной по поверхности лампы. Полосу присоединяют к одному из выводов электродов.

Можно также заземлять полосу (в этом случае ее нельзя соединять с выводами лампы) или проложить вдоль самой лампы один из монтажных токоведущих проводов и закрепить его по концам колбы проволочными хомутиками.

После сборки схемы в светильник устанавливают лампу и стартер. Штырьки обоих цоколей лампы одновременно вставляют до отказа в прорези, находящиеся в верхней части патрона, и поворачивают лампу на 90°. Эту операцию следует проводить осторожно во избежание отрыва колбы от цоколя.

Стартер вставляют в предназначенное для него гнездо стартеродержателя и поворачивают по часовой стрелке до упора.

Какие лампы применяют для освещения открытых площадок?

Рис.28. Лампа ДРЛ: 1—колба; 2—слой люминофора; 3— кварцевая трубка (горелка);

4—два основных вольфрамовых электрода; 5—два дополнительных (поджигающих) электрода; 6—резистор; 7— цоколь

Лампы типа ДРЛ (рис.28) — ртутные люминесцентные лампы высокого давления — широко распространены для освещения производственных территорий, строительных площадок, проезжих частей дорог, а также промышленных предприятий, не требующего высокого качества цветопередачи.

Промышленность выпускает восемь типоразмеров ламп ДРЛ мощностью 50, 80, 125, 250, 400, 700, 1000, 2000 Вт для включения в сеть переменного тока номинальным напряжением 220 и 380 В. На рис.29 приведена схема зажигания лампы ДРЛ.

Металлогалогенные лампы типа ДРИ по конструкции в общих чертах подобны двухэлектродным лампам типа ДРЛ. В обозначении ламп ДРИ буквы

обозначают: Д—дуговая, Р—ртутная, И—с излучающими добавками, 3—зеркальная. Первое чис-

Рис. 29. Схема включения ламп ДРЛ: FU — предохранитель;

С — конденсатор; EL — лампа ДРЛ; LL — дроссель

ло после буквенного обозначения указывает номинальную мощность в ваттах, а второе после дефиса — номер разработки или модификации. Промышленность изготавливает лампы типа ДРИ шести типоразмеров: на 250, 400, 700, 1000, 2000, 3500 Вт. Средняя продолжительность горения 0,6 — 10 тыс. часов.

Как обеззаразить помещение, воду или получить «Загар» зимой?

Решение этих задач возможно при использовании ультрафиолетового излучения. Излучения этой области при определенных дозах облучения оказывают благотворное действие на живые организмы, они способны превращать провитамин D в активно действующий витамин D, который управляет процессами отложения солей кальция в костных тканях животных. Излучения этой области обладают сильным бактерицидным действием. Они используются для стерилизации воздуха, воды, посуды и т. д.

Источником ультрафиолетового излучения в основном являются лампы ДБ, ЛЭ, ЛЭР и ДРТ. Лампы ДРТ используют в сети переменного тока напряжением 127 или 220 В. Нормальное положение ламп при работе — горизонтальное. Режим работы устанавливается через 8—15 мин после включения. Лампы ДРТ дают мощный поток ультрафиолетовых лучей с длинами волн от 240 нм до границ видимого спектра. Они применяются с профилактической и лечебной целью в медицине, а также для бактерицидного и эритемного облучения в животноводческих помещениях — в первую очередь молодняка. Срок службы ламп ДРТ не менее 800 ч.

Эритемные люминесцентные лампы типов ЛЭ-30, ЛЭР-30, ЛЭР-40 устроены подобно обычным люминесцентным лампам типов ЛБ или ЛД, но отличаются от них составом люминофора и сортом стекла трубки. Состав люминофора подбирают так, чтобы длина волны излучения находилась в пределах 280—380 нм, что способствует недостающему зимой ультрафиолетовому излучению солнца. Максимум излучения лежит в пределах 310-320 нм. Излучение этой лампы богато не только эритемным действием, но и антирахитньм так как относительные эритемная и антирахитная эффективности в значительной мере совпадают.

Обозначение лампы ЛЭР-40 расшифровывается так: лампа эритемная рефлекторная (с отражающим слоем), мощностью 40 Вт. При работе лампа дает слабое голубое свечение, что вызывается излучением паров ртути в видимой области спектра, проходящим через слой люминофора. Схема включения лампы аналогична схеме включения люминесцентных ламп дневного или белого света.

Эритемные люминесцентные лампы можно применять совместно с люминесцентными лампами, а также с лампами накаливания. Их можно использовать с искусственным освещением, в основном в темные часы суток. В связи с тем, что осветительные и Эритемные лампы, возможно, будут действовать в разное время, необходимо предусматривать раздельное включение и выключение зритемных и осветительных ламп.

Для защиты зрения применяют либо светильники с системой плоских пластинок, либо светильники отраженного света.

Бактерицидные лампы типа ДБ представляют собой газоразрядные ртутные лампы низкого давления, устроенные подобно лампам ЛБ, ЛД и ЛЭ.

Бактерицидные лампы изготовляют мощностью 60 Вт (лампа ДБ-60) и мощностью 30 Вт (ДБ-30).

Схемы включения бактерицидных ламп аналогичны схемам включения эритемных и люминесцентных ламп.

Бактерицидные лампы можно применять для обеззараживания воздуха помещений, предметов обихода, питьевой и минеральной воды, для обез-

замораживания и предохранения от микробного загрязнения пищевых продуктов, оборудования и тары на пищевых предприятиях.

Обеззараживать воздух помещений ультрафиолетовым облучением можно как в присутствии, так и в отсутствие людей. В первом случае необходимо применять меры к максимальному сокращению бактерицидной облученности на уровне до 2 м от пола. Применять неэкранированные («голые») лампы, которые могут оказываться в поле зрения, категорически запрещается, так как их излучение может вызвать конъюктивит.

Как обогреть молодняк птицы и животных или увеличить скорость высыхания автомобиля после покраски?

Решение этих задач возможно при использовании инфракрасного излучения. Излучение этой области производит нагрев поверхностей, находящихся под лампами-термоизлучателями. Источником ИК-излучения служит биспираль из вольфрамовой проволоки, нагреваемая в рабочем режиме до температуры 1800—2300°С. Конструкция ламп-термоизлучателей в общих чертах схожа с конструкцией осветительных ламп накаливания. Для снижения интенсивности видимого излучения нижнюю часть колбы некоторых инфракрасных ламп покрывают красным (лампы ИКЗК) или синим (лампы ИКЗС) термостойким лаком. С внутренней стороны в верхней части колбы нанесено зеркальное покрытие. Лампа вкручивается в обычный патрон Ц27, работает на напряжении 220 В без дополнительной пускорегулирующей аппаратуры. Срок службы ламп 2—10 тыс. ч.

Обозначение ламп: ИК— инфракрасная; 3 — зеркальная; К или С — цвет окрашенной колбы; напряжение сети в вольтах и мощность лампы в ваттах, например - ИКЗК220-250.

Как подключить патрон?

В светильниках применяют патроны различной конструкции. Для ламп накаливания и ламп ДКЛ предназначены резьбовые патроны: для ламп мощностью до 60 Вт — патроны с диаметром резьбы 14 и 27 мм (или с резьбой Ц14 — малый цоколь и Ц27 — средний цоколь), для ламп мощностью до 200 Вт — патроны с резьбой Ц27, а для ламп мощностью от 300 до 1500 Вт -патроны с резьбой Ц40 (большой цоколь).

По конструктивному исполнению различают патроны подвесные с ниппелем, с ушком для подвешивания, потолочные и настенные. Наиболее распространены патроны в пластмассовом и фарфоровом корпусах. Контакты и контактные зажимы для присоединения проводов смонтированы на фарфоровых вкладышах.

К контактным зажимам патронов можно присоединить медные провода сечением 0, 5; 0, 75; 1;

1, 5; 2, 5 мм^2 и алюминиевые 2, 5 мм^2.

При зарядке патрона нулевой провод прикрепляют к винтовой гильзе патрона, а фазный - к верхнему контакту патрона (рис. 30).

Патроны для люминесцентных ламп выпускают стоечные, круглые и накидные с корпусами из пластмассы. К контактным зажимам патронов можно присоединять медные провода сечением до 1, 5мм^2.

Что представляет собой светильник?

Основными конструктивными элементами светильников являются: устройство крепления светильника, источник света, устройство подведения электрического напряжения (патрон), отражатель, рассеиватель.

Промышленностью выпускаются светильники для различных источников света: ламп накаливания, газоразрядных ламп, люминесцентных трубчатых ламп и др. Светильники для газоразрядных ламп (низкого и высокого давления) комплектуются пускорегулирующей аппаратурой (ПРА).

По способу крепления светильники подразделяются на подвесные, потолочные, встроенные в потолок, настенные, напольные (торшеры), настольные и др.

Установка светильников в помещении производится в зависимости от условий окружающей среды. Для предохранения источника света от воздействий окружающей среды светильники выполняются различного исполнения по степени защиты.

По степени защиты от взрыва светильники бывают взрывобезопасные (В) и повышенной надежности против взрыва (Н).

По назначению светильники различают: для производственных помещений, для общественных зданий, для наружного освещения, для бытовых помещений.

В соответствии с ГОСТ 13677-82 каждому светильнику присваивается шифр (условное обозначение). Структура обозначения следующая:

где 1—буква, обозначающая источник света (Н— лампа накаливания общего назначения. И—кварцевые галогенные лампы накаливания, Л—прямые трубчатые люминесцентные лампы, Ф—фигурные люминесцентные лампы, Р—ртутные лампы типа ДРЛ, Г—ртутные лампы типа ДРИ, Ж—натриевые лампы. Б—бактерицидные лампы, К—ксеноновые трубчатые лампы и т. д.); 2—буква, обозначающая способ установки светильника (С—подвесные, П—потолочные, Б—настенные, Т—напольные и венчающие, В—встраиваемые, К—консольные, Р—ручные сетевые, Ф—ручные аккумуляторные и т. д.); 3—буква, обозначающая основные назначения светильников (П—для промышленных предприятий, Р—для рудников и шахт, О—для общественных зданий. Б—для жилых (бытовых) помещений. У—для наружного освещения); 4—двухзначное число (01—99), обозначающее номер серии; 5—цифра (цифры), обозначающая количество ламп в светильнике; б—цифры, обозначающие мощность ламп, Вт; 7—цифры (000— 999), обозначающие номер модификации; 8—буква и цифра, обозначающие климатическое исполнение (У—для районов с умеренным климатом,Т—для районов с тропическим климатом и т.д.) и категорию размещения светильников (1—на открытом воздухе, 2—под навесом и другими полуоткрытыми сооружениями, 3—в закрытых неотапливаемых помещениях, 4—в закрытых отапливаемых помещениях).

Каждая серия объединяет светильники, имеющие конструктивные особенности, определяемые примененным материалом и формой рассеивающих и экранирующих элементов, характером обслуживания, способом подвески (на трубу, на крюк, на трос и т.д), способом присоединения к питающей сети (через штепсельный разъем, клеммник или непосредственно к проводке). Конструкции большинства светильников предусматривают встроенный штепсельный разъем.

Как выбрать светильник?

При выборе светильника учитывают: условия окружающей среды, требования к характеру светораспределения, электробезопасность и экономическую целесообразность.

В квартирах и комнатах с низкими потолками рекомендуется применять светильники, люстры с короткими и регулирующимися штангами, шнурами; подвесы с плоскими рассеивателями, подобранными по декоративной расцветке, соответствующей цвету стен жилого помещения. Можно применять потолочные светильники и плафоны с декоративной отделкой.

Для комнат и квартир с высокими потолками, просторных помещений подойдут многорожковые люстры, декоративные подвесные светильники с большим количеством (3, 4, 5) рассеивателей.

Для создания уюта и обстановки, способствующей отдыху человека после трудового дня, учебы, чтению художественной литературы, применяют светильники для местного освещения. Вариантов исполнения светильников местного освещения очень много. Они бывают настольными, потолочными, настенными, напольными.

В целях экономии электроэнергии, создания мягкого светораспределения, однородной освещенности и яркости применяют светильники с люминесцентными лампами. Промышленность выпускает много модификаций люминесцентных светильников разной конфигурации и декоративных рисунков рассеивателя.

Спальня кроме общего освещения может иметь светильник возле туалетного столика. Лучше всего устроить двустороннее освещение. Источник света располагают на уровне головы человека, сидящего у столика, чтобы был мягкий, рассеянный свет белого или чуть розового оттенка. Свет, падающий сверху, дает глубокие тени на лице.

Прихожая должна быть ярко освещена: висячий светильник или плафон под потолком, а также бра, лучше всего с обеих сторон зеркала и примерно на уровне головы.

Детская комната — рекомендуется общее освещение, специальное (над рабочим столом и местом для игр) и ночник. В комнатах для детей дошкольного возраста светильники, выключатели и штепсельные розетки ставятся в местах, не доступных для детей. Проводка лучше всего скрытая. В детских комнатах не следует ставить настольных ламп, падение их может вызвать несчастный случай. Над рабочим местом ребенка желательно иметь настенную лампу на шарнирных кронштейнах, прикрепленную с левой стороны стола. Абажур висячей лампы должен быть сделан из материала, рассеивающего свет. Абажур настенной лампы из непрозрачного материала должен давать узкую полоску света, сосредоточенного на рабочем месте. Освещение комнаты достаточно яркое, но без резкого перехода от света к тени.

Кухня может иметь общее освещение и местное — над рабочим столом хозяйки, над плитой. Для освещения кухонного стола, мойки, плиты очень удобны лампы дневного света: они более прочны, а энергии расходуют в четыре раза меньше, чем обычные лампы. Над обеденным столом люминесцентные лампы устанавливать не рекомендуется, они придают продуктам бледный, неаппетитный вид.

Ванная — рекомендуется ставить вверху плафон, освещающий всю комнату. Здесь можно применять лампы накаливания и люминесцентные.

В подсобных помещениях светильники выбирают по назначению и условиям окружающей среды.

Сухие складские помещения — следует применять светильники со стеклянным отражателем, предотвращающим выпадание колбы лампы при эксплуатации (ПСХ-60, НСП-03, НСП-01).

Погреба, коридоры, сени, веранды освещаются светильниками, изготовленными для помещений с повышенной влажностью, или подвесными патронами, изготовленными из фарфора (НБО-60, ПСХ-60, ПСХ-75).

Подсобные помещения для содержания скота, птицы, а также сараи освещаются светильниками, рассчитанными для помещений с химически активной средой. К ним относятся «Астра-1», «Астра-2», «Астра-11», «Астра-12» и т. д.

Мощность ламп для жилых комнат выбирают исходя из удельной мощности, т. е. около 10 Вт на один квадратный метр площади. Для нежилых помещений квартиры предусматривается удельная мощность 6 Вт/м^2.

Светильники с люминесцентными и ртутными лампами типа ДРЛ применяют для освещения помещений, где выполняют работу большой и средней точности, а также в производственных помещениях с недостаточным или отсутствующим естественным освещением, во вспомогательных помещениях с постоянным пребыванием людей при нормируемой освещенности выше 100 лк. Светильники с этими типами ламп и прожекторы с лампой ДРЛ рекомендуются для освещения дворовых территорий и открытых пространств, требующих повышенной освещенности. Кроме того, светильники с люминесцентными лампами ЛДЦ применяют в помещениях, где выполняются работы, требующие распознавания цветовых оттенков.

Светильники с ртутными лампами ДРЛ целесообразно применять при высоте помещения более б м, где не требуется правильного различия цветов в наружных установках.

Как закрепить и подключить светильник (люстру)?

Во время подготовительных работ намечают место установки светильника, пробивают отверстия, сквозные проходы, гнезда для установки крепежных деталей. При этом, если потолок сплошной, сквозь него пробивают отверстие, через которое пропускают крюк и закрепляют гайкой с верхней стороны. Если перекрытие полое, то крюк укрепляют в полости панели с помощью проволочной защелки, после чего отверстие заделывают цементным раствором.

Подвесные светильники прикрепляют к перекрытиям на крюках. Заводы изготовляют несколько видов крюков и других приспособлений для крепления светильников к перекрытиям, выполненным как из многопустотных плит, так и из монолитной конструкции (рис. 31).

Крюки У623Б применяют для подвески светильников массой до 15 кг к многопустотным плитам

Рис. 31. Арматура для крепления светильников: а — крюк У623; б - крюк У625; в - шпилька У632; 1 - ось; 2 - крюк с изолирующим колпаком; 3 — опорная планка

перекрытий. В зависимости от размера этих плит опорные планки 3 крюков могут переставляться на оси 1. Концы крюков обязательно изолируют колпачком 2.

Крюки У625, У629 размером соответственно 155 и 215 мм, изготовляемые из стали с металлическим покрытием, используют для подвески светильников массой до 7 кг к сплошным плитам перекрытий.

Крюки и шпильки с поворотными планками позволяют завести их в отверстие в перекрытии и закрепить в нем снизу, что значительно облегчает их установку. В соответствии с требованиями к подвеске светильников с металлическими корпусами в жилых и общественных зданиях конец крюков должен быть покрыт изоляцией.

Соединение проводов сети и светильника в этих случаях выполняют с применением колодок-зажимов.

Для зарядки осветительной арматуры общего освещения должны применяться провода с медными жилами сечением не менее 0, 5 мм^2 внутри зданий и 1 мм^2 вне зданий.

Металлические корпуса светильников общего освещения с лампами ДРЛ, ДРИ, ДНаТ и люминесцентными необходимо занулять при помощи перемычки между нулевым проводом и заземляющим винтом светильника.

Какие розетки применяют для электропроводок и как осуществить их установку?

Штепсельные соединения применяют для включения однофазных и трехфазных электрических приемников с номинальными токами до 10 А в сеть напряжением 220 В и до 25 А в сеть 380 В.

Двухполюсные штепсельные соединения выпускают с цилиндрическими или плоскими контактами, трехполюсные — только с плоскими контактами. Штепсельные соединения с плоскими контактами имеют меньшие размеры и больший срок службы.

Штепсельные соединители состоят из розеточной 1 и штепсельной 2 частей с цилиндрическими 3, плоскими 4 или комбинированными штифтовыми контактами. Между зазорами контактов должно быть определенное расстояние (19 мм для цилиндрических и 12,7 мм для плоских).

Розеточная часть комбинированных штепсельных соединителей (штепсельных розеток) позволяет подсоединять вилочную часть (вилки) как с цилиндрическими, так и плоскими контактами. Вилки, как правило, имеют неразборную. конструкцию и запрессовываются на конце шнура, который входит в комплекты бытовых приборов и аппаратов. Для повышения безопасности цилиндрические контактные шнуры неразъемных вилок спрессовывают у основания пластиком на длине 10 мм. Разборные вилки чаще всего используют для комплектации приборов небытового назначения, а также для замены неразъемных вилок, вышедших из строя.

Рис. 32. Штепсельные электрические соединения: а — розетка для открытой установки и штепсельная часть с цилиндрическими контактами; б —розетка и штепсельная часть с плоскими контактами; в ~ розетка с комбинированными штифтовыми контактами; г — трехполюсные штепсельные соединители с тремя питающими и одним заземляющим плоскими контактами; д — штепсельные соединители для открытой установки с двумя цилиндрическими питающими и одним плоским заземляющим контактом; е — штепсельные над плинтусные розетки; ж — штепсельные розетки для подключения двух вилок;

1 — розетка; 2 — штепсельная часть (вилка); 3 — цилиндрические контакты; 4 — плоские контакты; 5 — заземляющий плоский контакт; б — заземляющий контакт

Кроме двухконтактных применяют штепсельные соединители с двумя питающими и одним заземляющим 5 плоскими контактами, изготовляемыми как для открытой, так и для скрытой установки, с двумя цилиндрическими питающими и одним плоским заземляющим контактом 6 (рис. 32, д), расположенным в корпусе соединителя, трехполюсные с тремя питающими и одним заземляющим плоскими контактами (рис. 32, г).

Выпускаются штепсельные розетки (рис. 32, е) для установки над плинтусами (надплинтусные), которые в целях безопасности снабжены поворотной шайбой для подключения вилки только после ее поворота на определенный угол, что повышает их безопасность. Нижняя часть этих розеток выполняет функции ответвительной коробки. Для установки на электротехническом плинтусе применяют специальные штепсельные розетки с плоскими контактами (рис. 32, ж), рассчитанные на одновременное подключение двух вилок.

Установка штепсельных розеток в помещениях запираемых складов, содержащих горючие материалы или материалы в сгораемой упаковке, не допускается. В пожароопасных помещениях классов П-I и П-II допускается установка розеток пыленепроницаемого, а в помещениях класса П-IIа и в наружных установках классаП-III — закрытого исполнения. Во взрывоопасных помещениях розетки устанавливают вне этих помещений.

Розетки, имеющие пластмассовые корпуса и предназначенные для открытой установки, в помещениях с нормальной средой устанавливают путем крепления их шурупами к деревянным розеткам толщиной 10 мм.

Розетки для скрытой установки размещают в стальных или пластмассовых коробках, оставляя в них запас провода 5-6 см. Розетки крепят в коробках распорными лапками, закрутив до упора винты.

Розетки ставят на высоте 0,3—0,8 м от пола в жилых помещениях, надплинтусные розетки — у плинтуса.

Какие выключатели применяют для электропроводок и как осуществляется их установка?

Выключатели и переключатели служат для коммутации электрических цепей освещения и бытовых приборов. Они бывают различной конструкции: поворотные, перекидные, одно- и двухклавишные, с тяговым шнурком. Их изготовляют защищенного исполнения для открытой (рис. 33) и скрытой (рис. 34) установок и в брызгозащищенном исполнении для открытой установки. Наибольший нормальный ток выключателей 6 А (для металлокерамических контактов 10 А).

Место установки выключателей зависит от их конструкции и характера помещения.

Выключатели и переключатели для общего освещения устанавливают в доступных местах, обычно на стенах помещений, сбоку от дверных проемов со стороны дверной ручки на высоте 1, 5 м.

Выключатели для светильников, установленных в сырых и особо сырых помещениях (в том числе и санузлах), рекомендуется выносить в смежные помещения с лучшими условиями среды. Выключатели для светильников, установленных в кладовых, вентиляционных камерах и других нормально запираемых помещениях, как правило, устанавливают перед входом в эти помещения.

В пожароопасных помещениях классов П-I и П-II допускается установка выключателей, переключателей пыленепроницаемого, а в помещениях класса П-IIа и в наружных установках класса П-III — закрытого исполнения. Во взрывоопасных помещениях выключатели устанавливают вне этих помещений.

Выключатели, имеющие пластмассовые корпуса и предназначенные для открытой установки, в помещениях с нормальной средой устанавливают путем крепления их шурупами к деревянным розеткам толщиной 10 мм.

Выключатели для скрытой установки размещают в стальных или пластмассовых коробках, оставляя в них запас провода 5—6 см. Выключатели крепят в коробках распорными лапками, закрутив до упора винты.

Одноклавишные выключатели устанавливают таким образом, чтобы контакты для подключения проводов находились снизу.

Выключатели герметического исполнения при открытой установке крепят на стене или на стальных скобах.

Рис. 34. Выключатели для скрытой установки:

а, б, в, д - клавишные сдвоенные; г - одинарный; е - строенный

Какие коробки применяют для электропроводок?

Коробки применяют для изоляции мест соединений, ответвлений проводов, кабелей осветительных и силовых сетей, а также для встраивания и крепления внутри них выключателей, переключателей и штепсельных розеток при скрытой проводке. Для открытых проводок применяют коробки защищенного, пыленепроницаемого и брызгозащищенного исполнения, а для скрытых проводок — защищенного исполнения.

Для ответвлений и соединений проложенных открыто проводов марок АПН, ППВ, АППВ, АТПРФ сечением до 2, 5 мм^2 применяют пластмассовые коробки У419, У420 защищенного исполнения. Соединение и ответвление кабелей марок ВРГ, АВРГ, СРГ, АСРГ, АНРГ и др. сечением до 2х4 мм^2, прокладываемых открыто (без труб) во взрывоопасных помещениях и наружных установках, производят в пластмассовых коробках У409 пыленепроницаемого исполнения. Для проводок, выполненных в сырых и пыльных помещениях кабелем с резиновой или пластмассовой изоляцией, и проводок в открыто проложенных неметаллических трубах с жилами сечением до 6 мм^2 используют пластмассовые коробки КОР-73, КОР-74 в брызгозащищенном исполнении. Ответвления от силовой и осветительной магистрали, выполненной кабелем или проводами, закрепленными на проволоке диаметром до 8 мм, а также специальными тросовыми проводами сечением до 10 мм^2, производят в металлических коробках У245, до 35 мм^2 - У246.

Ответвления и соединения проводов марок АППВ, АППВС, ППВ, ППВС, АПН, АПВ и ПВ, проложенных скрыто, выполняют в пластмассовых коробках У191, У194 и У197, У198, КСТ-15, имеющих стальной корпус и пластмассовую крышку. Для установки выключателей и штепсельных розеток применяют стальные коробки У196 цилиндрической и КП-4 - прямоугольной формы.

Для выполнения соединения жил проводов и кабелей, для подключения установочной аппаратуры в коробках оставляют концы длиной 5—6 см.

Как выполнить соединение, оконцевание жил провода (кабеля) и подключение к зажимам аппаратов?

Соединение алюминиевых жил должно быть выполнено опрессовкой или сваркой, допускается соединение проводников пайкой. Провода сечением более 10мм^2 запрещается соединять скруткой.

Опрессовку алюминиевых проводов производят следующим образом. Концы проводов освобождают от изоляции, зачищают металлической щеткой или ножом до блеска и вводят в алюминиевую гильзу, наполненную цинковазелиновой или кварцевазелиновой пастой. Гильзу с проводами опрессовывают клещами. Опрессовку предварительно скрученных однопроволочных жил сечением 2, 5 — 10 мм^2 можно производить специальными клещами типа КСП без применения гильзы и пасты.

Сварку алюминиевых проводов и кабелей сечением 4—10 мм^2 производят специальными клещами. Напряжение 6—12 В подводят от трансформатора мощностью 0, 5—1 кВА. Ток сварки (до 100 А) регулируют переключением отпаек трансформатора. Сварку производят с применением флюса АФ-44 угольным электродом при помощи обжимки и плоскогубцев (рис. 35, а) или скруткой с последующей сваркой угольным электродом (рис. 35, б).

Многопроволочные алюминиевые провода сечением 16—25 мм^2 соединяют сваркой при помощи специальной разъемной формы, угольного электрода, паяльной лампы или горелки и присадочного алюминиевого прутка.

Припайке проводов сечением 4—10мм^2 снимают изоляцию с концов жил, зачищают их ножом, стальной щеткой или наждачной бумагой до блеска и скручивают. Место соединения нагревают пламенем горелки или паяльной лампы и облуживают специальными припоями типа А, Б и кадмиевым. Флюс при этом не нужен. При применении мягких припоев типа АВИА-1 и АВИА-2 (температура плавления 200°С) применяют флюс АФ-44. Места пайки обязательно очищают от остатков флюса, протирают бензином, покрывают влагонепроницаемым (асфальтовым) лаком, а затем изоляционной лентой, которую также покрывают лаком.

Медные однопроволочные и многопроволочные провода сечением до 10 мм2 соединяют скруткой (рис. 35, в, г) с последующей пропайкой места соединения припоями ПОС-30 (30% олова и 70% свинца), ПОС-40 и канифолью в качестве флюса. Применять кислоту или нашатырь при пайке нельзя. Места соединения скруткой должны быть длиной не менее 10—15 наружных диаметров соединяемых жил.

Опрессовку медных проводов производят следующим образом. Провода зачищают от изоляции на длину 25—30 мм и укладывают параллельно внахлестку. Сложенные концы туго обертывают двумя слоями медной фольги толщиной 0, 2—0, 3 мм и спрессовывают. При качественно выполненной опрессовке провода и фольга не имеют обрывов.

Оконцевание проводов под винтовой зажим осуществляют в виде кольца, а под плоский зажим — в виде стержня (рис. 36, а).

При сечении провода до 4 мм^2 включительно оконцевание в виде кольца выполняют следующим образом. С конца провода снимают изоляцию на

Рис. 35. Соединение проводов: а — сваркой алюминиевых проводов при помощи обжимки и плоскогубцев; б — сваркой предварительно скрученных медных или алюминиевых жил при помощи угольного электрода; в — скруткой и облуживанием медных или алюминиевых жил; г ~ скруткой и пропайкой медных, многопроволочных жил; 1— держатели электродов; 2 — угольные электроды

длине, достаточной для выполнения кольца. Жилу жесткого провода закручивают в кольцо по часовой стрелке, а гибкого провода — в стержень, а затем в кольцо и облуживают (рис. 36, б, в).

Оконцевание провода в виде стержня производят следующим образом: с конца провода удаляют изоляцию; для гибкого провода стержень скручивают и облуживают. При сечении жил 6 мм^2 и больше оконцевание. Производят кабельными наконечниками.

Лучшим способом оконцевания является оконцевание наконечниками типа Т (трубчатый), ТА (трубчатый алюминиевый) и ТАМ (трубчатый медно-алюминиевый) способом местного вдавливания пресс-клещами ПК-1 для жил сечением до 50 мм^2.

Рис. 36. Оконцевание жил проводов под винтовой и плоский зажимы: а — жесткий провод; б, в — гибкий провод

Особенность опрессования. оконцеваний и соединений алюминиевых жил в отличие от медных заключается в применении кварцевазелиновой пасты, а также в выполнении наконечников и соединительных гильз из чистого алюминия с увеличенными в длину и толщину стенками трубчатой части и большей площадью опрессования.

Переход между трубчатой частью кабельного наконечника и изоляцией провода изолируют полихлорвиниловой трубкой или лентой.

Присоединению проводов к зажимам аппаратов должно предшествовать оконцевание провода (в виде кольца или стержня).

Присоединение к одному контактному зажиму более 2 проводов запрещается. Зажимы должны соответствовать величине номинального напряжения и тока. Зажимные винты рассчитаны на присоединение проводов следующих сечений: в зажимах до 10 А — двух проводов сечением до 4 мм^2 без наконечников; в зажимах до 25 А — двух проводов сечением до 6 мм^2 без наконечников; в зажимах до 60 А - двух проводов сечением до 6 мм^2 без наконечников и одного провода сечением 10 или 16 мм^2 с наконечником.

Винтовой зажим, к которому присоединяются алюминиевые жилы, должен иметь устройство, ограничивающее возможность раскручивания колечка и не допускающее ослабления контактного давления вследствие текучести алюминия.

Колечко алюминиевого однопроволочного провода перед вводом под контакт зачищают и смазывают кварцевазелиновой или цинковазелиновой пастой. На присоединяемые провода надевают хлорвиниловые трубки, на которые дихлорэтановыми чернилами наносят маркировку провода.

Присоединение проводов к аппаратам, имеющим контактные лепестки, производят пайкой. Спаянные монтажные соединения должны обеспечивать надежность электрического контакта и необходимую механическую прочность. Основным материалом для пайки является припой ПОС-40, а для ответственной аппаратуры — ПОС-61. Припой рекомендуется применять в виде трубок с канифольным наполнением или проволоки диаметром 1—3 мм. Флюсом служит раствор канифоли в спирте, а также канифоль сосновая высшего или первого сорта.

Kак выполнить ввод в здание?

Вводы воздушных линий электропередачи в здания делят на два участка: ответвление от воздушной линии до ввода — участок проводов от опоры ВЛ до ввода в здание; ввод в здание — участок от изоляторов на наружной стене здания до вводного устройства внутри здания. Если расстояние от опоры ВЛ до здания больше 10 м, то для ослабления натяжения проводов необходимо устанавливать подставную опору.

Ответвление от воздушной линии до ввода в строения длиной до 25 м, а также внутридворовые сети следует выполнять изолированными проводами или кабелем, проложенным на тросу или в земле. Сечение проводов в ответвлении должно быть не менее 6 мм^2 (при длине до 10 м не менее 4 мм^2) для меди и не менее 16 мм^2 для алюминия. Сечение жил кабеля — не менее 4 мм^2 для алюминия и 2, 5 мм^2 для меди. Расстояние от проводов ответвления до земли должно быть не менее 6 м, в проезжей части и внутри дворов не менее 3, 5м, а

Рис. 37. Схема ответвлений от воздушной линии 0, 38 кВ и вводов в здания: 1 — ввод; 2 — ответвление; 3 — трубостойка; 4 — опора; 5 — дорога; 6 — дополнительная (подставная) опора; 7 — тротуар

расстояние от земли до изолятора ввода в здание — не менее 2, 75 м (рис. 37).

Ответвления от ВЛ выполняют также кабельными линиями. В этом случае кабель прокладывают по опоре до перехода его в траншею. От случайных механических повреждений кабель защищают трубой или другой конструкцией на высоту до 2 м.

Провода наружной электропроводки располагаются или ограждаются таким образом, чтобы они были недоступны для прикосновения. Провода, проложенные открыто горизонтально по стенам, должны находиться на расстоянии не менее: над балконом, крыльцом - 2, 5 м; над окном - 0,5 м;

под балконом - 1,0 м; под окном (от подоконника) - 1, 0 м; при вертикальной прокладке - до окна - 0, 75 м, а до балкона - 1, 0 м.

При подвеске проводов на опорах около зданий расстояние от проводов до балконов и окон должно быть не менее 1, 5 м.

Вводы через стены зданий получили широкое применение, они просты в исполнении, всегда находятся в поле видимости, удобны при обслуживании. При вводе в здание изоляторы устанавливают на крюках (рис.38,б). Расстояние между проводами у вводов, а также расстояние от проводов до выступающих частей зданий должно быть не меньше 200 мм.

Концевые крепления алюминиевых многопроволочных проводов марок А-25... А-50 выполняют плашечными зажимами типа ПАБ с оставлением конца провода длиной не менее 200 мм для подключения ввода (рис. 38, в). Допускается концевое

крепление проводов выполнять бандажной вязкой с соблюдением размеров и числа витков, указанных на рис. 38, г. Недопустимо присоединение провода ввода непосредственно к натянутому проводу

Рис. 38. Монтаж элементов ввода: а - конструкция прохода через стену; б — установка крюков и изоляторов; в — крепление провода к изолятору зажимом; г — крепление провода к изолятору вязкой; 1 — цементный раствор; 2 — проволока; 3 — крюк; 4 — изолятор; 5 — вязка; 6 — провод для присоединения ввода; 7 — зажим ОАС; 8 — провод ввода; 9 — зажим ПАБ; 10 — втулка;11 - трубка; 12 - цементно-алебастровый раствор; 13 - воронка

ответвления, так как это способствует обрыву проводов ответвления.

Вводы в здания выполняют только изолированными проводами. Каждый провод заключают в отдельную резиновую изоляционную трубку, как показано на рис. 38, а. На концы трубок с наружной стороны здания устанавливают фарфоровые воронки таким образом, чтобы они находились на одной оси и были разнесены одна от другой в кирпичных стенах на 50 мм, в деревянных стенах на 100 мм. Внутри здания на трубки надевают втулки. Отверстия в стене заделывают алебастровым или цементным раствором. Проходы через стены в трубках должны выполняться с уклоном наружу, таким образом, чтобы вода не могла скапливаться в проходе или попадать внутрь здания. После прокладки проводов входные отверстия воронок и втулок заливают изоляционной массой, битумом.

Ввод в строение следует выполнять кабелем в негорючей оболочке сечением не менее 4 мм^2 для алюминия и 2, 5 мм^2 для меди или изолированными проводами тех же сечений.

Вводы через трубостойки выполняют в тех случаях, когда высота здания не позволяет обеспечить установленные ПУЭ вертикальные габаритные размеры. По способу закрепления и прохода внутрь здания трубостойки различают: ввод трубостойкой через стену; ввод трубостойкой через крышу.

Ввод трубостойкой через стену (рис. 39) более удобен. При монтаже трубостоек следят за тем, чтобы нижний горизонтальный конец трубы был установлен с уклоном 5° наружу, в нижней точке изгиба просверливают отверстие диаметром 5 мм для выхода влаги.

Ввод трубостойкой через крышу применяют в том случае, если расстояние от поверхности земли до низа трубостойки, устанавливаемой на стене, оказывается меньше 2 м. Особое внимание

. Рис. 39. Ввод трубостойкой через стену: 1 - крыша, 2 -оттяжка; 3 - изоляторы; 4 - трубостойка; 5 - болт зануления; 6 - кронштейн

уделяют качеству монтажа прохода через кровлю и его гидроизоляции.

Перед установкой в трубостойку затягивают стальную проволоку для последующего протягивания проводов. Верхний конец трубостойки двумя оттяжками из круглой стали диаметром 5 мм крепят к стене или к стропилам крыши.Все болтовые крепления вводов должны выполняться с применением пружинящих шайб, предохраняющих гайки от самооткручивания при раскачивании трубостоек и проводов ветром. Болтовые соединения смазывают защитной смазкой или техническим вазелином. Расстояние от самого нижнего проводника ввода через трубостойку до крыши должно быть не меньше 2, 5 м. Запрещается прокладывать голые или изолированные провода по крышам жилых домов.

Вводы в здания кабелем. От опоры до стены здания кабель прокладывают в траншее глубиной 0, 7 м. В фундаменте здания пробивают отверстие для ввода кабеля. Ввод выполняют в трубе. Диаметр труб выбирают из расчета 1, 5—2 диаметра кабеля, но не меньше 50 мм. Укладывают трубы с уклоном наружу в траншею и гидроизолируют так, чтобы исключить попадание воды в здание. Глубина заложения труб не менее 0, 5 м. С внутренней стороны здания труба должна выступать на 50 мм, а с наружной на 600 мм от фундамента.

В одной трубе прокладывают только один кабель. Если в здание вводится или выводится несколько кабелей, то число труб должно соответствовать их количеству. Кабели, прокладываемые вдоль здания, должны размещаться в траншее не ближе 0, 6 м от фундамента. У ввода в здание в траншее всегда оставляют запас кабеля (примерно 1 м) на случай повторной разделки концов, который укладывают полукругом с радиусом 1 м (запрещается запас укладывать кольцами). Глубина заложения не менее 500 мм с обязательным покрытием кирпичом или бетонными плитами. Места выхода кабеля из трубы уплотняют раствором цемента с песком, глиной или кабельной пряжей, смоченной маслом.

Kак изготовить трубостойку?

Для трубостоек используют водогазопроводные трубы, внутренний диаметр которых из условий механической прочности должен быть не менее 20 мм при вводе двух проводов и не менее 32 мм -четырех. Верхний конец трубостойки загибают на 180°, чтобы в нее не могла попасть влага. К трубе под изгибом приваривают траверсу с двумя штырями для установки вводных изоляторов. Для траверс к трубостойкам диаметром 20 мм используют стальной уголок длиною 500 мм сечением 45х45х5. На трубостойке приваривают болт для зануления (соединения нулевой жилы с металлической трубой), который для предохранения от коррозии смазывают техническим вазелином. Острые края трубы обрабатывают напильником, чтобы не повредить о них изоляцию проводов при затягивании. Ближе к изгибу приваривают кольцо (гайку), в котором закрепляют проволочную оттяжку, для компенсации усилия натяжения проводов ответвления от воздушной линии. Внутреннюю поверхность трубы окрашивают.

Какими приборами осуществляется учет электрической энергии?

Учет израсходованной электрической энергии осуществляется счетчиком электрической энергии. В электроустановках промышленной частоты тока применяют счетчики индукционной системы.

Счетчики электрической энергии в зависимости от их конструкции, назначения и схемы включения изготавливают различных типов и маркируют буквами и цифрами, которые означают: С— счетчик; А—активной энергии; Р—реактивной энергии; О—однофазный; 3 и 4—для трехпроводной или четырехпроводной сети; У—универсальный;

И—индукционной измерительной системы; три следующие цифры характеризуют конструктивное исполнение счетчика. Буквы после них означают:

П—прямоточный (для включения без трансформаторов тока), Т— в тропическом исполнении, М— модернизированный. Например, СА4-И672М 380/220 В —счетчик активной энергии трехфазный, индукционной измерительной системы, модернизированный на линейное напряжение 380 В ток в сети 5А.

Учет электроэнергии однофазного тока производится с помощью однофазных счетчиков (рис. 40), а трехфазного тока — с помощью трехфазных счетчиков. В сетях 220 В, в которых предусматривается длительная работа в режиме неравномерных нагрузок фаз, следует применять трехэлементные четырехпроводные счетчики.

Класс точности счетчиков электроэнергии — 2. Счетчики должны быть непосредственного включения и иметь пломбу с клеймом госповерителя давностью на момент установки не более:

Рис. 40. Общий вид и подключение однофазного счетчика:

Ф — фазный провод; N — нулевой провод

трехфазные — 12 месяцев, однофазные — 2 лет. В жилых зданиях квартирного типа следует устанавливать один однофазный счетчик на каждую квартиру.

В жилых домах, принадлежащих гражданам на правах личной собственности, допускается установка трехфазных счетчиков по специальному разрешению энергоснабжающей организации, при этом на осветительную нагрузку устанавливается однофазный счетчик.

Подключение счетчиков в сеть производится в соответствии с принятой схемой (на внутренней стороне крышки зажимной коробки), соблюдая последовательность фаз.

Какие требования необходимо соблюдать при подключении счетчиков?

Приборы учета расхода электроэнергии устанавливаются на высоте 1, 4—1, 7 м от пола. Тип и количество устанавливаемых электросчетчиков в частных владениях граждан определяются проектом и зависят от вида тарифа на потребляемую энергию. Перед трехфазным счетчиком обязательно устанавливают отключающий аппарат (рубильник, автоматический или пакетный выключатель и т. п.). Приборы учета, отключающие аппараты и при необходимости другие устройства должны быть опломбированы. Приборы учета рекомендуется устанавливать в отапливаемом помещении, в противном случае предусматривается подогрев счетчика в зимнее время.

При монтаже электропроводки для присоединения счетчиков около счетчиков необходимо оставлять концы длиной не менее 120 мм. Оболочка нулевого провода на длине 100 мм перед счетчиком должна иметь отличную окраску или специальную метку. В электропроводке к счетчикам паек не допускается.

Сечения проводов и кабелей, присоединяемых к счетчикам, должны быть не менее 4 мм^2 для алюминия и 2, 5 мм^2 для меди.

Для безопасной установки и замены счетчиков должна предусматриваться возможность отключения счетчика установленными до него коммутационным аппаратом или предохранителями. Снятие напряжения должно предусматриваться со всех фаз, присоединяемых к счетчику.

При трехфазном вводе автоматические выключатели, магнитные пускатели, электросчетчики, а также другую защитную и пусковую аппаратуру рекомендуется помещать в шкафу. Шкаф должен быть металлический, жесткой конструкции, исключающий вибрацию и сотрясение аппаратуры, а также иметь уплотнения, исключающие попадание влаги.

Конструкции и размеры шкафов, ниш, щитков и т. п. должны обеспечивать удобный доступ к зажимам счетчиков и трансформаторов тока. Кроме того, должна быть обеспечена возможность удобной замены счетчика и установки его с уклоном не более 1°. Конструкция крепления должна обеспечивать возможность установки и съема счетчика с лицевой стороны.

Kак выполнить монтаж группового щитка?

Однофазные счетчики устанавливаются на металлических щитках. Квартирные щитки предназначены для распределения электрической энергии, защиты от перегрузок, токов короткого замыкания, а также для учета электроэнергии.

Квартирные щитки типа ЩК-9... ЩК-12 выпускают с резьбовыми предохранителями или автоматическими выключателями типа Пар (рис. 41, а). Квартирные щитки типа ЩК-13... ЩК-16 выпускают с автоматическими выключателями типа АЕ10 (рис. 41, 6). Щитки поставляются в продажу без счетчиков, которые приобретаются дополнительно.

Щиток монтируют после устройства ввода и выполнения внутренней электропроводки.

Сверху щитка имеются четыре заводские наметки, одну из которых открывают для ввода проводов комнатной электропроводки. Два одножильных провода с предварительно надетыми изоляционными трубками оконцовывают колечком и подключают к нижним зажимам предохранителей. Вторые концы их выводят на лицевую панель через второе и четвертое отверстия в щитке для подключения к счетчику. Провода ввода выводят через первое (фазный) и третье (нулевой) отверстия. В таком виде щиток устанавливается на опорном основании вертикально по отвесу так, чтобы закрывались вводные втулки, и крепится шурупами. Провода на щитке загибают вверх, обрезают на уровне горизонтальных шлицов для крепления счетчика и снимают с концов жил изоляцию на длине 20—25 мм. Отверткой ослабляют прижимы на зажимной колодке, вводят в них концы проводов и

Рис. 41. Общий вид и электрическая схема квартирных щитков:

а - ЩК-9... ЩК12; б - ЩК-13, ЩК-15; 1 - щиток; 2 - резьбовые предохранители; 3 - автоматические выключатели АЕ10;

4 — счетчик электрической энергии

снова прижимают. Счетчик крепят к щитку тремя винтами и закрывают крышкой зажимную колодку. Отрезают излишки проводов электропроводки, запитывающейся от щитка, надевают изоляционную трубку, зачищают концы жил, оконцовывают колечком, вводят в открытое отверстие в щитке и подключают к верхним зажимам предохранителей. На колодки предохранителей устанавливают защитные крышки, крепят их винтовыми пластмассовыми шайбами и ввинчивают пробки.

Какие применяют виды электропроводок и способы прокладки?

Электропроводка — совокупность проводов и кабелей с относящимися к ним креплениями, поддерживающими защитными конструкциями и деталями.

Виды электропроводок

1. Открытая электропроводка — проложенная по поверхности стен, потолков и другим строительным элементам зданий и сооружений.

При открытой электропроводке применяются следующие способы прокладки проводов и кабелей: непосредственно по поверхности стен, потолков и т. п., на струнах, тросах, роликах, изоляторах, в трубах, коробах, гибких металлических рукавах, на лотках, в электротехнических плинтусах и наличниках, свободной подвеской и т. п.

Открытая электропроводка может быть стационарной, передвижной и переносной.

2. Скрытая электропроводка — проложенная внутри конструктивных элементов зданий и сооружений ( в стенах, полах, фундаментах, перекрытиях, а также по перекрытиям в подготовке пола, непосредственно под съемным полом и т. п.).

При скрытой электропроводке применяются следующие способы прокладки проводов и кабелей: в трубах, гибких металлических рукавах, коробах, замкнутых каналах и пустотах строительных конструкций, в заштукатуриваемых бороздах, под штукатуркой, а также замоноличиванием в строительной конструкции при их изготовлении.

Наружная электропроводка — проложенная по наружным стенам зданий и сооружений, под навесом и т. п., а также между зданиями на опорах (не более четырех пролетов длиной до 25 м каждый) вне улиц, дорог и т.п.

Наружная электропроводка может быть открытой и скрытой.

Какие провода и кабели применяют при монтаже электропроводок и подключении электрооборудования?

Провод — одна неизолированная или одна и более изолированных жил, поверх которых в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может иметься неметаллическая оболочка, обмотка или оплетка волокнистыми материалами или проволокой.

Кабель — одна или более изолированных жил (проводников), заключенных, как правило, в металлическую или неметаллическую оболочку, поверх которой в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может иметься соответствующий защитный покров, в который может входить броня.

Структура условного обозначения установочных проводов:

Шнур — две или более изолированных гибких или особо гибких жил сечением до 1, 5 мм2, скрученных или уложенных параллельно, поверх которых в зависимости от условий эксплуатации могут быть наложены неметаллическая оболочка и защитные покрытия.

Шнур предназначен для подключения электрических бытовых приборов к электрической сети.

Характеристики проводов и кабелей представлены в таблице 13.

Таблица 13. Провода и кабели, применяемые в электропроводках

Kак определить сечение жил проводов и кабелей для питания

электрооборудования?

Сечение проводов и кабелей напряжением до 1000 В определяют исходя из двух условий:

1) по условию нагревания длительным расчетным током

Iдоп > Iр,

где Iдоп — длительно допустимый ток для принятого сечения провода или кабеля и условий его прокладки. Приводятся данные в ПУЭ или справочной литературе,

Ip — расчетный ток, А;

2) по условию соответствия сечения провода аппарату защиты

Iдоп > Кз • Iн.пл, где Кз - коэффициент защиты;

Iн.пл. — номинальный ток плавкой вставки, А.

Кз = 1,25 при защите проводников с резиновой и пластмассовой изоляцией во взрыво- и пожароопасных, торговых и т.п. помещениях плавкими предохранителями и автоматическими выключателями; при защите этих же проводников в невзрыво- и непожароопасных помещениях Кз = 1,0.

Осветительные проводки дополнительно рассчитывают на потерю напряжения.

Допустимые длительные токовые нагрузки на провода и кабели, а также выбор пусковой и защитной аппаратуры, проводов и кабелей для отдельно устанавливаемых электродвигателей находят по справочникам.

Kак выбрать марку провода или кабеля для электропроводки?

Способы выполнения электропроводок в различных условиях определяются ПУЭ, а рекомендуемые при этом марки проводов и кабелей — Руководством по выбору и применению проводов для силовых и осветительных сетей, а также Едиными техническими указаниями по выбору и применению электрических кабелей.

Таблица 14. Марки проводов и кабелей в зависимости от вида и способа прокладки электропроводок

Рекомендуемые марки проводов и кабелей для различных помещений в зависимости от вида электропроводок и способа их прокладки приведены в таблице 14.

Kак зависят вид и способ электропроводки от характера помещений?

В сухих отапливаемых помещениях (жилых комнатах, отапливаемых складах, подсобных помещениях, где относительная влажность не превышает 60%) разрешаются все виды проводок. В сухих неотапливаемых и влажных помещениях (к последним относятся помещения, где пары или конденсирующаяся влага выделяются лишь временно в небольших количествах и где относительная влажность больше 60%, но не превышает 75%: кухни в жилых помещениях, лестничные клетки, неотапливаемые склады и т. п.) запрещены, скрытые проводки в изоляционных трубках. В пыльных помещениях (выделяемая по технологическим условиям пыль может оседать на проводах, проникать внутрь машин и аппаратов) разрешена открытая проводка изолированными проводами в изоляционных трубках с тонкой металлической оболочкой, открытая и скрытая проводки изолированными проводами в стальных трубах, кабелем.

К сырым относятся помещения, где относительная влажность длительно превышает 75%: овощехранилища, туалеты. К особо сырым относятся помещения с относительной влажностью воздуха до 100%, когда потолок, стены, полы и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой. Особо сырыми являются теплицы, парники, наружные установки под навесом, в сараях, в неотапливаемых временных помещениях. Здесь возможна открытая или скрытая проводка изолированными защищенными или незащищенными проводами в трубах, кабелем.

Есть много помещений особо сырых с химически активной средой: помещения, где содержатся животные. В таких помещениях выполняют открытые или скрытые проводки изолированными защищенными или незащищенными проводами в трубах или кабелем.

В пожароопасных помещениях выполняют открытые проводки изолированными проводами на изоляторах или в трубах, скрытые - изолированными проводками в стальных трубах, кабелем.

К взрывоопасным относятся хранилища нефтепродуктов. Здесь все проводки (открытые и скрытые) монтируют изолированными проводами в стальных трубах; разрешена открытая прокладка небронированных кабелей с резиновой изоляцией в свинцовой или поливинилхлоридной оболочке для осветительных сетей при напряжении не более 250 В по отношению к земле при отсутствии механических и химических воздействий.

Kак выполнить монтаж внутренней электропроводки плоскими проводами?

Скрытые электропроводки плоскими проводами выполняют: по несгораемым основаниям, подлежащим затирке или покрываемым мокрой штукатуркой (соответственно в заштукатуриваемой борозде или под штукатуркой), по сгораемым основаниям, покрываемым мокрой штукатуркой, стенам и перегородкам (под слоем штукатурки с подкладкой под провод слоя листового асбеста толщиной не менее 3 мм или по намету штукатурки толщиной не менее 5мм; асбест или намет штукатурки укладывают поверх дранки, которая может быть вырезана по ширине асбестовой прокладки и выступать не менее чем на 10 мм с каждой стороны провода); в каналах и пустотах строительных конструкций; закладкой в несгораемые строительные конструкции при изготовлении их на заводах строительной индустрии. Запрещается прокладка и монтаж плоских проводов при температуре ниже -15°С.

Горизонтальную прокладку проводов по стенам осуществляют, как правило, параллельно линиям пересечения стен с потолком на расстоянии 100—200 мм от потолка или 50—100 мм от карниза или балки. Магистрали штепсельных розеток рекомендуется прокладывать по горизонтальной линии. Спуск и подъем проводов к светильникам, выключателям и штепсельным розеткам выполняют по вертикальным линиям. По перекрытиям плоские провода прокладывают по кратчайшим расстояниям между ответвительными коробками и

светильниками, в местах, где исключена возможность их механического повреждения, или в каналах плит. Запрещается прокладка плоских проводов пакетами или пучками. Пересечения плоских проводов между собой следует избегать. При необходимости пересечения изоляцию проводов в этом месте усиливают тремя-четырьмя слоями прорезиненной или поливинилхлоридной липкой ленты или изоляционной трубкой. Расстояние от открыто проложенных внутри зданий проводов и кабелей, а также от соединительных коробок скрытых проводок до стальных трубопроводов при параллельной прокладке должно быть не менее 100 мм, а при пересечении не менее 50 мм. Расстояние до трубопроводов с горючими жидкостями и газами соответственно не менее 400 и 100 мм.

При повороте трассы проводки на угол 90° в плоскости стены и потолка плоские провода изгибают по плоской стороне на угол 90° без разрезания разделительной пленки (при этом жилы не должны плотно прилегать друг к другу) или разрезают посредине разделительную пленку вдоль провода и одну жилу отводят внутрь угла в виде полупетли.

При скрытой прокладке в бороздах или пазах плоские провода в отдельных местах «примораживают» алебастровым раствором или прикрепляют скобками, хомутиками из пластмассы, резины, хлопчатобумажной ленты. Запрещается при любом способе скрытой прокладки крепление плоских проводов непосредственно гвоздями.

Соединение и ответвление плоских проводов выполняют сваркой, опрессовкой, пайкой или зажимами в ответвительных коробках.

При скрытой прокладке допускается выполнять ответвление плоских проводов во вводных коробках выключателей, штепсельных розеток и светильников.

В несгораемьк стенах и перекрытиях сухих и влажных помещений в качестве ответвительных коробок могут использоваться гнезда (ниши) с гладкими стенками, закрытые крышками.

Присоединения и ответвления плоских проводов, прокладываемых скрыто, выполняют с запасом провода длиной не менее 50 мм.

В металлических коробках и местах ввода плоских проводов устанавливают втулки из изолирующего материала или на провод дополнительно накладывают три-четыре слоя изоляции из прорезиненной или липкой поливинилхлоридной ленты.

На проводах, подключаемых к зажимам выключателей, штепсельных розеток, настенных патронов, разделительную пленку удаляют лишь на участке, необходимом для присоединения.

Технологический процесс монтажа внутренней проводки условно делят на две стадии: подготовительную и основную. Во время подготовительной стадии выполняют разметочные и заготовочные работы, во время основной прокладывают провода и выполняют необходимые соединения.

Разметочные работы выполняют непосредственно на объекте монтажа. Они позволяют уточнить трассы проводок и проходов последних через стены и междуэтажные перекрытия, трассы заземлений, места пересечения линий проводки между собой и с трубопроводами различного назначения, места крепления светильников, выключателей, штепсельных розеток, проводов или труб, в которых прокладывают провода, а также места установки коробок. Заготовочные работы заключаются в пробивке сквозных и гнездовых отверстий, в подготовке борозд для обхода препятствий, в установке закладочных частей, крепежных и изолирующих опор и деталей, в прокладке труб и трубок для проводов.

Прокладка проводов предусматривает: правку проводов путем протягивания провода через сухую тряпку, зажатую в руке; заготовку концов проводов и протягивание их в коробки; прокладку проводов по стенам с «примораживанием» их алебастровым раствором.

Прозвонку выполняют после затвердевания алебастрового раствора в местах крепления проводов и коробок.

Как выполнить монтаж проводок в трубах?

Электропроводки в трубах выполняют с целью их защиты от механических повреждений или от воздействия окружающей среды (например, сырость, взрывоопасные смеси, химически активные газы).

Для электропроводок применяют: стальные обыкновенные водогазопроводные трубы; полиэтиленовые и полипропиленовые трубы; винипластовые трубы; металлические гибкие провода.

Работы по монтажу электропроводок в трубах выполняют в две стадии. Сначала отмечают расположение концов труб, подходящих к щитам, электроприемникам, аппаратам управления. Затем размечают трассы электропроводок, места установки коробок, углы поворотов, точки крепления.

Стальные трубы сначала осматривают, отбраковывают мятые, выправляют гнутые; очищают от грязи, ржавчины металлической щеткой; окрашивают внутри и снаружи. Затем трубы размечают и режут ножовкой; нарезают резьбу; снимают заусенцы напильником. Диаметр труб для конкретной электропроводки зависит от количества прокладываемых проводов (кабелей) и их диаметра.

Пластмассовые трубы изгибают только в горячем состоянии при температуре 100—130°С. Неметаллические трубы используют для электропроводок только в помещениях, в которых максимальная температура окружающей среды не превышает 60°С.

Электропроводки в трубах должны монтироваться с учетом условий окружающей среды. Трубы укладывают с уклоном (не нормируется), чтобы не собиралась конденсирующая влага. Соединение труб во взрывоопасных и пожароопасных зонах, в наружных установках, во влажных, сырых и особо сырых помещениях, а также при скрытой прокладке выполняют только на резьбе с паклей и суриком.

Все металлические элементы должны быть защищены от коррозии. Металлические части электропроводок в трубах зануляют или заземляют.

Зануление и заземление электропроводок выполняют гибкой медной перемычкой от трубы к корпусу или через трубу заземляющими гайками.

Перед затягиванием проводов трубопроводы проверяют и продувают воздухом. В трубы затягивают стальную проволоку диаметром 1, 5-3, 5 мм с петлей на конце. Провода выравнивают, протягивая их через зажатую сухую тряпку, присоединяют к проволоке и затягивают два человека в рукавицах — один тянет проволоку, другой с противоположной стороны подает провода в трубу.

В коробках и у концов труб оставляют запас провода для присоединения. Соединение проводов делают только в коробках (в трубах соединять запрещено) и тщательно изолируют. Затем испытывают сопротивление изоляции проводов между собой и между каждым проводом и землей (трубой), норма не менее 0, 5МОм.

Kак выполнить монтаж троссовых проводок(на струнах)?

Тросовыми называют электропроводки, у которых провода или кабели укреплены на натянутом несущем стальном тросе.

Тросовые электропроводки применяют в хозяйственных постройках и в наружных установках как для осветительных, так и для силовых сетей.

Проводки с креплением проводов и кабелей непосредственно к натянутому тросу или проволоке выполняют незащищенными проводами марок АПВ, АПРВ, ПВ и другими, а также кабелями -АВРГ, АВВГ, ВРГ и др.

В качестве несущего троса рекомендуют использовать многопроволочные оцинкованные тросы диаметром 3—6, 5 мм. Трос крепят к строительным основаниям с помощью крюков и натягивают с помощью натяжной муфты.

Крепление проводов и кабелей к тросу выполняют стальными полосками с пряжками или пластмассовыми перфорированными лентами. Расстояние между креплениями не более 500 мм.

Ответвительные коробки для присоединения светильников к проводам и кабелям крепят при помощи скоб непосредственно к тросу. Для ответвления от тросовых проводов устанавливают специальные тросовые коробки типа У-245. Ответвление проводов в коробке выполняют только ответвительными сжимами без разрезания провода. Светильники подвешивают к коробкам на подвесах. Подвешивать светильники на проводах не допускается.

Несущий трос зануляют в двух точках на концах

линий — соединением троса и нулевого провода гибкой перемычкой.

По завершении монтажа до установки ламп в светильники измеряют сопротивление изоляции электропроводки (норма 0, 5 МОм).

Разновидность тросовых проводок — струнные электропроводки. Струну изготавливают из стальной проволоки диаметром 2—4 мм. Ее закрепляют вплотную к строительным основаниям, например, привариванием к закладным деталям или пристреливанием. Струнные проводки применяют для монтажа проводов по железобетонным стенам, балкам и другим конструкциям, где крепление проводок другими способами затруднено.

Kак выполнить электропроводку в чердачных помещениях ?

Обособленную группу представляют электропроводки в чердачных помещениях, к которым относят непроизводственные помещения между верхним этажом здания или потолком и крышей здания, имеющие несущие конструкции из сгораемых материалов (например, кровлю, фермы, стропила, балки и т. п.). Если в таких помещениях несущие конструкции изготовлены из несгораемых материалов, их не рассматривают как чердачные.

Чердачные помещения в большинстве случаев малодоступны для осмотра и обладают повышенной пожарной опасностью. Поэтому чердачные электропроводки имеют свои особенности.

В чердачных помещениях применяют как открытые, так и скрытые электропроводки. Открытые электропроводки, выполненные проводами и кабелями с медными жилами, прокладывают в трубах на любой высоте, а выполненные проводами и кабелями с алюминиевыми жилами - в стальных трубах или несгораемых стенах и перекрытиях, а также в производственных зданиях сельскохозяйственного назначения со сгораемыми перекрытиями. Стальные трубы соединяют друг с другом ответвительными коробками и аппаратами на резьбе, что препятствует проникновению пыли внутрь электропроводки. Защищенные провода и кабели в оболочках прокладывают по несгораемым или трудносгораемым стенам и перекрытиям на любой высоте, незащищенные изолированные одножильные провода — на изоляторах на высоте не менее 2, 5 м (при прокладке на высоте до 2, 5 м провода защищают от прикосновения к ним и механических повреждений).

Скрытые электропроводки прокладывают в стенах и перекрытиях из несгораемых материалов на любой высоте. Выключатели, переключатели и другие коммутационные аппараты в цепях токоприемников устанавливают за пределами чердачных помещений. При монтаже открытых электропроводок незащищенные одножильные провода прокладывают на роликах в сухих и влажных помещениях, а на изоляторах и роликах больших размеров (для сырых мест) — в помещениях всех видов и наружных установках. При этом на роликах для сырых мест допускается применять электропроводки под навесами или в других аналогичных условиях, исключающих попадание на них дождя или снега.

Кабели в неметаллической и металлической оболочках прокладывают непосредственно на поверхности стен, потолков и на струнах, полосах и других незащищенных конструкциях в наружных установках, незащищенные и защищенные одно- и многожильные провода и кабели в неметаллической и металлической оболочках — непосредственно на поверхности стен, потолков и на струнах, полосах и других несущих конструкциях в помещениях всех видов.

Специальные провода с несущим тросом, незащищенные и защищенные одно- и многожильные провода и кабели в металлической и неметаллической оболочках прокладывают на тросах в помещениях всех видов. Для прокладки в наружных установках используют только специальные провода с несущим тросом или кабели. Скрытые электропроводки, как правило, должны быть сменяемыми. Незащищенные провода допускается замоноличивать в строительные конструкции при их изготовлении (или непосредственно на монтаже) для сухих, влажных и сырых помещений. Незащищенные и защищенные одно- и многожильные провода, а также кабели в неметаллической оболочке прокладывают в неметаллических трубах из сгораемых материалов, например из несамозатухающего полиэтилена (исключение составляют изоляционные трубы с металлической оболочкой, стальные трубы и глухие короба с толщиной стенок 2 мм и меньше в сырых, особо сырых помещениях и наружных установках), в замкнутых каналах строительных конструкций, под штукатуркой и помещениях всех видов и наружных установках. Открытыми и скрытыми электропроводками могут быть незащищенные и защищенные одно- и многожильные провода, кабели в неметаллической оболочке, прокладываемые в металлических гибких рукавах, стальных трубах и глухих стальных коробах, неметаллических трубах и глухих коробах из трудносгораемых материалов, а также в изоляционных трубах.

Какие электрические аппараты применяют для защиты электрических сетей от токов короткого замыкания и перегрузки?

Предохранитель — это простейший аппарат, защищающий электрическую сеть от коротких замыканий и значительных перегрузок. Предохранитель состоит из двух основных частей: фарфорового основания с металлической резьбой и смежной плавкой вставки (рис. 42, а) Плавкая вставка рассчитана на номинальные токи 10, 16, 20 А.

Вместо предохранителей могут применяться автоматические выключатели (автоматы). Включают автоматы вручную, а отключать можно вручную и автоматически, в результате срабатывания вмонтированных в корпус расцепителей.

Автоматы с тепловыми расцепителями предназначены для защиты от перегрузок. В качестве теплового расцепителя служит биметаллическая пластинка. При прохождении по ней тока перегрузки она изгибается и приводит в действие расцепляющий механизм, отключающий автомат.

Электромагнитный расцепитель состоит из катушки, сердечника и пружины. Автоматы с электромагнитным расцепителем служат для защиты от коротких замыканий. Ток короткого замыкания, проходя по катушке, содействует втягиванию внутрь ее сердечника, который сжимает пружину и приводит в действие расцепляющее устройство. Автоматы могут иметь тепловой или электромагнитный расцепитель или одновременно тот и другой, т. е. комбинированный. В осветительных сетях вместо предохранителей могут применяться резьбовые автоматические выключатели типа Пар 6, ЗА; 10А и 16А; 250 В (рис.42,б) и автоматические выключатели АЕ10 на 16А; 25А; 250В (рис. 42, в).

Рис. 42. Устройства защиты от токов короткого замыкания и перегрузок: а — предохранитель; б — резьбовой автоматический выключатель Пар; в — автоматический выключатель АЕ10; г — автоматический выключатель АП50Б; 1 — дугогасительная камера; 2 — электромагнитный расцепитель; 3—главные контакты; 4 и 5 — кнопки ручного включения и отключения; 6 — пластмассовое основание

Для защиты трехфазных электрических сетей применяют трехфазные автоматические выключатели серий АЕ20, АП50Б и др. Предпочтительным является применение автоматических выключателей серии АП50Б (рис. 42, г), так как контакты для подключения жил проводов или кабелей закрыты крышкой, что повышает электробезопасность при их обслуживании. Автоматические выключатели АП50Б выпускаются с номинальными токами на 6, 3; 10; 16; 25 и 40 А.

Для нормальной работы защитных аппаратов необходимо определить рабочий ток, по которому производится выбор плавкой вставки предохранителя и выбор выключателя. Для этого необходимо определить мощность потребителей, которые будет защищать этот аппарат. Принято считать, что при однофазной нагрузке на 1 кВт мощности приходится ток, равный 5 А; при трехфазной — на 1 кВт — 3 А. Зная нагрузку, определяют номинальный ток плавкой вставки или автоматического выключателя.

Например, необходимо выбрать защиту для электропроводки в доме и для трехфазного электродвигателя мощностью 3 кВт. Определяем суммарную нагрузку в доме сложением, получаем 2, 2 кВт (2200 Вт). 2, 2 • 5 = 11 А. Номинальный ток плавкой вставки предохранителя или автомата должен быть больше тока рабочего. Выбираем плавкую вставку на 16 А или автомат АЕ с номинальным током на 16 А.

Для электродвигателя: 3 • 3 == 9 А. Выбираем автомат АП50Б на 10 А.

Более точный выбор пускозащитной аппаратуры изложен ниже.

Kак выбрать плавкую вставку предохранителя?

Токи плавких вставок для проводов осветительной сети выбирают по номинальному току

Iл.вст>I ном

При выборе плавких вставок для защиты асинхронных электродвигателей необходимо учитывать, что пусковой ток двигателя в 5—7 раз больше номинального. Поэтому выбирать плавкую вставку по номинальному току нельзя, так как она при пуске электродвигателя перегорит.

Для асинхронных электродвигателей с коротко-замкнутым ротором при небольшой частоте включения и легких условиях пуска (tпуск=5—10с) номинальный ток плавкой вставки можно определить по выражению

Iпл.вст>0,4 Iпуск,

где I — пусковой ток электродвигателя, А.

При тяжелых условиях работы (частые пуски, продолжительность разбега до 40 с)

Iпл.вст > (0,5 - 0,6) Iпуск

Как выбрать автоматический выключатель?

Автоматические воздушные выключатели применяют для защиты участков сети от коротких замыканий, перегрузок или снижений напряжения. Их используют также для нечастых оперативных включений и отключений асинхронных короткозамкнутых электродвигателей. Конструкции автоматических выключателей различаются расцепителями — встроенными устройствами в виде защитных реле для дистанционного отключения. Различают расцепители максимального тока (электромагнитные или тепловые), минимального напряжения (нулевые) и независимые. Электромагнитные расцепители срабатывают практически мгновенно (за 0,02 с), тепловые отключают цепь в зависимости от длительности и силы тока, превышающего уставку теплового расцепителя. При наличии комбинированного расцепителя (то есть электромагнитного и теплового) выключатель мгновенно срабатывает при сверхтоках и с выдержкой времени от перегрузок, определяемой тепловым расцепителем. При снижениях напряжения до 70—30% номинального срабатывает расцепитель минимального, напряжения.

Условия выбора автоматических воздушных выключателей сводятся к следующему:

1) номинальное напряжение выключателя должно соответствовать напряжению сети, то есть

Uн.авт>Uc;

2) номинальный ток автомата должен быть равен рабочему или превышать его: Iн.авт>Ip ;

3) номинальный ток расцепителя автомата

должен быть равен рабочему току (например, электродвигателя) или превышать его: Iн. расц> Ip;

4) правильность срабатывания электромагнитного расцепителя автомата проверяют из условия

Iсраб.расц>1.25Imax

Если применен автомат только с тепловым расцепителем, то по условиям надежной защиты от коротких замыканий необходимо последовательно с ним устанавливать также плавкие предохранители.

Для чего предназначен магнитный пускатель ?

Магнитные пускатели (рис.43) предназначены для дистанционного управления электродвигателями и другими электроустановками. Они обеспечивают нулевую защиту, т.е. при исчезновении напряжения или при его снижении до 50 — 60% от номинального катушка не удерживает магнитную систему контактора и силовые контакты размыкаются. При восстановлении напряжения токоприемник остается отключенным. Это исключает возможность аварий, связанных с самопроизвольным пуском электродвигателя или другой электроустановки. Пускатели с тепловыми реле осуществляют также защиту электроустановки от длительных перегрузок.

Наибольшее распространение получили магнитные пускатели серий ПМЕ, ПМЛ и ПМА.

Изготовляются эти серии в открытом, защищенном, пылеводозащищенном и пылебрызгонепроницаемом исполнении на напряжение 220 и 380 В. Они могут быть реверсивными и нереверсивными. Реверсивные пускатели наряду с пуском, остановом и защитой электродвигателя изменяют направление его вращения.

В магнитные пускатели встраиваются тепловые реле ТРН (двухполюсные) и ТРЛ, РТИ (трехполюсные). Они срабатывают под влиянием протекающего по ним тока перегрузки электродвигателя и отключают его от сети.

Маркировка магнитных пускателей расшифровывается следующим образом: первая цифра после сочетания букв, указывающих на тип пускателя, обозначает величину, которая соответствует определенному значению тока (0 — 6, 3 А; 1 — 10 А;

2 - 25 А; 3 - 40 А; 4 - 63 А; 5 - 80 А; 6 - 125 А);

вторая — исполнение по роду защиты от окружающей среды (1 — открытое исполнение; 2 — защищенное; 3 —пылезащищенное; 4 — пылебрызгонепроницаемое), третья — исполнение (1 — нереверсивный без тепловой защиты; 2 — нереверсивный с тепловой защитой; 3 — реверсивный без тепловой защиты, 4 — реверсивный с тепловой защитой).

Для чего применяется тепловое реле и как его выбрать?

Тепловое реле (рис.43) применяют для защиты электродвигателя от перегрузок.

Тепловое реле и номинальный ток теплового элемента, если нет особых требований к тепловой защите, выбирают с соблюдением следующих условий: максимальный ток продолжительного режима реле должен быть не менее номинального тока защищаемого двигателя; ток уставки реле должен быть равен номинальному току защищаемого двигателя или несколько больше (в пределах 5%); запас на регулировку тока уставки как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения должен быть наибольший. Для этого на шкале уставки оставляют одно-два свободных деления в обе стороны от положения регулятора, соответствующего выбранному току уставки.

Для чего и как выполняют зануление?

Зануление — основная мера защиты от поражения электрическим током в электроустановках напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью источника питания в случае прикосновения к металлическим корпусам электрооборудования и металлическим конструкциям, оказавшимся под напряжением вследствие повреждения изоляции сети или электроустановок.

Всякое замыкание токоведущих частей на зануленные части превращается таким образом в однофазное короткое замыкание, что приводит к отключению аварийного участка сети.

В качестве нулевых защитных проводников могут быть использованы нулевые рабочие проводники, специально предусмотренные проводники (четвертая или третья жила кабеля или провод сети, стальные полосы и т.п.), стальные трубы электропроводки, алюминиевые оболочки кабелей, металлические конструкции зданий, металлические кожухи шинопроводов, все трубопроводы, проложенные открыто, кроме трубопроводов для горючих и взрывоопасных смесей, канализации, центрального отопления и бытового водопровода. По проводимости (сопротивлению) все перечисленные заземлители нулевых проводов должны удовлетворять требованиям ПУЭ. Устанавливать разъединяющие приспособления в цепях нулевых проводников запрещается, кроме тех случаев, когда одновременно отключаются и все токоведущие провода в установке.

Для зануления однофазных бытовых электроплит следует делать ответвление от нулевого рабочего проводника (шины) этажного щитка на вво

де, выполняемое отдельным проводом, площадь сечения у которого такая же, как у фазного. Этот провод должен подключаться к нулевому рабочему проводнику перед счетчиком до отключающего аппарата.

При зануден и и трехфазных электроплит не разрешается использовать нулевой рабочий проводник в качестве зануляющего рабочего проводника.

Для зануления светильников, вводы в которые выполняются защищенным проводом или незащищенными проводами в трубе (металлорукаве) или при скрытой проводке, делают ответвление от нулевого рабочего проводника внутри светильника. При вводе в светильник открытых незащищенных проводов для зануления корпуса светильника следует использовать гибкий провод (ответвление), присоединяемый с одной стороны к нулевому рабочему проводу на неподвижной опоре, а с другой — к заземляющему винту корпуса.

В наружных установках и во взрывоопасных помещениях для зануления нужно использовать свободную жилу кабеля или свободный провод воздушной сети, присоединяемые к нулевому рабочему проводнику в ответвительной коробке, а в помещениях В-1 — в ближайшем групповом щитке.

С целью выравнивания потенциала во всех помещениях и наружных установках, где выполнено зануление, все металлические конструкции трубопровода, корпуса оборудования и т.п. должны быть присоединены к сети зануления.

Kак выполняют заземление?

Заземляющее устройство состоит из заземлителя, заземляющих магистралей и заземляющих проводников. Различают два типа заземлителей: естественные и искусственные.

К естественным заземлителям относятся металлические конструкции зданий и сооружений, надежно соединенные с землей.

В качестве заземляющих проводников используют стальные трубы электропроводок, свинцовые и алюминиевые оболочки кабелей, металлические трубопроводы всех назначений, проложенные открыто. Запрещается использовать для этой цели трубопроводы для горючих и взрывчатых смесей, а также служащие для автопоения скота.

Использование голых алюминиевых проводников для прокладки в земле в качестве заземляющих проводников и заземлителей запрещается.

Все естественные заземлители для большей надежности соединяют с заземляющими магистралями электроустановки не менее чем двумя проводниками, присоединенными к заземлителю в разных местах. Соединение выполняют вблизи от ввода в здание при помощи сварки или хомутов (для труб), контактную поверхность которых облуживают. Трубы в местах накладки хомутов зачищают. Места и способы присоединения проводников выбирают с учетом возможных ремонтных работ трубопроводов. При разъединении трубопроводов должно быть обеспечено непрерывное действие заземляющего устройства.

Если естественные заземлители и заземляющие проводники отсутствуют или если они не обеспечивают необходимого нормированного сопротивления, тогда применяют искусственные заземлители.

В качестве искусственных заземлителей применяют: трубы, угловую сталь, металлические стержни и т. п., горизонтально проложенные стальные полосы, круглую сталь и т. п. В случае опасности усиленной коррозии применяют омедненные или оцинкованные заземлители. Заземлители и заземляющие проводники, проложенные в земле, не должны иметь окраски.

Монтаж наружного контура заземления начинают с разметки трассы и рытья траншей глубиной 0,6—0,8 м (ниже уровня промерзания грунта).

Искусственные заземлители в виде отрезков стальных труб, круглых стержней или уголков длиной 3—5 м забивают в грунт так, чтобы головка электрода оказалась на глубине 0,5 м от поверхности. Заглубленные электроды соединяют друг с другом стальной полосой с помощью сварки. Места сварки покрывают разогретым битумом для защиты от коррозии. От заземлителей отводят магистраль заземления из стальных шин. Уложенные в траншеи заземляющие проводники и заземлители засыпают землей, не содержащей камней, строительного мусора, и плотно утрамбовывают. Количество электродов заземляющего контура зависит в основном от удельного сопротивления почвы, длины и расположения электродов. Для получения сопротивления заземления до 10 Ом необходимо забить от 2 до 30 электродов.

Соединение заземляющих проводников друг с другом и присоединение к конструкциям выполняют сваркой, а подключение к корпусам аппаратов, машин, и т. п. — болтовыми соединениями. При наличии вибрации применяют контргайки, пружинящие шайбы или иные средства против ослабления соединения. Сварочные швы выполняют длиной, равной двойной ширине проводника при прямоугольном сечении или шести диаметрам при круглом сечении. Соединяемые контактные поверхности болтовых соединений зачищают до металлического блеска и покрывают тонким слоем вазелина.

Каждый заземленный элемент электроустановки присоединяют к заземляющей магистрали отдельным проводником. Последовательное соединение этих проводников запрещается.

Заземляющие проводники, расположенные в помещениях, должны быть доступны для осмотра. Для предохранения от коррозии стальные голые провода окрашивают черной масляной краской.

Как измерить сопротивление заземляющего контура?

Для измерения сопротивления заземляющего контура применяют специальный прибор М416.

Для грубых измерений сопротивления заземления зажимы 7 и 2 соединяют перемычкой и подключают прибор к измеряемому объекту по трехзажимной схеме (рис.44,а). При точных измерениях снимают перемычку с зажимов 1 и 2, подключают прибор к измеряемому объекту по четырехзажимной схеме. Эта схема позволяет исключить погрешность, которую вносят сопротивления соединительных проводов и контактов. Перед измерением регулируют прибор в такой последовательности. Ставят его горизонтально и переводят переключатель пределов измерения в положение «Контроль 5 Ом». Нажимают кнопку, вращением рукоятки прибора «Реохорд» устанавливают стрелку индикатора на нулевую отметку. На шкале реохорда должно быть показание 0,35—5 Ом при нормальных климатических условиях и номинальном напряжении источника питания. Прибор располагают около измеряемого заземления. Стержни, образующие вспомогательный заземлитель R5 и потенциальный электрод R3(«Зонд»), устанавливают на расстояниях, данных на рисунке.

Длина стержней в грунте должна составлять не менее 500 мм, обычно 1-1,5 м. Вспомогательный заземлитель и зонд выполняют в виде металлического стержня или трубы диаметром не менее 10 мм.

При испытании заземляющих устройств с сопротивлением растеканию не менее 10 Ом сопротивления вспомогательного заземлителя прини-

Рис.44. Измерение сопротивления заземления: а—с помощью измерителя заземлений типа М416; б—по методу амперметра и вольтметра; 1 — заземлитель, сопротивление которого неизвестно; 2 — заземлитель зонда; 3 — вспомогательный заземлитель; 4 — сварочный трансформатор; V — вольтметр на 5—10 В;

А — амперметр на 2,5 — 5 А

мают не более 250 Ом. Если сопротивление растеканию заземляющего устройства находится в пределах 100—1000 Ом, сопротивление вспомогательного электрода должно быть не более 500—1000 Ом. Сопротивление зонда рекомендуется для всех случаев измерений не более 1000 Ом. При грунтах с высоким удельным сопротивлением измерения будут приближенными.

Для повышения точности измерения уменьшают сопротивление вспомогательных заземлите-лей увлажнением вокруг них почвы и увеличением их количества.

Дополнительные стержни забивают на расстоянии не менее 2—3 м друг от друга. Все стержни, образующие контур зонда или вспомогательного заземлителя, соединяют между собой электрически. Измерение проводят по схеме, приведенной на рисунке.

Порядок измерения следующий. Переключатель прибора устанавливают в положение «х1» (умножить на один). Нажимают кнопку и, вращая ручку прибора «Реохорд», добиваются максимального приближения стрелки индикатора к нулю. Результат измерения отсчитывают по шкале реохорда. Если измеряемое сопротивление окажется больше 10 Ом, переключатель устанавливают в одно из положений х5, х20 или х100 и проделывают операции, указанные выше. Результат измерения находят как произведение показания шкалы реохорда на множитель.

При отсутствии специальных приборов сопротивление заземляющего контура можно измерить методом амперметра-вольтметра (рис.44,б). Для этого необходимо иметь источник переменного тока (электрически не связанный с сетью) и вольтметр на малые пределы измерения, но с большим внутренним сопротивлением.

Фактическое сопротивление заземления определяют по формуле

Rх=U/I;

где U — показания вольтметра. В;

I — показания амперметра, А.

Замеры сопротивления заземляющего контура производят в периоды наименьшей проводимости почвы: зимой при наибольшем промерзании, летом во время наибольшего просыхания ее.

Надежность заземления и его общее состояние проверяют при замерах не реже одного раза в год, а также после каждого капитального ремонта и длительного бездействия установки.

Внешний осмотр состояния заземляющих проводников (шин) производят не реже одного раза в шесть месяцев, а в сырых и особо сырых помещениях — не реже одного раза в три месяца.

Как выполнить молниезащиту здания?

Основными средствами защиты зданий и сооружений от прямых ударов молнии являются молниеотводы, которые принимают на себя разряды и отводят в землю.

Молниеотводы бывают тросовыми и стержневыми. Тросовые молниеотводы устанавливают главным образом на крышах зданий. Молние-приемником является трос, который соединяет две или несколько опор.

Стержневые чаще всего устанавливают у наружных стен зданий и только в отдельных случаях — на крышах. Удар молнии принимает стержневой молниеприемник, крепящийся на опоре.

Стержневой молниеотвод состоит из молниеприемника, который воспринимает удары молний, токоотвода, соединяющего молниеприемник с заземлителем, заземляющего устройства, служащего для отвода молнии в землю, и опоры. Для изготовления молниеприемников применяют стальные прутки диаметром 12 мм, полосы 35х3 мм, уголки 20х20х3 мм, газовые трубки диаметром 1/2 - 3/4 дюйма и др. Длину молниеприемников принимают от 300 до 1500 мм.

Токоотводы выполняют из стали диаметром не менее 6 мм и полосы сечением 35 мм^2. Обычно для токоотводов применяют стальную проволоку (катанку). Части токоотвода соединяют между собой при помощи сварки или болтами. Площадь контакта должна быть не менее двойной площади сечения токоотвода. Токоотвод прокладывают по крышам и стенам защищаемого здания, а также по деревянным конструкциям опор молниеотводов вплотную к их поверхности, за исключением зданий с легковоспламеняющейся кровлей.

Место установки молниеотвода выбирают с таким расчетом, чтобы обеспечить защиту не только зданий и сооружений, но и защиту людей от шагового напряжения. Шаговое напряжение возникает в момент отвода тока молнии в землю. Чтобы избежать поражения шаговым напряжением, заземлители размещают не ближе 4 м от наружных стен зданий, где нет проходов, скоплений людей и животных. Необходимо делать ограждения заземлителей всех видов на расстоянии 4 м (в радиусе). Помещения длиною до 14—15 м защищают от прямого удара молнии одним стержневым молниеотводом, установленным на крыше здания.

Для помещений длиною до 25 м грозозащиту выполняют стержневым молниеотводом, с установкой опоры по центру здания у наружной продольной стены.

Помещения сложной планировки и длиною более 25 м защищают двумя и более стержневыми молниеотводами с установкой опор у наружных стен. Высоту молниеотвода от уровня земли принимают равной 18—20 м.

Сопротивление заземления грозозащиты не должно превышать 10Ом.

При защите помещений двумя стержневыми молниеотводами расстояние от угла торцевой стены, в зависимости от ширины постройки, должно быть 2—6 м. Увеличение расстояния ведет к увеличению высоты молниеотвода и усложнению его конструкции.

Установка молниеотводов, если крыша металлическая, не требуется. В этом случае крышу по периметру через 20—25 м заземляют. Трубы, вентиляционные устройства и т. п., установленные на крыше, присоединяют к металлической кровле.

Как экономить электрическую энергию?

В электроосветительных установках борьбу за экономию энергии нельзя вести в ущерб высокому качеству освещения, которое создает комфортные условия и положительно влияет на производительность труда. Здесь, так же как и в других потребительских установках, следует следить за безусловным соблюдением действующих норм, внедрять прогрессивные источники света и рациональные типы осветительной арматуры, правильно выбирать лампы и светильники, поддерживать нормальный уровень напряжения в осветительной сети, обеспечивать хорошую эксплуатацию.

Замена ламп накаливания на люминесцентные и газоразрядные может дать большую экономию электроэнергии. Последние имеют более высокий энергетический КПД. Поэтому при переходе на люминесцентные или газоразрядные лампы можно при сокращенном расходе электроэнергии значительно повысить уровень освещенности рабочих мест.

В интересах экономии энергии нужно автоматизировать и программировать продолжительность искусственного освещения. Для этих целей применяют реле времени, фотоэлементы, фотореле и регуляторы напряжения.

Электроэнергию в осветительных установках можно экономить также за счет поддержания отражающих поверхностей в состоянии, соответствующем нормативным требованиям, используя новые химические препараты для мойки стекол, снижения уровня освещенности в нерабочих помещениях: тамбурах, коридорах, туалетах и т.п.

В жилом секторе осветительные приборы следует включать только в том случае, когда это действительно необходимо. За счет этого можно сэкономить до 15% энергии. По возможности лампы накаливания следует заменить на люминесцентные. Вместо нескольких ламп небольшой мощности желательно пользоваться одной мощной лампой.

В домах с централизованным теплоснабжением важно следить за тем, чтобы температура воздуха в жилых комнатах не превышала нормы. Нужно помнить, что повышение температуры на ГС в закрытом помещении связано с дополнительным расходом на отопление 3—5% электроэнергии.

На расход энергии в домах влияет состояние их теплоизоляции. Из-за неутепленных окон и дверей помещения зачастую теряют до 40% теплоты. Подсчитано, что через неутепленную балконную дверь уходит столько же тепла, сколько и сквозь дырку диаметром 20 см.

Позиционные обозначения (Буквенные коды) элементов и установка на электрических схемах

М — электродвигатель R - резистор С - конденсатор

GB — источник питания, генераторы, аккумуляторы рА — прибор измерительный, амперметр pV - прибор измерительный, вольтметр Wh - прибор измерительный, счетчик активной энергии Т, TV, ТА — трансформаторы, автотрансформаторы ТА - трансформатор тока TV - трансформатор напряжения LL - катушка индуктивности, дроссели LL — дроссель люминесцентного освещения QS - разъединитель, рубильник QF - выключатель автоматический EL - лампа осветительная ЕК - нагревательный элемент HL — прибор световой сигнализации KM - электромагнитный контактор, пускатель КК - реле электротепловое KV - реле напряжения SA - выключатель или переключатель SB - выключатель кнопочный SQ - выключатель путевой FU - предохранитель плавкий FV — разрядный элемент YB — тормоз с электромагнитным приводом XS — соединение разъемное, гнездо ХР — соединение разъемное, штырь XT — соединение разборное РТ - часы, измеритель времени действия PR - счетчик реактивной энергии RP — потенциометр PR — омметр SF— выключатель автоматический (в аппаратах, не имеющих контактов силовых цепей)

Условные графические обозначения электрического оборудования и проводок на планах

1.1. Понятия и определения, условные обозначения

Ниже приведены некоторые определения и сведения из принятых Правил устройства электроустановок (ПУЭ), которых придерживаются при проектировании и эксплуатации электроустановок.

Электроустановка представляет собой совокупность машин, аппаратов, линий их связи и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи и распределения электроэнергии.

Электроустановки по условиям безопасности разделяются на электроустановки напряжением до 1000 В и электроустановки напряжением более 1000 В. В настоящем справочнике даются сведения по электроустановкам напряжением 380/220 В, где 380 В — напряжение между каждыми двумя из трех токоведущих проводов трехфазной сети (между фазами), а 220 В — напряжение между каждыми из этих проводов и нулевым проводом, соединенным с нейтралью трансформатора, питающего сеть, с заземляющим устройством нейтрали и с повторным заземлением самого нулевого провода.

В электроустановке электрические машины могут производить или потреблять электроэнергию.

Электрические аппараты применяются для включения, отключения и защиты электроприемников или участков линий.

Электрические линии могут быть воздушными или кабельными.

Открытыми или наружными электроустановками называются установки, не защищенные зданием от внешних воздействий.

Закрытыми или внутренними называются установки, расположенные внутри здания.

В табл. 1. 1 приведены виды помещений в зависимости от условий среды.

Таблица 1. 1 ВИДЫ ПОМЕЩЕНИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ СРЕДЫ

В соответствие с ПУЭ электроустановки классифицируются в зависимости от пожароопасности и взрывоопасности.

Пожароопасной зоной называется пространство внутри и вне помещения, в переделах которого постоянно или периодически образуются горючие вещества и в котором они могут находиться при нормальном технологическом процессе или при его нарушении.

Взрывоопасной зоной называется помещение или ограниченное пространство в помещении или наружной установке, в которых имеются или могут образовываться взрывчатые смеси газов или паров с воздухом, кислородом или другими окислителями, а также горючей пыли или волокон с воздухом при переходе их во взвешенное состояние.

Классы пожароопасных и взрывоопасных зон приведены в табл. 1.2.

В отношении поражения людей электрическим током различаются:

1. Помещения без повышенной опасности, в которых .отсутствуют условия повышенной опасности.

2. Помещения с повышенной опасностью, в которых существует одно из условий повышенной опасности:

1) сырость или токолроводящая пыль;

2) токопроводящие полы;

3) возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям, технологическим аппаратам и т. д., с одной стороны, и к корпусам электрооборудования, с другой;

4) высокая температура.

3. Особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий:

1) особая сырость;

2) химически активная или органическая среда;

3) одновременно два или более условий повышенной опасности.

Электрической сетью является совокупность электроустановок, обеспечивающих передачу и распределение электроэнергии (подстанции, распределительные устройства, воздушные и кабельные линии и т. д.)

Элементом называется часть электротехнического изделия, которая выполняет определенную функцию (резисторы, конденсаторы, транзисторы, коммутационные аппараты и т. д.).

Совокупность элементов, представляющих единую конструкцию (плата, блок, шкаф и т. д.) называют устройством.

Каждый элемент электротехнического устройства характеризуется номинальным параметром, указываемым изготовите-

Таблица 1. 2 ПОЖАРООПАСНЫЕ И ВЗРЫВООПАСНЫЕ ЗОНЫ

лем и учитываемым при его использовании (напряжение, ток, мощность). Номинальные параметры указываются и для устройств.

Для каждого элемента и устройства государственными стандартами устанавливаются условные обозначения, некоторые из них приведены в прил. 1.

Таблица 1. 3 ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ПО МЕЖДУНАРОДНОЙ СИСТЕМЕ СИ И ИХ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Продолжение табл. 1. 3

Продолжение табл. 1. 3

Окончание табл. 1. 3

Таблица 1.4 ВЫРАЖЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЯ ДРУГИХ СИСТЕМ ЧЕРЕЗ ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ СИСТЕМЫ СИ

Таблица 1. 5 ПРИСТАВКИ И МНОЖИТЕЛИ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ДЕСЯТИЧНЫХ КРАТНЫХ И ДОЛЬНЫХ ЕДИНИЦ

1.2. Некоторые формулы электротехники

Закон Ома для участка цепи постоянного тока

U=I*R,

где U— напряжение на участке цепи, В, I— сила тока на этом участке, А, R — сопротивление участка цепи, Ом. Сопротивление проводника

R=p*l/S

где р — удельное сопротивление. Ом • м, l — длина проводника, м, S — площадь поперечного сечения проводника, м^2

Формула зависимости сопротивления проводника от температуры

Rt=Rt0[1+a(t-t0)],

где Rt и Rt0 — сопротивления проводника соответственно при температурах t и t0. С, а — температурный коэффициент сопротивления Ом/°С.

Общее сопротивление цепи:

при последовательном соединении сопротивлений

R=R1+R2+R3+. .+Rn

при параллельном соединении

Общая емкость конденсаторов:

при последовательном соединении

при параллельном соединении

С = С1 +С2 +С3+...+Сn.

Мощность постоянного тока, Вт,

Р=U*I

Энергия электрической цепи, Дж, W =Pt.

где Р — мощность, Вт, t — время, с.

Количество теплоты, выделяющееся в проводнике, Дж,

A=I^2Rt,

где I — сила тока. А, R — сопротивление проводника, Ом, t — время прохождения тока, с.

Закон Ома при переменном токе

U =IZ.

где Z — полное сопротивление, Ом.

где I — частота, Гц, w — число витков в катушке, В — индукция магнитного поля в стали магнитопровода, Т, S — площадь сечения магнитопровода, м^2. Подъемная сила электромагнита, Н,

F=3978*B^2*S*10^2;

где В — магнитная индукция. Т, S — площадь сечения электромагнита, м^2.

Частота вращения магнитного поля электрической машины, об/мин,

n=60f/p

где р — число пар полюсов машины.

Мощность однофазного переменного тока:

активная, Вт,

Р = U*Icosф, реактивная, вар,

Q = UI sinф, полная, В-А,

1. 3. Краткие сведения о надежности электротехнических устройств

Надежность — свойство технического устройства или изделия выполнять свои функции в пределах допустимых отклонений в течение определенного промежутка времени.

Работоспособность — состояние изделия, при котором оно способно выполнять свои функции в пределах установленных требований.

Отказ — событие, при котором нарушается работоспособность изделия.

Неисправность — состояние изделия, при котором оно не соответствует хотя бы одному требованию технической документации.

Наработка — продолжительность работы изделия в часах

или других единицах времени.

Наработка на отказ, или среднее время безотказной работы — среднее значение наработки ремонтируемого изделия между отказами.

Вероятность безотказной работы — вероятность того, что в данный промежуток времени не возникнет отказа изделия.

Интенсивность отказов — вероятность отказа неремонтируемого изделия в единицу времени после данного момента времени.

Безотказность — свойство изделия сохранять работоспособность в течение некоторой наработки.

Долговечность — свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с перерывами на обслуживание и ремонт.

Ресурс — наработка изделия до предельного состояния, оговоренная в технической документации.

Срок службы — календарная продолжительность работы изделия до предельного состояния, оговоренная в технической документации.

Ремонтопригодность — доступность изделия для его обслуживания и ремонта.

Отказы электротехнического изделия могут означать не только электрические или механические повреждения, но и уход его параметров за допустимые пределы. В связи с этим отказы могут быть внезапными и постепенными.

Возникновения внезапных отказов в устройстве являются случайными событиями. Эти отказы могут быть независимыми, когда отказ одного элемента в устройстве происходит независимо от других элементов, и зависимыми, когда отказ одного элемента вызван отказом других. Разделение отказов на внезапные и постепенные является условным, так как внезапные отказы могут быть вызваны развитием постепенных отказов.

Количественной характеристикой для математического определения надежности является интенсивность отказов устройства в единицу времени, которая обычно измеряется числом отказов в час.

Величина, обратная интенсивности отказов, называется средней наработкой до первого отказа и измеряется в часах.

В течение срока службы технического устройства можно выделить три периода, интенсивность отказов в которых меняется по-разному.

В первый период, называемый периодом приработки, происходит выявление конструктивных, технологических, монтажных и других дефектов, поэтому интенсивность отказов может повышаться в начале периода, понижаясь при подходе к периоду нормальной работы.

Период нормальной работы характеризуется внезапными отказами постоянной интенсивности, которая увеличивается к периоду износа.

В период износа интенсивность отказов увеличивается с течением времени по мере износа изделия.

Очевидно, основным должен быть период нормальной работы, а другие периоды являются периодами входа и выхода из этого периода.

Надежность изделия закладывается на стадии проектирования. Если принятые при этом конструкторские решения соответствуют мировому уровню, то это будет способствовать большей надежности при работе изделия. Так же влияют технология производства и грамотность кадров на всех уровнях.

На надежности изделия сказываются условия транспортировки и хранения, монтаж, наладка и обкатка, соблюдение правил эксплуатации оборудования.

1.4. Обеспечение безопасного обслуживания персоналом машин и аппаратов и защиты их от влияния окружающей среды

Имеются различные исполнения машин и аппаратов по степени защиты и среди них выбирают такие исполнения, которые были бы безопасны и надежно работали в данных условиях. Степень защиты указывается в технической документации и в паспорте, укрепляемом на машине или аппарате.

Классы электротехнических изделий по способу защиты человека представлены в табл. 1. 6.

Таблица 1. 6 КЛАССЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ ПО СПОСОБУ ЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА ОТ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

Характеристики степеней защиты оболочек электрооборудования напряжением до 1000 В от поражения персонала и от влияния внешней среды приведены в табл. 1. 7.

Таблица 1.7 ХАРАКТЕРИСТИКИ СТЕПЕНЕЙ ЗАЩИТЫ ОБОЛОЧЕК ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В

Окончание табл. 1. 7

Обозначения степеней защиты оболочек аппаратов показаны в табл. 1. 8.

Степени защиты электрических машин показаны в табл. 1. 9.

Условное обозначение степени защиты содержит следующие данные в указанной последовательности: a) IP — первые буквы английских слов International Protection, означающие защиту по международным нормам; б) первая цифра указывает степень защиты от соприкосновения и попадания посторонних тел; в) вторая цифра указывает степень защиты от проникновения воды.

Способ охлаждения электрической машины обозначается символом IС (первые буквы слов International Cooling, означающих охлаждение по международным нормам), и цифрами.

Таблица 1.8 УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ СТЕПЕНЕЙ ЗАЩИТЫ ОБОЛОЧЕК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ НАПРЯЖЕНИЕМ,ДО 1000 В

Таблица 1.9 УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ СТЕПЕНЕЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В

Электрические машины со степенями защиты IР54 и IР44 выпускаются со способом охлаждения 1С0141. Первые две цифры (01) определяют, что внешняя поверхность машины обдувается вентилятором, насажденным на вал машины и охлаждающим машину окружающим воздухом через ее оболочку.

Следующие две цифры (41) относятся к внутренней части машины и означают, что воздух внутри машины приводится в движение самим ротором или дополнительным внутренним вентилятором и тепло внутри машины передается окружающей среде через поверхность станины, которая может быть гладкой или с ребрами.

Способ охлаждения IС0041 отличается от предыдущего отсутствием внешнего вентилятора.

При способе охлаждения IС0151 обмен теплотой между воздухом внутри и вне машины происходит с помощью встроенного охладителя.

Способ охлаждения IС01 имеют машины в исполнении IP23.

Электрооборудование обычно предназначается для работы на высоте над уровнем моря до 1000 м при температуре внешней среды не выше +40 С и не ниже —45 С.

Установлены следующие категории мест размещения электрооборудования при эксплуатации:

1 — на открытом воздухе, где они подвергаются воздействию всех природных факторов,

2 — помещения, в которых отсутствует прямое воздействие атмосферных осадков и солнечных лучей (навесы, палатки и т. д.),

3 — закрытые помещения с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха, солнечного света, воздействие песка и пыли меньше, чем на открытом воздухе (неотапливаемые помещения).

4 — помещения с искусственно регулируемыми климатическими условиями (производственные помещения закрытые отапливаемые и вентилируемые).

5 — помещения с повышенной влажностью, в которых возможно длительное нахождение воды или конденсированной влаги, например, неотапливаемые и невентилируемые помещения под землей, в том числе шахты и подвалы.

Электрооборудование по условиям окружающей среды может иметь следующие исполнения:

для умеренного климата У1—У5,

для холодного и умеренного климата ХЛ1—ХЛ5,

УХЛ1-УХЛ5,

для тропического климата Т1—Т5.

1.5. Электроустановки во взрывоопасных зонах

Электрооборудование таких электроустановок имеет степень защиты от взрыва окружающей взрывоопасной смеси газов и паров с воздухом в зависимости от категорий и групп этих смесей, которые показаны в табл. 1. 10 и 1. 11, где БЭМЗ — безопасный экспериментальный максимальный зазор между фланцами оболочки, через который не происходит передачи

взрыва из оболочки в окружающую среду при любой концентрации смеси в воздухе.

Температура самовоспламенения — самая низкая температура горючего вещества, при которой происходит увеличение скорости реакций, заканчивающихся пламенным горением.

Взрывозащищенное электрооборудование — электрооборудование, в котором предусмотрены конструктивные меры по устранению или затруднению возможного воспламенения окружающей взрывоопасной среды.

Уровни взрывозащиты электрооборудования.

Уровень 2 — электрооборудование повышенной надежности против взрыва — Взрывозащищенное электрооборудование, в котором защита от взрыва обеспечивается только в признанном нормальным режиме работы.

Уровень 1 — взрывобезопасное электрооборудование -— Взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается как при нормальном режиме работы, так и при признанных вероятными повреждениях, определенных условиями эксплуатации, кроме повреждений средств взрывозащиты.

Уровень 0 — особо взрыаобезопасное электрооборудование — электрооборудование, в котором по отношению к взрывобезопасному электрооборудованию приняты дополнительные средства взрывозащиты, предусмотренные стандартами.

Таблица 1.10 КАТЕГОРИИ ВЗРЫВООПАСНЫХ СМЕСЕЙ ГАЗОВ И ПАРОВ С ВОЗДУХОМ

Группы взрывозащищенного электрооборудования по области его применения показаны в табл. 1.12, подгруппы электрооборудования группы II— в табл. 1. 13, температурные классы электрооборудования группы II — в табл. 1. 14.

Таблица 1.11 ГРУППЫ ВЗРЫВООПАСНЫХ СМЕСЕЙ ГАЗОВ И ПАРОВ С ВОЗДУХОМ ПО ТЕМПЕРАТУРЕ САМОВОСПЛАМЕНЕНИЯ

Таблица 1.12 ГРУППЫ ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПО ОБЛАСТИ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ

Виды защиты:

взрывонепроницаемые оболочки d заполнение или продувка оболочки защитным газом

под избыточным давлением р

искробезопасная цепь i

кварцевое заполнение оболочки с токоведущими частями q

масляное заполнение оболочки с токоведущими частями о

специальный вид взрывозащиты s

защита вида «е» е

В маркировку взрывозащищенного электрооборудования входят:

знак уровня защиты электрооборудования 2,1, 0

знак, указывающий на соответствие электрооборудования стандартам на взрывозащищенное электрооборудование Ех

знак вида защиты d, р, i, q, о, s, е

знак группы или подгруппы электрооборудования II, IIA, IIВ, НС

Таблица 1 .13 ПОДГРУППЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ГРУППЫ II С ВИДАМИ ВЗРЫВОЗАЩИТЫ «ВЗРЫВОНЕПРОНИЦАЕМАЯ ОБОЛОЧКА» ИЛИ (И) «ИСКРОБЕЗОПАСНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ»

Таблица 1.14 ТЕМПЕРАТУРНЫЕ КЛАССЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ГРУППЫ II

Примеры маркировки взрывозащищенного электрооборудования приведены в табл. 1. 15.

Исполнение электрооборудования в зависимости от класса взрывоопасной зоны показано в табл. 1. 16, допустимые способы прокладки проводов и кабелей в зависимости от класса зоны — в табл. 1. 17.

Таблица 1. 5 ПРИМЕРЫ МАРКИРОВКИ ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Таблица 1.16 ИСПОЛНЕНИЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КЛАССА ВЗРЫВООПАСНОЙ ЗОНЫ, ГДЕ ОНО ПРИМЕНЯЕТСЯ

Окончание табл. 1. 16

* Символ «х» заменяет цифру, которая выбирается в зависимости от условий среды.:

Таблица 1.17 ДОПУСТИМЫЕ СПОСОБЫ ПРОКЛАДКИ КАБЕЛЕЙ И ПРОВОДОВ ВО ВЗРЫВООПАСНЫХ ЗОНАХ

Окончание табл. 1.17

1.6. Электроустановки в пожароопасных зонах

Степени защиты электрооборудования, применяемого в пожароопасных зонах, приведены в табл. 1. 18.

Таблица 1.18 ДОПУСТИМЫЕ СТЕПЕНИ ЗАЩИТЫ ОБОЛОЧЕК ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КЛАССА ПОЖАРООПАСНОЙ ЗОНЫ

Окончание табл. 1. 18

* Символ «х» означает, что степень защиты принимается в соответствии с условиями внешней среды в месте установки светильника.

Электропроводка внутри светильника с лампами накаливания и ДРЛ до места присоединения внешних проводов должна выполняться термостойкими проводами.

Степень защиты переносного светильника — IP54, стеклянный колпак должен быть защищен металлической сеткой.

2.1. Резисторы

Резисторы классифицируются по характеру изменения сопротивления (постоянные, переменные регулируемые, переменные подстроечные), по назначению (общего назначения, высокочастотные, высоковольтные и др.), по материалу резистивного элемента (проволочные, непроволочные).

Непроволочные резисторы в зависимости от материала токопроводящего слоя подразделяются на металлодиэлектрические, металлоокисные, углеродистые, лакопленочные, на проводящей пластмассе и др.

Новая система обозначений резисторов представлена в табл. 2. 1.

Таблица 2. 1 СИСТЕМА УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ РЕЗИСТОРОВ

В старой системе обозначений резисторов первый элемент означает: С — резистор постоянный, СП — резистор переменный, СТ — терморезистор, СН — варистор; второй элемент:

1 — углеродистые и бороуглеродистые, 2 — металлодиэлектрические и металлоокисные, 3 — композиционные пленочные, 4 — композиционные объемные, 5 — проволочные.

Применяются резисторы и с более старыми обозначениями, например, непроволочные постоянные ВС, УЛМ, МЛТ, проволочные ПЭ.

Номинальными параметрами резистора являются номинальная мощность рассеяния Рном, номинальное сопротивление R, допускаемое отклонение сопротивления, или допуск, температурный коэффициент сопротивления (ТКЕ), который показывает относительное обратимое изменение сопротивления при изменении температуры резистора на 1 С. Чем меньше ТКС, тем большей температурной стабильностью обладает резистор. Номинальную мощность резистора можно узнать по маркировке на корпусе или в зависимости от размеров по табл. 2. 2.

Таблица 2. 2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ РЕЗИСТОРОВ ПО ИХ РАЗМЕРАМ

На корпус резистора наносится маркировка, если позволяют его размеры, которая содержит сокращенное обозначение, номинальную мощность, номинальное сопротивление, допуск.

Номинальное сопротивление обозначается цифрами с указанием единицы измерения:

Ом (R или Е по-старому или без буквы) — омы; кОм (К) — килоомы, МОм (М) — мегаомы, ГОм (G) — гигаомы, ТОм (Т) — тераомы. Например,

220 Ом 680 кОм 3, 3 МОм 4, 7 ГОм 1 ТОм или 220 680к 3М3 4G7 1Т,

где буква между цифрами определяет положение запятой.

Коды допускаемых отклонений сопротивления показаны в табл. 2. 3.

Таблица 2. 3 КОДЫ ДОПУСКАЕМЫХ ОТКЛОНЕНИЙ СОПРОТИВЛЕНИЙ РЕЗИСТОРОВ

Примеры маркировки резисторов показаны на рис. 2. 1.

Для иностранных резисторов цвет пояска означает цифру:

черный — 0, коричневый — 1, красный — 2, оранжевый — 3, желтый — 4, зеленый — 5, синий — 6, фиолетовый — 7, серый — 8, белый — 9.

Число, соответствующее величине сопротивления резистора в Омах, составляется из цифр, соответствующих цвету поясков, начиная с первого (1), причем цвет третьего пояска (3) определяет число нулей, которые нужно приписать к двум первым цифрам, чтобы получить величину сопротивления. Четвертый поясок (4) обозначает класс точности резистора: золотой поясок — ±5%, серебряный — ±10%, отсутствие пояска - ±20%.

На схемах постоянные резисторы имеют внутри символа обозначения знак, указывающий номинальную мощность рассеяния резистора (рис. 2. 1, б). Рядом с условным обозначением резистора указывается величина его номинального сопротивления и знак R с цифрой или числом, указывающим порядковый номер резистора на схеме.

Рис. 2. 1. Маркировка резисторов и обозначение их мощности на схемах:

а) пример маркировки отечественного резистора. Расшифровка: тип МЛТ, мощность рассеяния 2 Вт, 2, 2 кОм, отклонение величины сопротивления 5%;

6) пример маркировки иностранного резистора: 1-4 — номера поясков. В данном случае цвета поясков: 1 — коричневый, 2 — черный, 3 — черный, 4 — серебряный. Расшифровка: 100 Ом, класс точности ±10%;

в) обозначение мощности рассеяния резисторов на схемах.

Величины номинальных сопротивлений от 1 до 99 Ом указываются числом без единицы измерения, а если число содержит дробь, то с указанием единицы измерения, например, 56, 5, 6 О. м. Величины сопротивлений от 1 до 999 кОм обозначаются числом с буквой к — 5, 6к, 56к.

Величины сопротивлений в мегаомах на схемах указывают числом без единицы измерения, причем в целом числе при этом присутствуют запятая и нуль — 56, 0.

Данные некоторых резисторов приведены в табл. 2Д

Полупроводниковые нелинейные резисторы, в отличие от рассмотренных линейных резисторов, обладают способностью изменять свое сопротивление под действием управляющих факторов: температуры, напряжения, магнитного поля и др.

Терморезисторы, или термисторы, имеют резко выраженную зависимость электрического сопротивления от температуры. Терморезисторы могут быть как с отрицательным, так и с положительным коэффициентом сопротивления — позисторы.

Таблица 2. 4 ДАННЫЕ НЕКОТОРЫХ РЕЗИСТОРОВ

Наряду с параметрами, сходными с параметрами линейных резисторов, терморезисторы имеют свои параметры.

Коэффициент температурной чувствительности В определяет характер температурной зависимости данного вида терморезистора.

Постоянная времени характеризует тепловую инерционность. Она равна времени, в течение которого температура

терморезистора изменяется на 63% при перенесении его из воздушной среды с температурой 0 °С в воздушную среду с температурой 100 °С.

Варисторы обладают резко выраженной зависимостью электрического сопротивления от приложенного к ним напряжения.

Данные некоторых нелинейных резисторов показаны в табл. 2. 5.

Таблица 2. 5 НЕЛИНЕЙНЫЕ РЕЗИСТОРЫ

Отказы резисторов происходят в основном из-за обрывов в токопроводящей цепи, из-за нарушений контактов и от перегрева, приводящего к перегоранию проводящего слоя. Вследствие перегорания проводящего материала происходят внезапные отказы, а вследствие дрейфа сопротивления резистора — постепенные отказы.

Часть отказов резисторов зависит от состояния других деталей в аппаратуре и их отказов, значительное число отказов происходит из-за их неправильного применения.

При выборе резистора нужно учитывать как его параметры, так и условия среды, где он будет работать — температуру, влажность, вибрации и т. д. Следует также учитывать, что у резисторов существует максимальная частота приложенного напряжения, при которой их сопротивление начинает меняться, и допускаемое напряжение.

При определении состояния работающих резисторов или новых для замены вышедших из строя необходима их проверка.

Постоянные резисторы проверяют внешним осмотром на отсутствие механических повреждений и соответствие параметров, указанных на корпусе, принципиальной электрической схеме. Сопротивление резисторов измеряется омметром. При осмотре резистора проверяют целость корпуса, его покрытия, прочность выводов. Целость выводов проверяют измерением сопротивления резистора при их покачивании.

Переменные резисторы после внешнего осмотра проверяют на плавность изменения сопротивления путем его измерения при вращении оси, на соответствие закона изменения сопротивления резистора его типу, сопротивление резистора при крайних положениях оси. При измерении сопротивления резистора при вращении его оси часто наблюдаются скачки сопротивления, что говорит о неисправности резистора и о необходимости его замены.

Для замены необходим соответствующий подбор резистора. Параметры резистора должны соответствовать условиям его применения по нагрузке и внешней среде, фактическая мощность, рассеиваемая на резисторе, и его температура должны быть ниже предельных значений по техническим условиям на резистор.

По величине отклонения сопротивления резистора от номинального резисторы выбирают с учетом особенностей цепей, где они работают. Если большое отклонение сопротивления мало влияет на работу устройства, то можно применять резисторы с отклонением 20%. Такими резисторами могут быть резисторы в цепях управляющих сеток ламп, в цепи коллекторов транзисторов.

Если от величины сопротивления резистора зависит режим работы цепи, то следует применять резисторы с допуском 5 или 10%. К ним относятся резисторы в цепях эмиттера и базы

транзистора.

В цепях, где требуется постоянство сопротивления, применяются резисторы с допуском не более 2%.

Работа резистора в схеме проявляется его нагревом. Относительно сильный нагрев (до 300 С) для резистора не опасен, выделяющееся тепло может отрицательно повлиять на соседние детали. В таких случаях для уменьшения нагрева резистора его нужно заменить на другой, большей мощности, но с теми же другими параметрами.

2.2. Конденсаторы

В основу классификации конденсаторов положено деление их на группы по виду применяемого диэлектрика и по конструктивным особенностям.

Сокращенное обозначение конденсатора состоит из букв и цифр. Первый элемент обозначения — буква или сочетание букв — обозначает подкласс конденсатора: К — постоянной емкости, КТ — подстроечные, КП — переменной емкости. Второй элемент означает группу конденсаторов в зависимости от вида диэлектрика (табл. 2. 6). Третий элемент пишется через дефис и соответствует порядковому номеру разработки. В состав второго и третьего элементов могут входить буквы.

Таблица 2. 6 УСЛОВНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ НЕКОТОРЫХ КОНДЕНСАТОРОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МАТЕРИАЛА ДИЭЛЕКТРИКА

Для старых типов конденсаторов в основу условных обозначений брались конструктивные, технологические и другие признаки: КД — конденсаторы дисковые, ФТ — фторопластовые теплостойкие, КТП — конденсаторы трубчатые проходные.

Маркировка конденсатора содержит, если позволяют размеры корпуса, его тип, номинальное напряжение, емкость, допуск, группу ТКЕ, а если размеры не позволяют, то применяется цветовая маркировка (табл. 2. 7).

Таблица 2.7 ЦВЕТОВЫЕ КОДЫ ДЛЯ МАРКИРОВКИ КОНДЕНСАТОРОВ (В ВИДЕ ТОЧЕК ИЛИ ПОЛОС)

Полное обозначение номинальных емкостей состоит из чисел величины емкости и единицы измерения (пф — пикофарада, мкФ — микрофарада, Ф — Фарада).

Кодированное обозначение номинальных емкостей содержит две или три цифры и букву. Буква из русского или латинского алфавита обозначает название доли фарады или целой фарады: П (р) — пикофарада = 10^-12 Ф, Н (п) — нанофарада = 10^-9 Ф, М (ц) — микрофарада = 10^-6 Ф, Ф (F) — фарада. Например, емкость 2,2 пф обозначается 2П2 (2р2), 1500 нФ — 1Н5 (1n5); 1 мкФ - М1 (ц1), 10 мкФ - 10М (10ц), 1 Ф - 1Ф0 (1F0).

Допускаемые отклонения емкости обозначаются цифрами или кодом (табл. 2.8).

Т а б л и ц а 2.8 ДОПУСКАЕМЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА ОТ НОМИНАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ

Параметрами конденсаторов являются номинальная емкость, номинальное напряжение. Тангенс угла потерь характеризует активные потери энергии в конденсаторе. Величина, обратная тангенсу угла потерь, называется добротностью конденсатора.

Сопротивление изоляции и ток утечки характеризуют качество диэлектрика. Наиболее высокое сопротивление изоляции имеют фторопластовые, полистирольные и полипропиленовые конденсаторы, несколько ниже оно у керамических и поликарбонатных.

Для оксидно-электролитических конденсаторов задается ток утечки, значение которого пропорционально емкости и напряжению. Наименьший ток утечки имеют танталовые конденсаторы (от единиц до десятков микроампер), а у алюминиевых конденсаторов он на один-два порядка больше.

Температурный коэффициент емкости (ТКЕ) определяет относительное изменение емкости при изменении температуры конденсатора на 1 С.

Данные некоторых конденсаторов приведены в табл. 2.9.

Большинство отказов конденсаторов происходит из-за пробоя и перекрытия, бывают отказы из-за механических повреждений, уменьшения емкости и сопротивления изоляции.

Выход из строя диэлектрика конденсатора может происходить за счет пробоя в объеме диэлектрика и разряда по его поверхности. Пробой происходит, когда напряженность электрического поля превышает определенное значение для данного диэлектрика — пробивную напряженность, характеризующую электрическую прочность диэлектрика. Для твердых диэлектриков характерны две формы пробоя - электрический и тепловой.

Таблица 2. 9 ДАННЫЕ НЕКОТОРЫХ КОНДЕНСАТОРОВ

* Для ряда промежуточных емкостей.

Окончание табл. 2. 9

В основе электрического пробоя находится ударная ионизация электронами материала диэлектрика, в результате чего

увеличивается количество носителей заряда. Происходит пробои, который может сжечь диэлектрик или прожечь в его объеме канал.

Электрический разряд по поверхности диэлектрика может быть в воздухе над ним или по самой поверхности диэлектрика с образованием дорожек.

Тепловой пробой происходит в результате нарушения теплового равновесия в диэлектрике, когда нагрев диэлектрика при электрической нагрузке превышает отвод тепла. Происходит уменьшение электрического сопротивления, и электрической прочности диэлектрика, что приводит к электрическому пробою. Повреждение имеет вид проводящего канала. Обычно пробой происходит в результате ряда факторов: электрической нагрузки, механической нагрузки, влажности, высокой внешней температуры. Пробой выражается в виде проводящего канала от одной до другой обкладки.

В процессе хранения и работы конденсатора могут происходить обратимые и необратимые изменения его параметров.

Вышедшие из строя конденсаторы иногда можно определить по внешнему виду, например, у электролитических конденсаторов может быть вздутие корпуса, у малогабаритных — следы сгорания. Проверяется также прочность крепления выводов. Тем же проверкам подвергаются и новые конденсаторы, предназначенные для замены. При этом проверяется соответствие их параметров, указанных на корпусе, электрической схеме. У конденсаторов переменной емкости проверяют плавность вращения ротора, отсутствие заеданий и люфтов.

Окончательные сведения о состоянии конденсатора может дать его электрическая проверка с помощью приборов, которая заключается в следующем:

проверка на короткое замыкание и пробой;

измерение сопротивления изоляции, у электролитических конденсаторов — тока утечки;

измерение емкости;

проверка целости выводов.

Проверка неэлектролитических конденсаторов заключается в следующем.

Конденсаторы на короткое замыкание проверяют омметром на максимальных пределах измерения, измеряя сопротивление между выводами и между выводами и корпусом, если корпус металлический. Если емкость конденсатора больше 1 мкф, и он исправен, то после присоединения омметра конденсатор заряжается и стрелка прибора отклоняется в сторону 0, причем отклонение зависит от емкости конденсатора, типа прибора и напряжения источника питания, потом стрелка медленно возвращается к положению около оо.

При наличии утечки омметр показывает малое, сопротивление — сотни и тысячи Ом, величина которого Зависит от емкости и типа конденсатора. При проверке исправных конденсаторов емкостью меньше 1 мкф стрелка прибора не отклоняется, потому что малы ток заряда конденсатора и время заряда. При пробое конденсатора его сопротивление около 0.

При проверке омметром нельзя установить пробой конденсатора, если он происходит при рабочем напряжении.

В таком случае можно проверить конденсатор мегаомметром при напряжении прибора, не превышающем рабочее напряжение конденсатора.

Конденсаторы переменной емкости проверяют на пробой при плавном повороте ротора.

Проверить конденсатор на пробой-можно на специальной испытательной установке, прикладывая между выводами и каждым выводом и корпусом повышенное напряжение, превышающее номинальное в 1.5...3 раза в течение 10...60 с, в зависимости от типа конденсатора.

Сопротивление изоляции конденсатора между выводами и каждым выводом и корпусом проверяют ламповым мегаомметром. При этом сопротивление изоляции бумажных конденсаторов сотни и тысячи мегом, остальных — десятки и сотни тысяч мегом.

Проверка электролитических конденсаторов заключается в наблюдении заряда конденсатора от источника питания тестера. При этом от конденсатора отпаивают детали, если он в схеме, и разряжают его, подготавливают прибор для измерения больших сопротивлений, гнездо общее прибора должно быть соединено с положительным выводом конденсатора, а гнездо сопротивлений — с корпусом конденсатора.

Если конденсатор исправен, то стрелка прибора быстро движется к нулю, а затем устанавливается около знака оо. Если конденсатор потерял емкость, то стрелка прибора почти не отклоняется, а если имеет значительную утечку, то стрелка отклоняется почти до нуля и устанавливается далеко от знака со.

Клиновые конденсаторы не имеют выводов и впаиваются в вырезы печатных плат. При этом в корпусе конденсатора могут образоваться трещины, нарушающие работу конденсатора или создающие помехи. Поэтому при проверке таких конденсаторов нужно обращать внимание на их целость

При выборе конденсатора для замены нужно ориентироваться на заменяемый конденсатор, если на его корпусе есть данные о его параметрах.

Если данных нет, то нужно пользоваться схемой этого или сходного устройства, а если ее нет, то приходится ставить конденсатор, похожий по внешнему виду. При этом нужно учитывать условия эксплуатации и руководствоваться следующим.

Номинальное напряжение конденсатора определяют с учетом постоянной и переменной составляющих напряжения в месте установки конденсатора. Сумма постоянной и амплитуды переменной составляющих не должна превышать номинального напряжения, а для электролитических конденсаторов амплитуда переменной составляющей не должна превышать величины постоянной составляющей. Рабочее напряжение электролитических конденсаторов должно быть ниже номинального на 10... 20%, так как пробивное напряжение для них близко к номинальному.

В цепях с высокой стабильностью параметров, например, в колебательных контурах, применяют керамические и воздушные конденсаторы с высоким классом точности.

В цепях, к которым не предъявляются высокие требования по стабильности параметров, например, в фильтрах развязки, применяют бумажные конденсаторы.

В некоторых цепях существуют высокие требования к сопротивлению изоляции, например, к конденсаторам связи между соседними каскадами. В этом случае применяют слюдяные конденсаторы.

В цепях высокой частоты применяют конденсаторы с высокой предельной частотой.

Бумажные конденсаторы не применяют в цепях с частотой, превышающей единицы мегагерц.

В цепях высокой частоты применяют керамические и вакуумные конденсаторы.

Электролитические и бумажные конденсаторы применяют в цепях сглаживающих фильтров выпрямителей, фильтров развязки и блокировки. При этом требуются конденсаторы большой емкости.

В этих цепях применяются также сегнетоэлектрические конденсаторы.

В цепях при напряжении менее 10 В не рекомендуется применять конденсаторы с вкладными выводами, так как в них может нарушиться контакт с фольгой.

Герметизированные конденсаторы в металлическом корпусе имеют большую емкость на корпус. Если при монтаже ни один вывод конденсатора не соединяется с шасси устройства, то конденсатор необходимо изолировать от шасси на опорах толщиной 0.5...1 см.

Для малогабаритной аппаратуры необходимо выбирать малогабаритные конденсаторы..

Конденсаторы могут применяться в цепях постоянного и переменного напряжения. Для цепей постоянного тока применяются в основном электролитические конденсаторы, у которых с одного конца корпуса выходит один или несколько изолированных выводов. При монтаже конденсатора эти выводы присоединяются к положительному полюсу цепи с учетом соответствия напряжений участков цепи и выводов конденсатора, а корпус конденсатора присоединяется к металлическому корпусу устройства. Если у электролитического конденсатора другая конструкция, то полярность его выводов обозначается знаками <+» и «—». Следует учесть, что могут быть и неполярные электролитические конденсаторы.

Если полярный конденсатор включить в сеть переменного напряжения, то через его диэлектрик пойдет переменный ток, нагревая конденсатор, и он может выйти из строя. В крайнем случае, при отсутствии нужного конденсатора на переменное напряжение вместо него можно применить полярный конденсатор при условии, что его напряжение много больше напряжения сети. Например, полярный конденсатор с напряжением 250 В может работать в сети переменного напряжения 50 В при частоте 50 Гц. Внешними признаками выхода из строя бумажных и электролитических конденсаторов являются вздутие корпуса, отрыв торцевых изолирующих частей у выводов, отрыв выводов.

Керамические конденсаторы могут обугливаться или разрушаться. Признаки внутренних неисправностей могут быть выявлены только при измерениях, о чем говорилось выше.

При любой неисправности конденсатор должен быть заменен.

2.3. Катушки электрических аппаратов

Катушкой называется обмотка изолированного провода, намотанная на каркас или без каркаса, имеющая выводы для присоединения. Каркас изготовляется из картона или пластмассы. Катушки служат для создания магнитного потока, который создает движущие силы для работы аппаратов или индуктивное сопротивление, когда катушка является дросселем.

Катушки можно разделить на два вида: токовые, содержащие небольшое количество витков провода площадью сечения, соответствующей силе проходящего тока, и катушки напряжения, содержащие большое количество витков провода небольшого сечения.

Катушки применяются в электромагнитах пускателей и реле, расцепителей автоматических выключателей, электрических тормозов, в электроизмерительных приборах, в пуско-регулирующих аппаратах люминесцентных ламп в качестве дросселей, в блоках питания аппаратуры автоматики и радиоэлектроники также в виде дросселей.

Изоляция катушки подвергается перенапряжениям — скачкам напряжения при разрыве цепи ее обмотки, зависящим от скорости размыкания цепи, числа витков ее обмотки, магнитной системы аппарата. Эти перенапряжения могут передаваться на другие реле, вызывая их ложное срабатывание.

Перенапряжения также могут передаваться из внешней цепи при включении катушек других аппаратов.

Электрическая прочность изоляции катушки проверяется согласно гл. 5.

Катушки одинаковых размеров могут изготовляться на разное напряжение — переменное 36, 110, 220, 380, 660 В и постоянное 6, 12, 24, 36, 48, 60, 110, 220, 440 В. Поэтому катушки новых аппаратов нужно проверять на соответствие напряжения, на которое они изготовлены, напряжению сети, что можно сделать по этикетке на общей изоляции обмотки катушки. То же делается и при замене вышедшей из строя катушки, при этом если на поверхности катушки нет этикетки, то можно измерить ее сопротивление и сравнить с такой же катушкой другого аппарата. При наладке нового аппарата или замене катушки перед ее укреплением на месте нужно проверить, не касаются ли подвижные детали электромагнита изоляции катушки, и если касаются, то нужно ее поставить так, чтобы не было касания, или отрегулировать ход подвижных деталей, и только после этого укреплять катушку.

Нужно проследить, чтобы не было воздушного зазора при касании якоря и сердечника электромагнита, так как при наличии воздушного зазора уменьшается индуктивное сопротивление обмотки, увеличивается ток, и катушка может перегреться и выйти из строя.

При присоединении катушки постоянного тока нужно соблюдать полярность, когда аппарат, например, поляризационное реле, реагирует на направление тока.

Перегрев катушки ведет к увеличению активного сопротивпения провода, уменьшению тока и силы, притягивающей сердечник электромагнита, что может вызвать ложное срабатывание реле, увеличение воздушного зазора между якорем

сердечником и еще больший перегрев катушки и сгорание изоляции ее обмотки. Поэтому нужно следить, чтобы катушки не нагревались от посторонних источников тепла, например, от резисторов, установленных рядом и особенно ниже катушки. Высокая температура катушки может быть обусловлена высокой температурой в помещении, где установлена аппаратура, высокой температурой в шкафу управления из-за выделения тепла аппаратами, перегревом аппарата, на котором установлена катушка. Перегрев катушки аппарата может быть также при его частом включении—отключении.

Высокая температура катушки также приводит к уменьшению сопротивления изоляции провода обмотки. При высокой температуре возможны обрывы провода при разном температурном расширении провода и каркаса катушки. Высокая температура ведет к ускорению процессов старения изоляции катушки.

Влага может проникать в катушку через общую изоляцию, изоляцию между слоями к проводу и способствовать уменьшению сопротивления изоляции провода. Это может вызвать замыкание между слоями намотки или между витками в слое. В результате замыкания может быть обрыв провода или шунтирование части витков, что будет способствовать перегреву катушки.

При низкой температуре влага может замерзать в катушке и способствовать выходу ее из строя.

Низкая температура также способствует уменьшению надежности катушки, так как при этом могут быть местные напряжения в проводах и изоляции в результате уменьшения объемов материалов при охлаждении.

На катушки влияют механические воздействия в виде вибрации и сотрясений, вызывая разрушающие механические напряжения в деталях катушки.

В результате воздействий на катушку, рассмотренных выше, в катушке могут быть нарушения цепи для тока из-за обрыва провода внутри катушки, обрывов выводов, окисления выводных зажимов, сгорание изоляции части витков или полное сгорание изоляции обмотки. В последнем случае говорят, что катушка сгорела.

Заменять катушку нужно при обрыве провода внутри катушки или замыкании витков с различными последствиями.

При проверке катушки после отказа полное сгорание ее изоляции видно сразу, так как обычно сгорает наружная изоляция катушки. Если наружная изоляция не сгорела, но катушка не работает, то, отогнув наружную изоляцию, можно увидеть сгоревшую изоляцию провода Проверку провода катушки на обрыв можно производить с помощью индикатора напряжения, омметра или мегаомметра.

При проверке катушки с помощью индикатора напряжения при исправной обмотке и наличии напряжения на одном выводе катушки оно должно быть и на другом выводе. Этот последний вывод должен быть отсоединен от сети для устранения ошибок при измерении.

Омметр, присоединенный к выводам катушки, при исправной катушке покажет ее сопротивление согласно паспорта, а при наличии замыкания витков покажет меньшее сопротивление, но если замыкание витков происходит только под действием напряжения, то омметр может и не показать изменение сопротивления.

Мегаомметр при исправной катушке покажет сопротивление ее обмотки при измерении в килоомах немногим более 0, но меньше 1 кОм, и при измерении в мегаомах — 0, так как сопротивление катушки измеряется в омах.

2.4. Трансформаторы, применяемые в устройствах автоматики и электроники

Так как трансформаторы устройств автоматики и электроники отличаются от катушек только тем, что они изготовляются с сердечником, все сказанное в отношении катушек относится и к ним. Отличие только в том, что в трансформаторах две или более обмоток, которые выходят из строя не все сразу.

Нагрузкой трансформатора является ток во вторичной обмотке или обмотках, который может увеличиваться при перегрузке или при коротком замыкании в цепи данной обмотки.

Как показала практика, у обмоток трансформаторов, по которым протекает большой ток, могут греться места пайки выводов. Причина может быть в том, что сечение проводов обмотки или отходящих проводов от этой обмотки во внешнюю цепь меньше, чем этого требует ток нагрузки в данной цепи. Другой причиной может быть некачественная пайка выводов. Попытки перепайки могут быть не всегда успешны, так как для обмотки могут быть применены провода не из меди, а из сплавов, не поддающихся пайке в эксплуатационных условиях. В таком случае пайку можно заменить болтовым или винтовым соединением.

Если трансформатор требует замены, то новый трансформатор перед установкой должен проверяться внешним осмотром или с помощью приборов. Омметром можно проверить целость обмоток трансформатора, отсутствие замыканий между обмотками и каждой обмотки с корпусом.

Сопротивление изоляции между обмотками и между обмоткой и корпусом проверяется мегаомметром.

Бывает, что не обозначены выводы разных обмоток трансформатора. Тогда принадлежность выводов обмоток можно проверить с помощью омметра, если известна схема трансформатора, где указаны сопротивления обмоток. Присоединяя омметр поочередно к разным выводам и измеряя сопротивления, по их величине можно определить принадлежность выводов обмоток.

Наличие или отсутствие напряжения на обмотках и его величину можно определить с помощью вольтметра.

Когда напряжения обмоток трансформаторов электронных устройств не известны, их можно определить следующим образом. Обмотка накала ламп, как правило, имеет толстый провод. В этом случае нужно вынуть одну из ламп устройства и вставить концы накальной обмотки проверяемого трансформатора в накальные гнезда панели вынутой лампы. После этого, при наличии напряжения в цепи накала, измерив напряжения между выводами обмоток трансформатора, можно по величине напряжений определить принадлежность обмоток.

Можно применить этот метод и при наличии другого источника напряжения, если в трансформаторе известна обмотка, напряжение которой соответствует напряжению этого источника. Присоединив концы этой обмотки к источнику напряжения и замерив напряжения на других обмотках трансформатора, можно сделать вывод о назначении этих обмоток.

При выходе из строя трансформатора легче всего его заменить на такой же резервный. Если нет точно такого трансформатора, можно применить другой, если в нем есть обмотки с нужными величинами напряжений и не меньшей мощности. В случае, если другой трансформатор не подходит по месту крепления, место крепления в устройстве можно подогнать под новый трансформатор или трансформатор укрепить в другом месте данного устройства.

2.5. Электронные лампы

Несмотря на то, что электронные лампы стараются не применять в новых разработках электронной аппаратуры, их можно встретить в используемой в настоящее время аппаратуре. Лампы различаются числом электродов (от 3 до 9) и в

зависимости от этого называются: триод, тетрод, пентод, гексод, гептод, октод.и эннод. Двухэлектродная лампа — диод не имеет управляющих сеток и применяется для выпрямления переменного тока.

Приемно-усилительные лампы имеют обозначения, состоящие из четырех элементов. Первый элемент — напряжение накала катода лампы, округленное до целого числа вольт, второй — буква, показывающая тип лампы. Например, маломощные диоды имеют букву Д, двойные диоды — X, диоды для выпрямления переменного тока — Ц, триоды — С, двойные диоды — Н, тетроды — Э, выходные пентоды — П, маломощные пентоды — Ж. Третий элемент — номер разработки, четвертый — буква, показывающая конструктивное оформление: С — стеклянная лампа с баллоном диаметром более 22,5 мм, П — стеклянная миниатюрная («пальчиковая») с баллоном 19 и 22,5 мм, Р, А, Б, Г — сверхминиатюрные стеклянные лампы и т. д. Отсутствие буквы означает металлический баллон.

Параметры некоторых ламп, применяемых в электронной аппаратуре, приводятся в табл. 2.10.

Таблица 2.10 ДАННЫЕ НЕКОТОРЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМП

Условные обозначения:

Rк— сопротивление в цепи катода ламп;

ВЧ — высокая частота;

НЧ — низкая частота

Крутизна характеристики показывает, на сколько изменяется анодный ток лампы при изменении напряжения управляющей сетки на 1 В.

Внутреннее сопротивление показывает, на сколько вольт надо изменить напряжение на аноде лампы, чтобы ее анодный ток изменился на 1 мА.

Электронные лампы считаются наименее надежными элементами аппаратуры. Внезапные отказы ламп обусловлены перегоранием нити накала, потерей вакуума, обрывами и замыканиями элементов.

Постепенные отказы обусловлены снижением эмиссионной способности катода, величины токов, выходной мощности, ростом сеточных токов.

Надежность ламп зависит от их качества, температуры катода при работе, тока эмиссии катода, напряжения на электродах, от мощностей, рассеиваемых на них, тока управляющей сетки, температуры баллона, микроклимата в месте установки, механических нагрузок. Различие в качестве ламп приводит к разбросу их параметров, что при равных условиях работы в схеме приводит к их различной надежности.

Перегрев катода происходит при повышенном напряжении накала. Это приводит к усилению протекания всех физико-химических процессов в лампе и выходу ее из строя. Понижение напряжения накала на несколько процентов ведет к повышению надежности ламп, при этом напряжение должно быть стабилизировано, чтобы не допустить дальнейшего его понижения.

Частой причиной выхода из строя ламп является снижение сопротивления изоляции и пробой ее у подогревателей катодов. Это происходит потому, что атомы вольфрама нити накала подогревателя диффундируют в его изоляцию, ухудшая ее свойства. Происходит пробой этой изоляции, короткое замыкание подогревателя на катод и перегорание подогревателя.

Процессы ухудшения изоляции подогревателя происходят более интенсивно при большой температуре подогревателя и увеличенном напряжении между катодом и подогревателем. Поэтому не следует допускать повышения напряжения накала подогревателя. При эксплуатации ламп нужно следить, чтобы между катодом и подогревателем не превышали допустимых пределов ток утечки и напряжение.

При больших напряжениях на аноде и экранной сетке возможны изменения траектории электронов, часть электронов попадает на детали лампы, образуя электрические заряды, которые искажают электрические поля и изменяют параметры ламп. Увеличивается энергия электронов, которые бомбардируют детали лампы, вызывают выделение газа и ухудшение вакуума, разогрев баллона и других деталей и, как следствие, ухудшение параметров лампы.

Температура баллона оказывает большое влияние на надежность ламп. При увеличении температуры увеличивается интенсивность газовыделения из стекла и его электролиза, который изменяет химический состав стекла и его коэффициент расширения, что может вызвать разгерметизацию в месте выводов. Снижение вакуума в лампе отрицательно влияет на работу катода. Так как стекло баллона почти не прозрачно для инфракрасного излучения, тепло при нагреве электродов лампы передается баллону. Оно отводится за счет конвекции, лучеиспускания и теплопроводности; Теплоотвод для ламп небольшой мощности обычно не предусматривается, и перегрев баллонов является обычным явлением.

При перегреве происходят механические разрушения ламп, видимые снаружи. Например, отваливаются колпачки выводов анодов ламп, окисляются штырьки выводов и ухудшаются контакты лампы со схемой.

Происходит нагрев ламповой панели и, если она не керамическая, через несколько лет подгорает и рассыпается, что ухудшает контакты штырьков в гнездах. Тогда нужно заменять панель на другую, желательно керамическую, хотя и в ней не исключено плохое касание штырьков, их нагрев и ухудшение контакта.

Для понижения температуры баллона лампы можно ставить на нее вплотную к баллону медные или латунные экраны, которые улучшают теплоотвод, принимая тепло на себя и отводя его. Если они мало эффективны, то можно применять радиаторы с хорошим теплоотводом.

Тепловой режим лампы определяют мощности, рассеиваемые на электродах, и температура среды в месте установки лампы. Поэтому при других нормальных условиях нагрузка на лампу и температура среды определяют срок ее службы.

Длительные вибрации и сотрясения приводят также к выходу из строя ламп.

При выходе из строя лампа заменяется на другую такую же, но может быть заменена и на лампу другого типа, если соответствуют ее схема и конструкция.

Отказы ламп можно определить по внешним признакам — нить накала лампы не светится, или нить накала светится, но лампа не греется, как обычно.

В первом случае, если нити накала других ламп светятся, причина может быть в том, что не подходит напряжение накала к подогревателю катода. Причина же этого явления заключается в окислении штырьков выводов электродов лампы или в окислении гнезд панели лампы. В таком случае штырьки можно почистить, например, надфилем, а гнезда — четырехгранным шилом.

Внутренней причиной несвечения нити накала лампы является перегорание подогревателя катода лампы. В таком случае лампу нужно менять.

Если нить накала лампы светится, но лампа не греется, как обычно, то значит, что через нее не проходит поток электронов, т. е. электрический ток. Причина может быть во внешней цепи, когда к лампе не подходят нужные напряжения. Это можно проверить измерением напряжений в схеме у штырьков лампы. При отсутствии напряжений или их уменьшении более чем на 20% причину нужно искать во внешней цепи.

Другой причиной, при наличии напряжений, может быть потеря эмиссии катодом лампы. В таком случае лампу нужно менять.

Белый налет внутри лампы, ее необычное свечение также говорят о выходе из строя лампы.

2.6. Полупроводниковые приборы

2.7. Трансформаторы для электроснабжения

2.8. Выпрямители

Многие потребители энергии требуют для своей работы постоянного тока. К ним относятся аппаратура радиоэлектроники и автоматики, двигатели постоянного тока в промышленности и на транспорте, технологические процессы в промышленности, например, электролиз.

Преобразование переменного тока в постоянный осуществляется в выпрямителях с использованием полупроводниковых приборов.

Основными частями выпрямителя являются:

вентильная группа, преобразующая переменный ток в постоянный, трансформатор, преобразующий величину напряжения, получаемого из сети, в величину, нужную для приемника постоянного напряжения;

сглаживающий фильтр для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения.

Кроме того, выпрямитель может иметь устройства для стабилизации и регулирования выпрямленного напряжения.

По числу фаз первичной обмотки трансформатора выпрямители могут быть однофазными и трехфазными.

На рис. 2. 5 показаны распространенные схемы выпрямителей.

Рис. 2. 5. Схемы выпрямителей:

а) однофазная мостовая; б) трехфазная нулевая; в) трехфазная мостовая. i2,i2а,i2б,i2с — токи в обмотках трансформатора; iнагр — ток в нагрузке;

Rнагр — сопротивление.нагрузки; А — общий анод; К — общий катод.

Выпрямители с регулированием выпрямленного напряжения, или управляемые, могут работать по тем же схемам рис. 2.5, б, в, но с применением управляемых диодов и системы управления этими диодами.

Однофазная мостовая схема выпрямления (рис. 2.5, а) состоит из четырех диодов, включенных по схеме моста, причем

нагрузка присоединяется к общей точке катодов двух диодов и к общей точке анодов других двух диодов, составляя диагональ моста 1—2. Другая диагональ моста присоединяется к вторичной обмотке трансформатора. Направление тока в полупериод, когда знак «+» на верхнем конце обмотки трансформатора, показано на рисунке, при этом ток проводят диоды VD1 и VD3, а другие диоды находятся под обратным напряжением. В следующий полупериод ток проводят диоды VD2 и VD4. Ток в нагрузке всегда идет от точки 1 к точке 2, от зажима «+» выпрямителя к зажиму «—».

Трехфазная нулевая схема (рис. 2. 5, б) состоит из 3 вентилей, аноды которых присоединяются к выводам вторичной обмотки трансформатора, соединенной звездой, а катоды присоединяются общей точкой к нагрузке. Второй зажим нагрузки присоединяется к нулевой точке вторичной обмотки трансформатора. Ток через вентиль проходит в течение трети периода, а потом переходит на другой вентиль.

Пульсации выпрямленного напряжения в данной схеме меньше, чем в однофазной мостовой.

В трехфазной мостовой схеме выпрямления (рис. 2. 5, в) применяются шесть вентилей, образующих две группы: 3 вентиля с общим анодным выводом, а 3 — с общим катодным выводом. Нагрузка присоединяется к этим общим выводам. При активной нагрузке в любой момент времени ток проходит через два вентиля из разных групп. Пульсации выпрямленного напряжения в данной схеме меньше, чем в трехфазной нулевой.

В выпрямительных установках диоды вместе с охладителями входят в состав модулей, а модули входят в состав выпрямительного блока кассетного типа.

Применяется воздушное или жидкостное охлаждение диодов.

При воздушном охлаждении для приборов на токи 10... 25* А применяют охладители в виде пластин, а для более мощных приборов — специальные радиаторы.

Воздушное охлаждение бывает естественным и принудительным.

При естественном охлаждении из-за худших условий охлаждения по сравнению с принудительным охлаждением нагрузку приборов приходится снижать на 40%.

Принудительное охлаждение производится с помощью вентиляторов.

При жидкостном охлаждении в индивидуальных или групповых охладителях циркулирует вода, подаваемая насосами.

В тиристорных установках на токи 25, 50, 100 А применяется один шкаф для всех узлов установки, например, шкаф КТЭ. В его состав входят рама с автоматическими выключателями, кассеты системы регулирования, кассета системы защиты и сигнализации, блок питания, силовой тиристорный блок, измерительные приборы, устройства сигнализации.

Тиристорный агрегат AT на ток до 500 А состоит из шкафа вводного устройства и трансформатора, шкафа преобразователя, шкафа с автоматическим выключателем и реактором. Шкафы имеют приборы измерения напряжения и тока, приборы сигнализации.

На надежность выпрямительного устройства влияет качество монтажа. При монтаже надо обратить внимание на затягивание зажимов токоведущих частей, не допуская в то же время деформации металла в месте соединения. Как правило, агрегаты общепромышленных установок предназначены для работы в помещениях при температуре окружающего воздуха 1... 50 С, относительной влажности воздуха не более 85... 90% при+ 20 С или 50% при +40 С, отсутствии в помещении агрессивных газов и паров. Агрегаты монтируют на перекрытиях или полах с креплением болтами, причем отклонение от вертикали должно быть не более 5 угл град.

После монтажа агрегата производится наладка его блоков.

Сопротивление изоляции в силовых цепях измеряется мегаомметром на напряжение 2, 5 кВ и должно быть не менее 50 МОм, в цепях управления — мегаомметром на 0, 5 кВ и должно быть не ниже 0, 5 МОм.

Основным условием правильной работы агрегата является обеспечение строгой последовательности управляющих импульсов на электродах соответствующих тиристоров, что достигается фазировкой системы управления. Фазировка осуществляется с помощью осциллографа по инструкции.

При работе вентилей имеют место перенапряжения не только при аварийных режимах, но и при обычной работе. Это объясняется тем, что цепи с вентилями имеют реактивные элементы в виде дросселей и конденсаторов, в которых происходят колебания напряжения при переходе тока с вентиля на вентиль. Так как этот переход тока происходит непрерывно, то непрерывно происходят и колебания напряжения. Вследствие этого на вентилях могут быть перенапряжения, представляющие для них опасность. Перенапряжения могут происходить и при переключениях автоматами и контакторами.

Неисправности выпрямительных установок и методы их устранения приведены в инструкциях по эксплуатации. Некоторые неисправности установок приведены в табл.2. 22.

Таблица 2.22 НЕИСПРАВНОСТИ ТИРИСТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

2.9. Электрические аппараты

Рубильники и переключатели

Рубильники и переключатели служат для замыкания и размыкания вручную электрических цепей переменного тока напряжением до 500 В и постоянного тока напряжением до 440 В. Они устанавливаются на панелях распределительных устройств, в шкафах и ящиках.

Технические данные рубильников и переключателей приведены в табл. 2. 23.

Первая цифра в обозначении аппарата соответствует числу полюсов, вторая соответствует его величине по току: 1 —

100 А, 2 — 250 А, 4 — 400 А, 6 — 600 А. В таблице показаны только аппараты на 100 А.

Рубильники Р и переключатели П изготовляются без дугогасительных камер и могут работать только в качестве разъединителей, т. е. размыкать обесточенные электрические цепи. Рубильники и переключатели прочих типов изготовляются с дугогасительными камерами и могут коммутировать электрические цепи под нагрузкой.

Таблица 2. 23 ДАННЫЕ О РУБИЛЬНИКАХ И ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯХ

Плавкие предохранители

Предохранители предназначены для защиты электрооборудования и сетей от токов короткого замыкания и недопустимых длительных перегрузок.

Данные плавких предохранителей массового применения показаны в табл. 2. 24. Данные предохранители имеют кварцевое заполнение корпуса в виде кварцевого песка, у предохранителей НПН стеклянный корпус круглого сечения, а у ПН2 — фарфоровый корпус прямоугольного сечения.

Таблица 2. 24 ДАННЫЕ НЕКОТОРЫХ ПЛАВКИХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ

Автоматические выключатели (автоматы)

Автоматы предназначены для защиты от токов короткого замыкания и перегрузки электрических линий и приемников энергии, для включений и отключений линий и приемников энергии.

Данные выключателей массового применения приведены в табл. 2.25.

Выключатель АК63 разработан с целью замены выключателя АП—50, имеющего малую коммутационную способность. Выключатель имеет расцепители максимального тока на 0, 63... 63 А, 500 В переменного и 220 В постоянного напряжения, его коммутационная способность в 2, 5 раза больше, чем у выключателя АП50.

В отличие от выключателей АП50 выключатели АК63 имеют открытые выводы, для закрывания которых могут поставляться крышки. Открытые выводы, не соприкасающиеся с корпусом выключателя, имеют лучший теплоотвод, а при нагреве выводов не происходит выгорания корпуса выключателя.

Автоматические выключатели АЕ2000 разрабатывались с целью замены всех других выключателей на ток до 100 А. Они имеют величины на 25, 63 и 100 А с расцепителями максимального тока на 0, 6 А и выше, тепловыми и комбинированными расцепителями.

Выключатели серии АЕ1000 предназначены для защиты участков сетей жилых и общественных зданий. Они являются

Таблица 2. 25 АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Примечание: выключатели без расцепителя обозначаются цифрой 7 (например, А3114/7).

Продолжение табл. 2. 25

Окончание табл. 2.25

однополюсными с расцепителями тепловыми, электромагнитными или комбинированными на токи 6, 10 и 16 А.

Расцепитель любого автоматического выключателя представляет собой блок, встроенный в корпус выключателя и предназначенный для отключения выключателя под действием тока, большего того, на который он настроен.

Действие теплового расцепителя основано на изменении формы биметаллической пластинки при протекании по ней тока нагрузки выключателя, большего номинального тока этого выключателя. Пластинка действует на механизм выключения выключателя.

Электромагнитный расцепитель состоит из электромагнитов, по катушкам которых проходит ток выключателя. Электромагниты приводятся в действие только при токе аварийной перегрузки, например, заклинивания механизма, или токе короткого замыкания, и воздействуют на механизм отключения выключателя.

Комбинированный расцепитель содержит расцепители обоих видов.

Для выключателя данной величины может быть несколько расцепителей, имеющих свои разные номинальные токи, которые могут регулироваться. Уставка на ток мгновенного срабатывания, или ток отсечки, означает, что при данном токе срабатывает электромагнитный расцепитель данного выключателя.

Предельная коммутационная способность означает предельный ток, который может отключить выключатель.

Магнитные пускатели

Магнитные пускатели предназначены для дистанционного управления трехфазными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором и другими приемниками энергии.

Включение магнитных пускателей может производиться вручную с помощью кнопочного поста и автоматически с помощью датчиков автоматики непосредственно или через промежуточные реле, с помощью блок-контактов других пускателей. Отключение пускателей производится вручную или при аварийных режимах с помощью реле тепловых или реле максимального тока, при отключении сблокированных с ними других пускателей, при действии устройств автоматики.

Данные некоторых пускателей приведены в табл. 2. 26. Пускатели типа ПМЕ и ПА в таблице только нереверсивные. У реверсивных пускателей данные те же, но они состоят из двух

пускателей, сблокированных механически и электрически против одновременного включения, а в обозначении типа реверсивных пускателей последняя цифра больше на два, например, ПМЕ—111 — нереверсивный, ПМЕ—113 — реверсивный.

Пускатели ПМЕ и ПА заменяются пускателями типов ПМЛ и ПАЕ — см. табл. 2. 27, 2. 28, 2. 29.

Таблица 2. 2 6 МАГНИТНЫЕ ПУСКАТЕЛИ

Таблица 2. 27 ДАННЫЕ ПУСКАТЕЛЕЙ ПМЛ И ТЕПЛОВЫХ РЕЛЕ РТЛ

Таблица 2.28 СТРУКТУРА УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ МАГНИТНЫХ ПУСКАТЕЛЕЙ СЕРИИ ПАЕ

Таблица 2.2 9 ДАННЫЕ СИЛОВОЙ ЦЕПИ МАГНИТНЫХ ПУСКАТЕЛЕЙ СЕРИИ ПАЕ

Тепловые реле

Данные тепловых реле приведены в табл. 2. 30.

Таблица 2. 30 ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ТЕПЛОВЫХ РЕЛЕ

Окончание табл. 2 30

Тепловые реле могут поставляться в блоке с пускателями или отдельно.

Тепловые реле предназначены для защиты от перегрузок асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Так как они не защищают от коротких замыканий и сами нуждаются в такой защите, то на ответвлении к электродвигателю перед пускателем ставится автоматический выключатель с электромагнитным расцепителем.

Чувствительным элементом у реле служит термобиметалл, по которому проходит ток. У реле на большие токи имеется нихромовый нагреватель для дополнительного нагрева биметалла.

Чувствительные элементы реле включаются в две фазы электродвигателя, контакты реле включаются в цепь катушки пускателя.

Реле максимального тока

Токовые реле, или реле максимального тока, применяются для защиты асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором от внезапных перегрузок при заклинивании приводимого механизма, например, дозатора муки, ротора дробилки и т. д.

В качестве максимального реле применяются электромагнитные реле с последовательным присоединением обмоток в цепь двигателя.

Технические данные некоторых реле приведены в табл. 2. 31.

Таблица 2. 31 МАКСИМАЛЬНЫЕ РЕЛЕ

Выбор электрических аппаратов для замены вышедших из строя

На практике приходится заменять электрические аппараты любого вида. Замена требуется, когда аппарат вышел из строя полностью или когда ремонт на месте не возможен.

С течением времени меняется ток, проходящий через аппараты с изменением нагрузки от приемников энергии, заменой электродвигателей и т. д., что также влечет за собой замену аппаратов.

В таких случаях необходимы рекомендации по выбору аппаратов.

Прежде всего, степень защиты аппарата должна соответствовать условиям той среды, где он будет работать.

Номинальный ток аппарата должен быть не меньше расчетного тока нагрузки, напряжение аппарата должно соответствовать напряжению сети, где он будет применяться.

Аппараты должны быть устойчивы к току короткого замыкания, который может через них проходить, а те аппараты, которые должны отключать этот ток, должны быть устойчивы при его отключении.

Номинальный ток плавкой вставки предохранителя должен быть не меньше расчетного тока цепи, т. е. Iв>Iр.

Плавкая вставка не должна перегорать при нормальных перегрузках на данном ответвлении, например, при пусковых токах двигателей.

Предохранители не желательно устанавливать на ответвлении к одному двигателю для защиты его от тока короткого замыкания, так как при перегорании одной вставки двигатель выйдет из строя при работе на двух фазах.

Ток вставки на ответвлении, где более одного двигателя,

Iв=( Iр + Iп)/2.5

где Iр — расчетный ток ответвления, Iп — пусковой ток наиболее мощного двигателя. При тяжелых условиях пуска в знаменателе вместо 2,5 нужно ставить 1,6...2.

Плавкие вставки, установленные последовательно в сети, должны работать селективно, т. е. должна перегорать вставка, установленная ближе к месту короткого замыкания, а не наоборот. Для этого практически нужно, чтобы ток вставки, расположенной ближе к месту короткого замыкания, был на одну-две ступени ниже по шкале номинальных токов вставок.

Для автоматических выключателей номинальный ток расцепителя должен быть не меньше расчетного тока цепи, т. е. Iн,расц>=Iр- Автоматический выключатель не должен отключать установку при нормальных перегрузках.

Ток уставки регулируемого теплового расцепителя должен быть равен 1,25 расчетного тока цепи, т. е. Iуст, тепл = 1.25Iр.

Ток уставки регулируемого электромагнитного расцепителя должен быть пропорционален току наибольшей кратковременной перегрузки:

Iуст.эл-магн=1.25Iпер

Автоматы для защиты асинхронных двигателей должны удовлетворять следующим условиям.

Для двигателей повторно-кратковременного режима при ПВ = 25% или длительного режима с легкими условиями пуска

/н, а >Iн.дв Для двигателей, работающих в напряженном повторно-кратковременном режиме и для двигателей с длительным режимом работы с тяжелыми условиями пуска Iн, а>1,5Iн дв, где Iн,а — номинальный ток автомата, Iн,дв — номинальный ток двигателя.

Ток уставки электромагнитного элемента должен соответствовать:

для двигателя с короткозамкнутым ротором

Iуст, эл-магн> (1.5...1,8)Iп, для двигателя с фазовым ротором

Iуст , эл-магн > (2,5...3)Iн,дв,

где Iп — пусковой ток двигателя.

Аппараты защиты по своей отключающей способности должны соответствовать току короткого замыкания при замыкании в ближайшей точке за аппаратом. Все аппараты должны быть защищены от замыканий внутри них предохранителями или автоматами.

Реле тепловое выбирают так, чтобы максимальный ток продолжительного режима реле с данным тепловым элементом был не менее номинального тока защищаемого двигателя, ток уставки реле был равен номинальному току защищаемого двигателя, запас регулировки тока уставки на шкале реле должен быть небольшим, особенно в сторону увеличения, т. к. при большом запасе регулировки в сторону увеличения возможно загрубление защиты, когда реле не будет работать.

Монтаж и наладка электрических аппаратов

Аппараты, имеющиеся в наличии для замены вышедших из строя, часто не подходят по месту установки. Прежде всего может не подходить расположение мест крепления. Тогда приходится на месте установки аппарата делать новые отверстия для крепления, исходя из имеющихся средств. В металле отверстия могут быть сделаны пробиванием, сверлением ручной или электрической сверлильной машиной, газовой или электрической сваркой, в дереве — сверлением буравами, сверлильной машиной, в стенах или перегородках из каменных материалов — шлямбурами или сверлильными машинами с применением сверл с твердыми наконечниками. При этом для ввертывания винтов в отверстия забиваются деревянные пробки.

Может случиться, что новый аппарат по размерам не подходит в данном месте. Тогда его нужно укрепить в другом доступном месте, применив для присоединения другие провода или кабели. В случае необходимости для установки аппарата можно установить дополнительное основание, раму или каркас.

При установке аппарата в новом месте нужно обеспечить его доступность для осмотра и ремонта, доступность винта зануления (заземления), свободное открывание крышки корпуса.

Следует учесть, что предохранители типов НПН и ПН2 не являются взаимозаменяемыми по способу установки, поэтому при их взаимной замене нужно менять и устройства их фиксации — контактные стойки.

Защитные реле монтируют на вертикальной панели обычно под тем пускателем, на отключение которого они воздействуют. Если пускатель смонтирован в отдельном ящике, где предусмотрено место для реле теплового, то оно монтируется там же.

Реле тепловые типа РТН монтируют зажимами цепи управления вверх. Реле типа ТРП—25 монтируют зажимами цепи управления вниз, а остальные реле этого типа — зажимами цепи управления вверх. Между металлическим основанием и корпусом реле ТРП—25 ставят изолирующую прокладку.

Не гарантируется срабатывание реле в нужный момент, если:

рядом с реле (особенно под ним) размещен аппарат или прибор, выделяющий дополнительное тепло (резистор, реостат),

реле смонтировано в верхних, наиболее нагреваемых частях ящиков и шкафов,

реле и защищаемый двигатель установлены в местах, где значительная разница температур окружающей среды.

После монтажа аппаратов производят их наладку, в которую входят внешний осмотр, проверка работы аппаратов без напряжения, проверка схем управления, сигнализации и блокировки, измерение сопротивления изоляции, опробование работы аппаратов и схем под напряжением.

Внешний осмотр

При внешнем осмотре проверяют:

завершение всех монтажных работ;

соответствие установленных аппаратов и приборов току нагрузки защищаемого электроприемника и условиям его работы;

соответствие напряжении обмоток реле и катушек аппаратов напряжению сети;

исправность тепловых элементов реле и соответствие их току защищаемого двигателя;

отсутствие вблизи реле теплового дополнительных источников нагрева;

отсутствие механических повреждений;

правильность установки аппаратов и надежность их крепления;

состояние всех контактов аппаратов, отсутствие пыли, грязи, ржавчины, особенно в местах прилегания якоря и сердечника магнитопровода;

целость заземляющей проводки от аппаратов до мест присоединения к общей сети заземления (зануления);

отсутствие прокладок, подвязок, ограничивающих ход подвижных деталей аппаратов при транспортировке;

отсутствие перекосов контактов и подвижных механических частей, их свободный ход;

наличие и исправность возвратных пружин подвижных систем;

наличие растворов и провалов у глазных контактов и блок-контактов (см. п. 2.9.9). Величины растворов и провалов должны соответствовать прикладываемой к аппарату инструкции.

У реверсивных пускателей проверяют работу механической блокировки против одновременного срабатывания двух контакторов.

Проверка аппаратов

Аппарат отсоединяется от электрической схемы и измеряется сопротивление изоляции его токоведущих частей. Если монтаж и наладку производит один и тот же электрик, то сопротивление изоляции можно измерять до присоединении аппарата к электрической- схеме.

Проверка аппаратов на механическую регулировку включает операции по проверке и устранению замеченных отклонений от нормы:

проверка плотности прилегания якоря к ярму;

проверка крепления демпферных витков;

при необходимости зачистка главных контактов и блок-контактов;

проверка отсутствия трения между контактами и дугогасительными камерами;

проверка крепления катушки;

проверка растворов и провалов главных контактов и при необходимости их регулировка, проверка одновременности замыкания главных контактов, проверка их нажатия.

При механической регулировке производится затяжка всех гаек, винтов, установка недостающих деталей.

Проверка электромагнитных элементов автоматов и токовых реле, тепловых элементов автоматов и тепловых реле производится при их нагрузке током на специальных стендах опытными специалистами. Этими же специалистами проверяются схемы управления, сигнализации и блокировки.

Влияние контактов и контактных соединений на работу электроаппаратов

Контакты определяют коммутационную способность аппарата, производящего коммутационные операции. Коммутационными операциями называются операции включения и отключения аппаратов. Операции имеют обозначение, например, О — отключение, В — включение.

Коммутационной способностью аппарата называется его способность произвести определенное число коммутационных операций при сохранении работоспособности. Например, для автомата коммутационными операциями являются О—ВО—ВО. Обычно рассматривается предельная коммутационная способность при верхнем пределе коммутируемого тока. Но аппарат может не коммутировать ток, по величине ниже некоторого предельного, и в этом случае существует интервал критических значений токов.

На коммутационную способность аппарата влияет и характер нагрузки коммутируемой цепи. В цепях, содержащих индуктивность и емкость, происходит накопление энергии на индуктивности и емкости, и при разрыве цепи контактами аппарата происходят перенапряжения, что выражается в повышенном искрообразовании от дуги. Поэтому в цепях с такой нагрузкой коммутационная способность контактов ниже.

Повторно-кратковременный режим работы электроприемника, управляемого данным аппаратом, отрицательно влияет на контакты, так как происходит частое возникновение дуги при пусковом токе, что увеличивает износ контактов.

Приведем определения некоторых величин, относящихся к контактам.

Раствор контактов — кратчайшее расстояние между контактными поверхностями подвижного и неподвижного контактов в разомкнутом положении. Начальное нажатие контакта — нажатие пружин на контакт при разомкнутом положении контактов.

Конечное нажатие контакта — нажатие в момент окончания замыкания подвижного контакта с неподвижным.

Провал контакта — расстояние, на которое может сместиться место конечного касания подвижного контакта с неподвижным из положения полного замыкания, если будет удален жестко закрепленный контакт (подвижный или неподвижный). Значения вышеприведенных величин приведены в табл. 2. 32.

Таблица 2.32 ВЕЛИЧИНЫ РАСТВОРА И НАЖАТИЯ КОНТАКТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Раствор контактов в аппарате делается таким, чтобы не было затяжной дуги при отключении. Для исключения повторного замыкания контактов после удара механизма об упор при отключении раствор контактов делают не менее 2 мм.

На прохождение тока через контакты оказывает влияние переходное сопротивление в месте касания контактов, обусловленное наличием пленок окислов на поверхности контактов.

Большое значение в предотвращении образования пленок окислов имеет нажатие на контакты, так как оно препятствует проникновению воздуха в места контакта, разрушает пленки, снижает переходное сопротивление контактов и уменьшает их нагрев.

При наладке аппарата проверяют плотность крепления неподвижных контактов, плотность прилегания к ним подвижных контактов во включенном положении. Определение силы конечного нажатия контактов пускателя ПМЕ-211 показано на рис. 2. 6, а. Предварительно для безопасности отключается напряжение с контактов силовой цепи, потом к подвижному контакту присоединяется динамометр, например, с помощью лески, и пускатель включается. Предварительно под подвижный контакт ложится полоска тонкой бумаги. Подвижный контакт оттягивается с помощью динамометра по линии, перпендикулярной плоскости касания контактов, пока полоска бумаги не будет свободно выниматься, и в этот момент динамометр покажет силу нажатия контактов.

Определение силы начального нажатия контактов показано на рис. 2. 6, б. Полоска бумаги подкладывается под пластинчатую пружину над контактом, пускатель не включается, и контакт так же оттягивается через динамометр, пока не вынется полоска бумаги, и в этот момент определяется сила начального нажатия контакта.

Недостаточное начальное нажатие приводит к оплавлению и привариванию контактов, а чрезмерное нажатие — к нечеткому срабатыванию контактора пускателя.

При длительном прохождении тока через контакты они нагреваются тем больше, чем больше переходное сопротивление, а медные контакты также окисляются, поэтому аппараты с медными контактами для длительной работы не применяются. С увеличением нагрева контактов переходное сопротивление в месте касания контактов увеличивается до размягчения материала контактов. При размягчении увеличиваются площадки касания контактов, и сопротивление уменьшается. При достижении контактной точкой температуры плавления происходит дальнейшее уменьшение переходного сопротивления, уменьшается количество выделяемой теплоты и место контакта охлаждается, увеличиваются силы сцепления материала контактов. Если эти силы больше, чем разъединяющие силы при отключении аппарата, то его нельзя отключить, что говорит о приваривании контактов. Их можно разъединить только после снятия напряжения с аппарата механическим воздействием.

На работу аппаратов влияют различные контактные соединения, которыми они присоединяются к сети, и соединения проводников в сети.

На рис. 2. 7 показаны разборные контактные соединения;

а-г — алюминиевых проводников с выводами аппаратов, д — соединения алюминиевых шин, е-з — медных проводников с выводами аппаратов.

Особенностью алюминия является то, что он образует на поверхности деталей пленку, которая тугоплавка и обладает большим сопротивлением для тока. Поэтому перед соединением алюминиевые проводники защищаются под слоем кварцевазелиновой пасты, которая затем обтирается и проводники сразу соединяются.

Другой особенностью алюминия является текучесть при зажатии гайкой в зажиме, поэтому для присоединения кольца из провода применяются специальные шайбы — звездочки 3 при сечении провода до 10 мм2, при большей площади сечения применяются алюминиевые наконечники и тарельчатые шайбы 6. При отсутствии таких шайб может быть применена вторая гайка — контргайка.

С учетом отрицательного влияния соединений медь—алюминий на состояние контакта выводы аппаратов делают лужеными, а если они не луженые, то соединения медь—алюминий не применяются в сырых помещениях, если аппараты не герметичны.

Рис. 2.7. Разборные контактные соединения:

а) -д) присоединения алюминиевых проводников: а), б), в) — присоединения к плоским выводам электрических аппаратов; а) присоединение провода, согнутого на конце в кольцо: 1 — винт, 2 — шайба пружинная, 3 — шайба-звездочка; б), в) 4 — болт, 5 — гайка, 6 — шайба тарельчатая, 7 — шайбы, 8 — наконечники; г) присоединение к штыревому выводу: 9 — шпилька; д) соединение алюминиевых шин; е), ж) присоединение медных проводников к плоским выводам аппаратов; е) присоединение провода, согнутого на конце в кольцо: 1— винт, 2 — шайба пружинная, 3 — шайба; ж) 4— болт, 5 — гайка, 6 — шайба пружинная, 7 — шайба; я) гнездовой зажим.

Для присоединения конца медного провода в виде кольца или с наконечником применяется шайба и пружинная шайба, а при отсутствии пружинной шайбы применяется контргайка.

На рис. 2.8 показаны неразборные соединения пайкой — а, прессованием — б,г, сваркой — в, д.

Рис. 2. 8. Неразборные соединения:

о) паяные соединения медных проводов. Подготовка к панке: 1 — проводов, 2 — присоединения провода к выводу; 1, 2 — готовые соединения; б) оконцевание трубчатым наконечником прессованием; в) оконцевание литым наконечником сваркой: 1 — вверху — наконечник после прессования, внизу — он же, покрытый изолентой, 2 — то же литой наконечник; г) соединение проводов прессованием. 3 — гильза; д) соединение проводов сваркой: 4 — форма; б)-д): 5 — изолента.

На рис. 2.9 показано разъемное контактное соединение для трехфазной сети. Такие соединения применяют для присоединение кабелей передвижных машин и инструментов к источнику питания. При этом для безопасности нужно помнить, что часть соединения, содержащая гнезда, присоединяется к источнику питания, стержень 1 для заземления или зануления всегда длиннее других, чтобы при соединении разъема этот стержень входил в гнездо первым, подготавливая цепь заземления или зануления, а при рассоединении выходил последним, когда силовая цепь уже рассоединена. Для предотвращения рассоединения разъема или ослабления контактов должен быть специальный замок, предотвращающий рассоединение.

На таком же принципе устроены разъемы для однофазной сети с двумя рабочими контактами и одним зануляющим или заземляющим, или просто с двумя контактами, в том числе и обычные розетки с вилками.

Нужно постоянно следить за контактами аппаратов, разъемов и соединений, так как от их состояния зависит надежность работы электроустановок.

Неисправности электрических аппаратов

Основные неисправности электрических аппаратов приведены в табл. 2.33.

Таблица 2.33 ОТКАЗЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Продолжение табл. 2.33

Продолжение табл. 2.33

Продолжение табл. 2.33

Продолжение табл. 2.33

Окончание табл. 2.33

Примечание. Несимметрия питающего напряжения обычно выражается в понижении напряжения одной из фаз. Причиной часто является сгорание зажима или перегорание предохранителя в сети до того места, где эта несимметрия ощущается. Место повреждения можно найти, измеряя напряжения в фазах относительно земли, двигаясь по направлению к питающему трансформатору. Если неисправность на участке другой службы, то об этом сообщается электрикам этой службы.

Рис. 2.10. Отсутствие касания контактов пускателя:

а) наличие препятствия между контактами; 6) контакты отпаялись от мостика.

Рис. 2.11. Неплотное прилегание якоря электромагнита пускателя:

1 — воздушный зазор.

Рис. 2.12. Неисправности кнопочного поста управления типа ПКЕ—222—2У2 — заклинивание кнопки «Ход» во включенном положении и замыкание неподвижных контактов кнопки «Стоп» по пластмассовому корпусу: 1 — место замыкания

Рис. 2.13. Автомат не отключается и его нельзя подготовить к включению — препятствие ходу рукоятки автомата при отводе ее назад.

Рис. 2.14. Нож рубильника не входит в контактную стойку.

Рис. 2.9. Принцип ycтройства разъемною контактного соединения.

1 — зануляющий (заземляющий) стержень с гнездом, 2 — силовые стержни с гнездами, 3 — изоляционные распорные диски, 4 —- замок, 5 — жили кабеля, б — корпус половины разъема.

2.10. Электрические машины