Ремонт электрических аппаратов напряжением до 1000 В

3.1 Общие сведения

Электрические аппараты предназначены для включения и отключения, управления, регулирования и защиты электрооборудования и участков электрических цепей. В зависимости от назначения их разделяют на четыре группы:

· Коммутационные – для включения и отключения электрических цепей;

· Защиты – защищающие электрические цепи от перегрузки, токов короткого замыкания, недопустимого повышения напряжения, снижения или исчезновения напряжения;

· Токоограничивающие и пускорегулирующие – для пуска, регулирования частоты вращения двигателя, изменения тока в электрических цепях, ограничения тока при коротком замыкании;

· Выполняющие одновременно несколько из перечисленных выше функций – включение и отключение электрических цепей, защита их от перегрузок, токов короткого замыкания и др.

В зависимости от номинального напряжения различают электрические аппараты до 1000 В (обычно до 660 В) и свыше 1000 В.

В электрических аппаратах чаще всего повреждаются подвижные и неподвижные рабочие контакты, а также промежуточные и дугогасительные, реже детали механизмов, пружины, пластины дугогасительных камер и изоляция.

Основным показателем качества любого контакта является его переходное сопротивление, которое зависит главным образом от состояния контактных поверхностей и степени прижатия их одна к другой, так как контактные поверхности соприкасаются не по всей их площади, а только в отдельных точках, называемых точками соприкосновения. Плохо обработанные и окислившиеся контакты имеют большое переходное сопротивление.

Тщательная слесарная обработка контактных поверхностей позволяет убрать оксидную пленку и получить наибольшее количество точек соприкосновения. Контактные поверхности медных контактов рекомендуется обрабатывать надфилем или напильником.

В электроустановках до 1000 В в качестве силовых выключателей используются рубильники, пакетные выключатели, автоматические выключатели, магнитные пускатели, контакторы. При отключении этих аппаратов возникающая между контактами дуга легко гасится без применения специальных дугогасительных устройств (в рубильниках) или с помощью простых дугогасительных приспособлений (дуугогасительных решеток в контакторах или автоматических выключателях).

 

3.2 Ремонт автоматических воздушных выключателей.

Автоматический воздушный выключатель предназначен для автоматического отключения электрических цепей при возникновения в них токов перегрузки и короткого замыкания, а также при недопустимом снижении или полном исчезновении напряжения. Автоматический выключатель называют воздушным, потому что электрическая дуга, возникающая между его контактами в момент отключения, гасится в воздухе.

В зависимости от количества полюсов они бывают одно-, двух- и трехполюсные. Основными частями выключателя является контактная и дугогасительная системы и механизм свободного расцепления. Контактная система автоматических выключателей небольшой мощности (на токи до 100 А) может быть одноступенчатой или двухступенчатой. Одноступенчатую систему контактов применяют и в выключателях средней мощности (до 600 А), если рабочие поверхности контактов имеют металлокерамическое покрытие. В мощных выключателях используют двух- или трехступенчатую систему контактов. В последнем случае контактная группа выключателя состоит из главных, промежуточных и дугогасительных контактов. Промежуточные контакты служат для облегчения перехода тока с главных контактов на дугогасительные при отключении. Действие дугогасительного устройства основано на растяжении и охлаждении электрической дуги в камере. Камера представляет собой асбоцементную коробку, в которой расположена дугогасительная решетка из стальных пластин, покрытых тонким слоем меди, предохраняющей стальные пластины от коррозии.

В автоматических выключателях выходят из строя преимущественно контакты, отключающие механизм и пружины. В результате электрического и механического воздействия может нарушаться изоляция обмотки электромеханического привода или главного вала. В зависимости от характера повреждения автоматические выключатели ремонтируют в электроремонтном цехе или на месте их установки.

При ремонте контактов откручивают винты крепления дугогасительных камер и осторожно их снимают. Закопченные стальные омедненные пластины решетки очищают от нагара щеткой, моют и протирают чистыми тряпками. Затем промывают и опиливают напильником слегка обгоревшие контакты выключателя, снимая с их рабочих поверхностей частицы оплавленной меди. С сильно оплавленных контактов напильником убирают наплавы меди, стараясь сохранять их форму. При уменьшении размеров контактов более чем на 30% их заменяют новыми.

 

Рис. 3.1. Выключатель автоматический АК63:

1 — дно; 2 —плунжер; 3 — трубка; 4 — катушка; 5 — жидкость специальная; 6, 8, 11, 21, 25 — пружины; 7 — наконечник полюсный; 9 — якорь; 10 — коромысло; 12 — рейка; 13 — рычаг; 14 - корпус; 15, 17 — выводы; 16 — камера дугогаситсльная; 18 — крышка; 19 — вспомогательные контакты; 20 — рукоятка; 22 — ось; 23 — барабан; 24 — стойка; 26 — стержень; 27, 28 — контакты; а — включен; б — выключен автоматически; в — выключен вручную

В автоматических выключателях, которые часто включаются и выключаются, не только изнашиваются контакты, но и нарушается их регулировка. Это приводит к перегреву контактов при работе и выходу х из строя. Поэтому после ремонта контактов необходимо отрегулировать контактную систему. Это одна из важнейших операций ремонта, от которой зависит продолжительная нормальная работа выключателя.

В процессе регулировки контактной системы добиваются соприкосновения сначала главных, затем промежуточных и дугогасительных контактов, хотя очередность их включения при работе выключателя обратная. Соприкосновения главных контактов достигают, изменяя положение их держателей с помощью гаек, промежуточных контактов – сгибанием в нужном направлении плоской пружины, а дугогасительных – используя регулировочные гайки.

Контактная система регулируется так, чтобы в момент касания дугогасительных контактов зазор между подвижными и неподвижными промежуточными контактами был не менее 5 мм, а в момент касания промежуточных контактов зазор между главными контактами состовлял не менее 2,5 мм. Провал (расстояние, на которое может сдвинуться плоскость соприкосновения включенных контактов, если убрать неподвижный контакт) главных контактов во включенном положении отрегулированного автоматического выключателя должен быть не менее 2 мм, а раствор (наименьшее расстояние между контактами в разомкнутом состоянии) дугогасительных контактов в отключенном положении выключателя – не менее 65 мм.

При ремонте автоматического выключателя производят также проверку и регулировку начального и конечного нажатий его контактов. Начальное нажатие контактов – это усилие пружины в месте первоначального касания подвижных и неподвижных контактов, а конечное – усилие пружины в месте конечного касания контактов. Эти усилия замеряют специальным динамометром, поставляемым заводом-изготовителем вместе с выключателем. Усилия не должны отличаться от паспортных данных более чем на 10%.

При ремонте автоматического выключателя подвергают проверке резисторы, плавкую вставку предохранителя, состояние контактов конечного выключателя и вспомогательных контактов.

Качество ремонта выключателя определяют 15-20 циклами включений и выключений сначала под напряжением без нагрузки, а затем при 50%-й и полной номинальной нагрузках. Проверяют также работу всех расцеплений и устанавливают необходимые токи вставок максимальных расцеплений, после чего выключатель испытывают при номинальных нагрузках по программе и нормам завода-изготовителя.

 

3.3 Ремонт контакторов

Контакторы – это коммутационные электромагнитные устройства, предназначенные для дистанционного включения и выключения силовых электрических цепей при нормальных режимах работы. Они широко используются в электроустановках промышленных предприятий и являются основными силовыми аппаратами современных автоматизированных электроприводов. В электроустановках трехфазного переменного тока применяют трехполюсные контакторы, которые состоят из электромагнитной, контактной и дугогасительной систем.

Конструкция трехполюсного контактора переменного тока показана на рис. 3.2. Электромагнитная система контактора переменного тока состоит из катушки 2, неподвижного сердечника 1 и якоря 3, укрепленного на валике 4. При включении катушки контактора в сеть переменного тока якорь 3 притягивается к сердечнику 1, при этом валик контактора, на котором укреплены подвижные силовые контакты, поворачивается, и главные контакты замыкаются.

Контактная система состоит из главных подвижных и неподвижных контактов, гибких связей и вспомогательных контактов, служащих для переключения в цепях управления контактором, блокировки и сигнализации. В трехполюсном контакторе имеются три пары главных контактов, обеспеченных тремя (по одному на каждый полюс) дугогасительными устройствами.

 

Рис. 9. Трехполюсный контактор переменного тока: 1 - сердечник; 2 — катушка; 3 — якорь; 4 — валик

 

Рис. 3.3. Электромагнитный контактор КМ-2334:

1 — основание; 2 — вспомогательный контакт клиновой; 3, 5 — скобы; 4 — груз противовеса; 6 — вспомогательный контакт перекидной; 7 — контакт неподвижный; 5 —камера дугогасительная; 9 — выводная шина; 10—крышка камеры дугогашения: 11 — контакт подвижной; 12 — направляющая колодка; 13 — притирающая пружина; 14—контактодсржатель; 15 — регулировочные шайбы; 16 — планка; 17 — сердечник; 18 - рычаг противовеса; 19 — катушка втягивающая; 20 — якорь; 21 - скоба подвижной системы; I и II — секции втягивающей катушки 19;

Управление контактором осуществляется следующим образом. При подаче напряжения в цепь катушки электромагнита ее сердесник притягивает якорь, который поворачивается на определенный угол и прижимает подвижные контакты, находящиеся на одном валу с неподвижным якорем, к неподвижным. При разрыве электрической цепи катушки ее стержень перестает удерживать якорь и подвижные контакты отпадают, разрывая электрическую силовую цепь.

При выполнении текущего ремонта контакторов на месте их установки сначала отсоединяют все провода, кабели и шины. В процессе ремонта главным образом заменяют поврежденные или изношенные детали новыми и затем регулируют и испытывают контакты, гибкие соединения, дугогасительные камеры, катушки электромагнитов, пружины и короткозамкнутые витки.

С главных контактов снимают дугогасительные камеры, откручивают винты, которыми гибкие соединения крепятся к подвижным контактам, и удаляют подвижные контакты. Затем убирают неподвижные контакты, промывают их. В некоторых случаях зачищают контактные поверхности всех разобранных соединений, смазывают их тонким слоем вазелина. Далее контакты устанавливают на место в последовательности, обратной разборке.

Поврежденные гибкие медные пластины заменяют новыми. В случаях, когда таких пластин более 20%, рекомендуется полностью заменить гибкие соединения новыми. Камеры с сильно испорченными внешними или внутренними деталями также заменяют новыми. Неисправную катушку электромагнита меняют на новую или перематывают ее обмотку, выдерживая диаметр провода и количество витков. При намотке катушки тонким проводом для выводов используют гибкий провод диаметром 0,8 мм и более. Окончательно катушку проверяют пробным (не менее 10 циклов) включением и отключением контактора.

Лопнувший короткозамкнутый виток заменяют новым: сначала отгибают стальные пластины, прикрепленные к крайним листам пакета сердечника, вынимают поврежденный виток из желоба в сердечнике, а затем устанавливают в желоб новый виток и закрепляют его, загибая стальные пластины.

Поврежденные пружины заменяют новыми из числа запасных, поставляемых в комплекте с контактором.

Если нарушена изоляция вала подвижных контактов, ее заменяют новой, сделанной из материала, равноценного заменяемому по своим свойствам и толщине.

По окончании основных операций с помощью динамометра измеряют начальное и конечное нажатие главных контактов.

На заключительном этапе ремонта контактора проверяют, правильно ли собрана схема, прочно ли закреплены подвижные контакты на валу и хорошо ли прилегает якорь к сердечнику. Затем проводят послеремонтные испытания: измеряют сопротивление изоляции, омическое сопротивление обмотки катушки электромагнита и определяют точность работы контактора при сниженном напряжении.

Сопротивление изоляции должно быть не более 0,5 МОм. Омическое сопротивление обмотки катушки электромагнита, измеренное при С, не должно отличаться от паспортных данных более чем на 10%..

 

3.4 Ремонт магнитных пускателей

Магнитный пускатель состоит из контактора и тепловых реле. Он выполняет функции управления и защиты, например пуск, остановку и реверс электродвигателя с отключением его при перегрузках и исчезновении напряжения (нулевая защита).

Рис. 3.4. Магнитный пускатель и катушка магнитного пускателя.

 

В настоящее время применяются магнитные пускатели серий ПМА (преимущественно для дистанционного управления и защиты трехфазных двигателей с короткозамкнутым ротором мощностью до 75 кВт) и ПМЛ, допускающих до 1200 включений в час, со встроенными тепловыми реле (соответственно РТТ и РТЛ).

Тепловые реле РТТ, РТЛ, ТРП, ТРН, применяемые в магнитных пускателях, служат для защиты электрических цепей от токов перегрузки.

 

Рис. 3.5. Тепловое реле;

На рисунке 3.5 изображено тепловое реле, применяемое для защиты электродвигателей. Нагревательная спираль теплового реле нагревается током двигателя. Биметаллическая пластина 2, расположенная рядом со спиралью, также нагревается, но тепловое реле подбирается таким образом, что при нормальном режиме количество тепла, выделяемое нагревательной спиралью, не в состоянии изогнуть биметаллическую пластину.

Как только наступает перегрузка двигателя, он начинает забирать из сети ток больше нормального, обмотка двигателя перегревается и может сгореть. Тогда и начинает работать тепловое реле. При длительных и опасных перегрузках двигателя количество тепла, выделяемое спиралью 1, увеличивается. Биметаллическая пластина 2, усиленно нагреваясь, будет изгибаться и,.прогнувшись вверх, освободит рычажок 3, который ранее был защелкнут пластиной. Постоянно оттягиваемый пружиной 4 рычажок, повернувшись, разомкнет контакты 7 и тем самым разорвет цепь магнитной катушки 5, которая под действием пружины 8 разъединит главные линейные контакты 6 в цепи двигателя. Двигатель остановится. Таким образом, тепловое реле защищает двигатель от перегрузки.

Чтобы вновь включить двигатель, нужно сначала замкнуть контакты 7, поворачивая вручную рычажок 3 при помощи особой кнопки «возврат» 9. Однако рычажок 3 станет на место только после того, как биметаллическая пластина 2 остынет, вернется в свое первоначальное положение (через 0,5-3 мии. после выключения) и защелкнет рычажок. Только после этого замыкание кнопки «пуск» вызовет включение двигателя. Остановка двигателя по желанию осуществляется выключением кнопки «стоп».

При ремонте контактов и дугогасительного устройства магнитного пускателя выполняют в основном те же операции, что и при ремонте контакторов. В тепловых реле чаще всего повреждаются (перегорают) нагревательные элементы, которые заменяют новыми.

Контакты магнитных пускателей покрываются металлокерамическими наплавками, повышающими продолжительность их работы. При износе наплавок контакты следует заменить равноценными.

Проверку и испытание магнитного пускателя выполняют по программе и нормам завода-изготовителя. Результаты испытаний не должны отличаться от паспортных данных более чем на 10%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В ходе производственной практики я закрепил знания полученные в процессе обучения в университете и получил практические навыки по их применению.

В процессе практики я изучил структуру предприятия, своего цеха и взаимосвязь отдельных цехов и подразделений, был ознакомлен с работой и организацией ремонта станков с ЧПУ, участвовал в производственном процессе на месте оператора станков с ЧПУ. Получил представление о работе оператора и наладчика станков с ЧПУ. Мною была изучена организация и структура ремонтной службы.