Во избежание поражения электрическим током касаться руками клемм, других токоведущих деталей категорически запрещается.

Работа 1

Монтаж коммутационных аппаратов, распределительных устройств и вторичных цепей в установках напряжением до 1000 в

Цель работы

Изучить назначение и состав распределительных устройств сборного типа РУС.

Ознакомиться с коммутационными аппаратами, встраиваемыми в ящики, и их электрическими схемами.

Научиться выполнять монтаж коммутационных аппаратов и вторичных цепей.

Задание к работе

1. Проверить наличие аппаратов, первичных и вторичных цепей РУС.

2. Выполнить монтаж недостающих участков цепей.

3. Измерить сопротивление изоляции вторичных цепей.

4. Подключить РУС к сети и электроприемнику, проверить его работу.

Общие сведения [1]

Электроустановки состоят из совокупности машин, аппаратов, устройств, приборов, щитов и электрических цепей (шин, кабелей, проводов), которыми устройства соединены между собой.

В зависимости от назначения электрические цепи делят на первичные и вторичные. К первичным относят цепи, предназначенные для передачи и распределения электроэнергии электроприемникам (электродвигатели, электронагреватели и др.). К вторичным относят цепи, используемые для передачи токов управления, сигнализации, измерений.

Порядок соединения электрических устройств между собой определяется электрическими схемами. Наиболее часто используют схемы: принципиальные (полные), соединений (монтажные) и подключения.

Принципиальная схема (рис. 11.1) определяет полный состав элементов электроустановки и связей между ними и дает полное представление о принципах ее работы. Схему используют для изучения принципа работы установки. Электрические устройства и составляющие их элементы изображают на схемах условными графическими обозначениями, установленными ГОСТи единой системой конструкторской документации (ЕСКД).

Каждое устройство или элемент схемы имеет позиционное буквенно-цифровое обозначение, которое записывают справа от графического обозначения или над ним. Прописные буквы латинского алфавита указывают вид элемента и его функцию в схеме, а арабские цифры – его порядковый номер, например НL1 (см. рис. 11.1) – прибор световой сигнализации (лампа).

Рис. 11.1. Принципиальная электрическая схема ящика РУС 5115

Сведения об элементах и устройствах схемы и расшифровку их позиционных обозначений помещают в перечне элементов на одном листе с принципиальной схемой. Кроме позиционных обозначений элементов на электрических схемах обозначают номера участков электрических цепей. Систему обозначений участков цепей называют маркировкой. Она служит для опознавания (отыскания) участков цепей на схемах и в электрических установках при монтаже, наладке и ремонте электрооборудования.

Первичные силовые или главные цепи переменного тока изображают на схемах жирными линиями, их маркируют буквами А, В, С (или L) – обозначающими фазы, и последовательными числами 1, 2, 3 и т. д., обозначающими номер участка цепи. Например, А2 обозначает: А – фаза, 2 – участок цепи.

Нулевой рабочий проводник обозначают N, защитный проводник – PE. Функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников могут быть совмещены в одном проводнике (PEN-проводник) [2].

Вторичные цепи изображают на схемах тонкими линиями, маркируют последовательными числами 1, 2, 3 и т. д. Участки цепей имеют разную маркировку, если они разделены контактами аппаратов, катушками, резисторами, лампами и др. Цепи, сходящиеся в один узел, считают одним участком цепи, они имеют одну маркировку, место соединения проводов на схеме изображают точкой.

Монтаж первичных и вторичных цепей выполняют в соответствии со схемой соединений (рис. 11.2). Соединение электрических аппаратов и контактов между собой в монтажных схемах обозначают адресами. Адрес состоит из двух частей: первая включает знак позиционного обозначения, вторая – номер контакта, присвоенный заводом-изготовителем. На монтажных схемах заводские номера контактов проставляют в кружках, обозначающих контакты, или в скобках около контактов. Адрес записывают против обрыва проводника – это показывает позиционное обозначение и номер контакта того элемента схемы, к которому должен быть присоединен данный проводник.

Например (см. рис. 11.2), проводник А 1, присоединенный к контакту 1 выключателя QF1, имеет адрес КМ1:1, который читается следующим образом: провод, отходящий от контакта 4 выключателя QF1, должен присоединяться к контакту 1магнитного пускателя КМ1. У контакта 1 пускателя КМ1 пишут обратный адрес QF1:4, указывающий, откуда к контакту приходит провод. Часто в проектах вместо схемы соединений составляют таблицу соединений по форме (табл. 11.1).

Таблица 11.1

В графе "обозначение провода" указывают обозначение участка провода по маркировке на принципиальной схеме (см. рис. 11.1). В последующих графах – адреса соединяемых элементов.

Схема подключенияпоказывает, какие цепи и к каким зажимам устройства подключают провода и кабели внешнего монтажа. На рис. 11.2 схема подключения объединена со схемой соединения ящика РУС.

Рис. 11.2. Электрическая схема соединений РУС 5115

Технические требования к монтажу. Щиты, ящики и другое оборудование должно поставляться заводами-изготови-телями, полностью смонтированными с аппаратами и приборами, прошедшими ревизию регулировку и испытания [3].

Все аппараты перед установкой осматривают, проверяют их исправность, комплектность, соответствие паспортных данных проектным. Удаляют консервирующую смазку, опробывают от руки подвижность кнопок, рукояток, контактных систем и др. Пускорегулирующие аппараты располагают так, чтобы пуск и остановка электродвигателей происходили в поле зрения оператора. Щиты, аппараты в животноводческих зданиях устанавливают в помещениях с неагрессивной средой. Шкафы размещают так, чтобы их дверцы открывались не менее чем на 100°, а поворот рукояток рубильников и выключателей вверх или направо соответствовал включению аппарата, а вниз или налево – отключению. Установку шкафа выверяют по уровню и отвесу.

Отдельные аппараты (пускатели, автоматы) устанавливают на высоте 1500...1700 мм от пола с отклонением их оси от вертикали не более 5°. На лицевой стороне всех шкафов выполняют надписи в соответствии с рабочими чертежами. У приводов аппаратов устанавливают таблички с указанием присоединения и положения "Включено" и "Отключено". Такие же таблички устанавливают внутри шкафа, около каждого аппарата с указанием, к какому механизму они относятся.

На ключах, кнопках и рукоятках делают надписи выполняемой ими операции ("Пуск", "Стоп"), а на сигнальных лампах – таблички, указывающие характер сигнала ("Сеть", "Уровень"), В дверцах шкафов и ящиках устанавливают специальные замки, препятствующие их открыванию посторонними людьми.

Монтаж щитов, устройств, вторичных цепей. До начала работ необходимо изучить рабочие чертежи, техническую документацию устройств и принять от строителей по акту щитовые помещения, ниши, закладные, детали для щитов и др.

К монтажу вторичных цепей приступают после установки всего оборудования и аппаратов и проверки жил на отсутствие обрыва. Прозвонку жил протяженных цепей (рис. 11.3) выполняют прибором, для этого один конец жилы соединяют с корпусом, а второй конец отыскивают щупом прибора. Короткие цепи проверяют индикатором с батарейками.

Рис. 11.3. Схема прозвонки жил кабелей:
1 - щуп; 2 - прибор; 3 - зажим; 4 - индикатор; 5 - батарейка; 6 - кабель

Площадь сечения алюминиевых жил должна быть не менее 2,5 мм², а медных – 1,5 мм². Соединение жил допускается выполнять только на наборных зажимах планок или на выводах аппаратов с обязательной установкой шайбы-звездочки. Жилы должны иметь запас по длине для повторного присоединения.

Все аппараты, расположенные внутри ящика или шкафа, соединяют между собой неразъемными перемычками без вывода проводов на наборные зажимы (рис. 11.4, а, б). Цепи для подключения внешних устройств присоединяют на зажимы планок. Провода до прокладки выправляют и протирают ветошью, пропитанной парафином.

По панелям шкафов провода прокладывают только вертикально и горизонтально. Радиус изгиба проводов – не менее трех диаметров провода. К панелям провода крепят скобами с изолирующими прокладками. Потоки проводов закрепляют бандажами через 200 мм.

Переход проводов с корпуса щита на подвижную дверцу или подвижные контакты устройств выполняютгибкими медными проводами в виде вертикального скручивающегося жгута без разрезания проводов (рис. 11.4, б).

Рис. 11.4. Монтаж элементов вторичных цепей:
а - сборка наборных зажимов: 1 - зажим; 2 - планка;
б - присоединение провода без разрезания: 1 - винт; 2 - пружинящая шайба; 3 - шайба-звездочка; 4 - провод; 5 - контактный вывод;
в - переход проводов на подвижные конструкции:
1 – скоба; 2 – жгут из проводов; 3 - навесы.

Кольца на концах жил располагают в зажиме по ходу винта, который затягивают плотно, не допуская "выдавливания" жилы или срыва резьбы. Если к зажиму присоединяют два провода, то между кольцами прокладывают шайбу. Соединение больше двух проводов, или медного и алюминиевого проводов, под один винт запрещается. Не допускается изгибать жилы или делать на них кольца плоскогубцами или кусачками.

Проводники у наборных зажимов и у зажимов аппаратов должны иметь маркировку, которую записывают на оконцевателях из пластмассы со вставной надписью или из полимерной трубки длиной 15...20 мм. Надписи на трубках-оконцевателях наносят с двух сторон несмывающимися чернилами. Маркировка на проводах должна соответствовать рабочим чертежам. Навешивать на провода бирки вместо оконцевателей запрещается.

Переключатели и ключи управления подключают в соответствии с диаграммой замыкания контактов, которую приводят на чертеже с принципиальной схемой.

Монтаж распределительных устройств серии РУС. Распределительные устройства РУС предназначены для ввода и распределения электроэнергии в производственных помещениях, управления электродвигателями и другими приемниками, учета электроэнергии, автоматизации технологических процессов.

Конструктивно устройства РУС выполнены в металлических ящиках со стандартными габаритными и установочными размерами [3]. Это позволяет собирать из отдельных ящиков блочные распределительные устройства любых размеров и назначения.

Структура условного обозначения РУС:

РУС-Х₁Х₂Х₃Х₄Х₅Х₆Х₇Х₈ – Х₉54Х₁₀Х₁₁

Х₁ – класс;

Х₂ – группа;

Х₃Х₄ – номер сборки, блока;

Х₅ – ток силовой цепи: 6 ступеней до 660 В;

Х₆ – напряжение силовой цепи: 6 ступеней до 660 В;

Х₇ – модификация по конструктивному исполнению;

Х₈ – напряжение цепи управления: 3 ступени до 415 В;

Х₉ – модификация по току расцепителей;

54 – степень защиты;

Х₁₀Х₁₁ – климатическое исполнение и категории размещения.

Рассмотрим работу схемы управления трехфазным асинхронным электродвигателем привода канатно-скреперной установки с помощью РУС 5415.

Канатно-скреперные установки используются на животноводческих фермах для удаления навоза (рис. 11.5) [4]. Их основные узлы: двигатель, понижающий редуктор, кольцевой канат, ведущий барабан, поворотное устройство, натяжные ролики и скреперы, прикрепленные к канату и перемещающиеся в навозоприемных каналах.

Рис. 11.5. Канатно-скреперная установка
1 – привод; 2 – поворотное устройство; 3 – ползун; 4 – скрепер; 5 – кольцевой канат

После проведения необходимых коммутаций в схеме РУС 5415 (рис. 11.6), подключения к соответствующим зажимам силового кабеля питания электродвигателя и контрольных кабелей питания вторичных цепей (кнопочного поста и конечных выключателей), установка управляется с двух мест: с помощью кнопок SB1 «Стоп», SB2 «Вперед» и SB3 «Назад», расположенных на дверце РУС, размещенного в электрощитовой, а также с помощью кнопочного поста (кнопки SB4 «Стоп», SB5 «Вперед» и SB6 «Назад»), расположенного на стене коровника, рядом с электроприводом транспортера (рис. 11.7).

Для управления из электрощитовой переключатель SA ставят в положение «1», при этом замыкаются контакты (1-2) и (5-6). При нажатии кнопки SB2 напряжение 380 В подается через замкнутые контакты кнопки SB1, контакты (1-2) переключателя SA, размыкающий контакт конечного выключателя SQ1 и размыкающий контакт теплового реле КК на катушку магнитного пускателя КМ1. Электрический ток проходит по катушке КМ1, создает магнитное поле, которое притягивает якорь к сердечнику, и тем самым замыкает главные и вспомогательные контакты пускателя КМ1, шунтирующие замыкающие контакты кнопки «Вперед».

Рис. 11.6. Принципиальная электрическая схема ящика РУС 5415

Рис. 11.7. Принципиальная электрическая схема управления канатно-скреперной установкой с помощью РУС 5415

Напряжение подается на обмотки электродвигателя М и осуществляется его пуск, о чем сигнализирует лампа HL4. Трос наматывается на барабан и тянет первый скребок вдоль навозного канала по направлению к выгрузному окну, а второй скребок по другому каналу передвигается от второго выгрузного окна в исходное положение. Так как у скрепера задняя стенка качающаяся, то навоз при обратном ходе не сгребается. Как только первый скребок выгрузит навоз в окно, упор, прикрепленный к тросу, нажимает на конечный выключатель SQ1. Размыкающий контакт SQ1 разрывает цепь питания катушки пускателя КМ1 и двигатель останавливается.

Изменение направления вращения ротора двигателя (реверс двигателя) осуществляется при нажатии кнопки «Назад» SB3. При этом электрический ток проходит по катушке КМ2, замыкаются главные и вспомогательные контакты пускателя КМ2, шунтирующие замыкающие контакты кнопки SB3. Напряжение подается на обмотки электродвигателя (светится лампа HL3), но при этом меняется направление вращения магнитного поля (меняется последовательность фаз на обмотках электродвигателя). Теперь второй скребок транспортирует навоз ко второму выгрузному окну, и когда он провалится в окно, второй упор нажимает на конечный выключатель SQ2, размыкающие контакты которого останавливают двигатель. Для отключения двигателя вручную нажимают кнопку «Стоп» SB1.

Управление процессом удаления навоза обычно осуществляется непосредственно из помещения коровника. Переключатель SA1 на дверце РУС ставят в положение «2» и переходят к кнопочному посту SB4…SB6. Питание на катушки КМ1 и КМ2 подается теперь при нажатии соответствующих кнопок SB5 “Вперед” и SB6 «Назад» через замкнутые контакты (3-4), (7-8) переключателя SA1. Остановка электродвигателя осуществляется теми же конечными выключателями или кнопкой SB4.

Для предотвращения короткого замыкания между фазами "В" и "С", при одновременном замыкании главных замыкающих контактов пускателей КМ1 и КМ2, в конструкции реверсивного пускателя предусмотрена электрическая блокировка: после включения пускателя КМ1, размыкающим контактом КМ1 разрывается цепь катушки пускателя КМ2 и при нажатии кнопки SB3 не произойдет никаких аварийных режимов.

В схеме предусмотрено защитное зануление – корпус электродвигателя соединен с защитным проводником PE, соединенным с глухозаземленной нейтралью трансформатора. В случае пробоя изоляции электродвигателя или кабеля на корпус, в схеме возникнет режим короткого замыкания (через цепь "фаза - корпус - нуль" будет протекать ток короткого замыкания), что приведет к срабатыванию электромагнитного расцепителя автоматического выключателя QF. Автоматический выключатель обесточит схему.

Порядок выполнения работы

1. Прочитайте принципиальную схему РУС 5415 (см. рис. 11.6) и схему управления канатно-скреперной установкой с помощью РУС 5415 (рис. 11.7) и отыщите в ящиках все аппараты, указанные на схемах.

2. Проверьте первичные и вторичные цепи, а также контакты всех аппаратов, включенных в эти цепи.

3. Проверьте исправность механической части аппаратов: включение и отключение без заеданий, срабатывание теплового реле при принудительном нажатии на биметаллическую пластинку, фиксацию положений рукояток.

4. Проверьте исправность электрических цепей, замыкание и размыкание контактов индикатором с батарейками (см. рис. 11.3). Проверьте, соответствует ли схемам нанесенная на контакты коммутационной аппаратуры маркировка.

5. Измерьте сопротивление изоляции вторичных цепей вместе с установленной в этих цепях аппаратурой. Вторичные цепи, рассчитанные на рабочее напряжение до 60 В, испытывают мегомметром на 500 В, а цепи, рассчитанные на напряжение свыше 60 В, – мегомметром на 1000 В.

До начала измерения изоляции в щитах, шкафах необходимо: проверить, на какое испытательное напряжение рассчитана изоляция проводов и аппаратов; снять предохранители и отсоединить нулевые защитные проводники от корпусов шкафа и аппаратов; очистить электрические цепи и контакты от пыли и загрязнений.

Сопротивление изоляции жил кабелей, проводов, обмоток измеряют по отношению к корпусам аппаратов и шкафов; между фазами в пределах одной цепи; между цепями, электрически не связанными одна с другой, например между первичными и вторичными цепями.

Если сопротивление изоляции ниже 0,5 МОм, то участок с пониженной изоляцией разбивают на более мелкие элементы (отдельные проводники, обмотки и т. п.) и поочередно проверяют их сопротивление. Элемент с поврежденной изоляцией заменяют исправным и повторно измеряют сопротивление изоляции. Данные измерений заносятся в протокол.

6. Изучите схему управления канатно-скреперной установкой с помощью РУС 5415 (рис. 11.7).

7. Составьте монтажную схему и схему подключения РУС.

Прежде чем начать собирать электрическую схему согласно рис. 11.7, убедитесь в том, что отключен автоматический выключатель QF, расположенный в левом верхнем углу РУС. Убедитесь в целостности лабораторного оборудования и соединительных проводов. Монтажными проводами произведите коммутацию между соответствующими зажимами блока зажимов на лабораторном стенде согласно рис. 11.7.

Клеммы кнопок SB4, SB5 и SB6 соединены с зажимами 106, 105, 101, 102, 103 и 104 соответственно. Начала обмоток электродвигателя выведены на зажимы 112, 111 и 114. Контакты конечных выключателей SQ1 и SQ2 выведены на клеммы 107, 108 и 109, 110.

После проверки преподавателем схемы, осуществите управление трехфазным асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором с помощью РУС, как описано выше.

Во избежание поражения электрическим током касаться руками клемм, других токоведущих деталей категорически запрещается.