Введение.
Основные потребители вырабатываемой электроэнергии – промышленные предприятия, на которых электроэнергия должна распределяется и потребляться различными электроприемниками с высокой экономичностью и надежностью, с соблюдением техники безопасности обслуживания, а также Правил устройств и эксплуатации электроустановок.
Современное электрооборудование и электропривод отдельных установок оснащаются комплектными распределительными устройствами, подстанциями, шинопроводами, токопроводами и системами автоматизированного электропривода, чтобы обеспечить экономичную и надежную работу и рациональный расход электроэнергии.
Целью курсового проектирования является решение задач электроснабжения отдельных производственных механизмов или установок конкретного предприятия, цеха; обеспечение надежного и бесперебойного электропитания; сведение к минимуму потерь электроэнергии; обеспечения минимума затрат на монтаж и эксплуатацию системы электроснабжения.
Краткая характеристика объекта.
В данном курсовом проекте рассматривается участок производственно-технического обеспечения (ПТО) состоящий из двух цехов: столярного и цеха механизации. Цеха расположены в одном здании. Здание выполнено из кирпича, стены оштукатурены, побелены, потолок перекрыт пустотелыми плитами, пол бетонный, имеются двери, окна одностворчатые, грузоподъемники и грузоподъемные механизмы отсутствуют. Размеры помещения участка: длина -24м, ширина-24м, высота-7м.
Электрооборудование цехов состоит из электродвигателей станков, грузоподъемных механизмов (электроталь), вентиляционных установок, сварочного трансформатора и оборудования электрического освещения. В основном оборудование работает на переменном токе, напряжением до 1000 В. В цехах устанавливаются распределительные силовые и осветительные щиты, силовые шкафы, аппаратура защиты и контроля, пускорегулирующие устройства, прокладывают электрические сети и сети заземления.
Проектируемый участок ПТО снабжается электроэнергией от подстанции U = 6–10 кВ. со II степенью надежности. и преобразуется в напряжение 0,23-0,4 кВ.
По условиям бесперебойности электроснабжения данный участок относится к потребителям второй категории.
По условиям охраны среды помещение участка относится к нормальным помещениям, поэтому в качестве приводных электродвигателей приняты двигатели единой серии 4А.
Напряжение питания для асинхронных электродвигателей составляет 380 В, а для осветительного оборудования 220 В.
2 Расчетная часть.
2.1 Исходные данные.
Таблица 1. Участок производственно-технического обеспечения (ПТО) .
П/п
Наименование оборудования
Номинальная мощность ЭП, кВт
Коэффиц. мощности ЭП
КПД ЭП, %
1.
Комбинированный станок
4
0,89
86,5
4
0,89
86,5
1,1
0,81
75
2.
Фуговальный станок
4
0,89
86,5
3.
Станок крупно пильный многопильный
0,75
0,8
75
30
0,89
91,5
4.
Фрезерный станок
5,3
0,92
79
5.
Станок токарный деревообрабатывающий
0,4
0,8
72
6.
Компрессор
4
0,89
86,5
7.
Вентиляция (8 шт)
10
0,8
75
8.
Заточной станок
2,5
0,83
78
9.
Токарный станок (2 шт)
3
0,82
82
10.
Сверлильный станок
3
0,8
83
11.
Заточной станок
3
0,8
75
12.
Обкатка двигателя
5,5
0,74
83
13.
Электроталь (2 т; 2 шт)
3,2
0,8
82
14.
Сварочный трансформатор ТДМ-401
10
0,6
86
15.
Гильотина
3,2
0,82
83
2.2 Выбор схемы внутрицеховой сети.
Для проектируемого участка производственно-технического обеспечения (ПТО) состоящего из двух цехов: столярного и цеха механизации, выбираем радиальную схему электрических сетей. Эта схема характеризуется тем, что непосредственно от распределительных шкафов подключаются различные ЭП цеха. Радиальные схемы применяют при наличии групп сосредоточенных нагрузок с неравномерным распределением их по площади цеха, во взрыво- и пожароопасных цехах, в цехах с химически активной и аналогичной средой. Радиальные схемы внутрицеховых сетей выполняют кабелями или изолированными проводами. Они могут быть применены для нагрузок любой категории надежности.
Достоинством радиальных схем является их высокая надежность, так как авария на одной линии не влияет на работу ЭП, подключенных к другой линии. Недостатками радиальных схем является: малая экономичность, связанная со значительным расходом проводникового материала, труб, распределительных шкафов; большое число защитной и коммутационной аппаратуры; ограниченная гибкость сети при перемещении ЭП; вызванных изменением технологического процесса; невысокая степень индустриализации монтажа.
2.3 Расчет электрических нагрузок.
При разработке проекта электроснабжения участка производственно-технического обеспечения (ПТО) состоящего из двух цехов: столярного и цеха механизации, необходимо определить максимальную электрическую мощность, передачу которой требуется обеспечить для нормальной работы объекта. В зависимости от этой величины, называемой расчетной нагрузкой, выбираются источник электроснабжения и всё оборудование электрической сети (линии, трансформаторы, распределительные устройства). Расчет проводится методом упорядоченных диаграмм (метод коэффициента максимума). Метод позволяет по номинальной мощности ЭП с учетом их числа и характеристик определить расчетную нагрузку любого узла схемы электроснабжения.
Проведем расчет группы электроприемников. Все электроприемники разбиваем на две группы:
группа А – электроприемники с повторно-кратковремменными режимом работы;
группа Б - электроприемники с продолжительным режимом работы.
Результаты расчетов заносим в таблицу 2 . Расчет средних нагрузок, показанные в графах 4,8,9 получены суммированием. Значение коэффициента мощности и коэффициента использования определяем по справочникам (см.таблица 2.1 «Электроснабжение промышленных предприятий и установок» Л.Л.Коновалова).
Коэффициент использования (средневзвешенный) для группы А:
Ки = Рсм / Рном = 18,63 / 93,15 = 0,2
Средневзвешенный
tgφ = Qсм / Рсм = 24,7 / 18,63 = 1,33
соответственно cosφ = 0,58 -до компенсации реактивной мощности.
m =Рномmax / Рном min = 30 / 0,4 = 75 > 3
так как m >3 и Ки ≥ 0,2 , то определяем относительное эффкутивное число ЭП
п* = п1 / п = 1/19 = 0,05
Р* = Рном1 / Рном = 30/93,15 = 0,35
По таблицы 2.2 (см.таблица 2.2 «Электроснабжение промышленных предприятий и установок» Л.Л.Коновалова). пэ* = 0,33
В этом случае эффективное число ЭП определяется
пэ = пэ* х п = 0,33 х 19 = 6,27 ≈ 6
По таблице 2.3 («Электроснабжение промышленных предприятий и установок» Л.Л.Коновалова).при пэ =6 и Ки = 0,2 определяем Км = 2,24
Рр = Км х Рсм = 2,24 х 18,63 = 41,73 кВт
Qр = Км' х Qсм =1,1 х 24,7 = 27,17 квар
При Ки ≥ 0,2 и пэ ≤ 10 коэффициэнт Км' = 1,1
Отдельно подсчитываем расчетные нагрузки по группе Б и вносим их значения Рр и Qр в таблицу 2.
Определяем полную расчетную мощность
Sр = √Рр² + Qр² = √105,7² + 75,17² = 129,7 кВ А
Определяем расчетный ток
Iр = Sр /( √3 х Uном) = 129,7 / (1,73 х 0,38) = 197 А
2.4 Выбор марки, сечения и способа прокладки проводов и кабелей.
Для выбора марки, сечения и способа прокладки проводов и кабелей произведем расчет сети по условию допустимых длительных токов по нагреву. По каталогам электродвигателей для ЭП участка выбираем Iном, cosφном, ηном, λп. Все паспортные данные и расчеты сведем в таблицу 3.
Таблица 3. Основные параметры ЭП участка.
Номер ЭП на плане цеха
Паспортные параметры ЭП
Расчетные параметры ЭП
Рном / Рном,наиб
кВт
ηном,наиб
Cosφ наиб.
λп (среднее)
ΣIном.эп/Iном.наиб
Iпуск Iпик
А
В-7
10/10
0,75
0,8
6
25,4
152,4
1.1
4/2,4
0,865
0,89
6
7,9/4,7
31,4
1,2
4/2,4
0,865
0,89
6
7,9/4,7
31,4
1,3
1,1/0,7
0,75
0,81
5
2,7/1,6
9,1
2.
4/2,4
0,865
0,89
6
7,9/4,7
31,4
3.1
0,75/0,45
0,75
0,8
5
2/1,2
6,8
3.2
30/18
0,915
0,89
6,5
56/33,6
240,8
4.
5,3/3,2
0,79
0,92
6
11/6,6
44
5.
0,4/0,24
0,72
0,8
5
1/0,6
3,4
6.
4/2,4
0,865
0,89
6
7,9/4,7
31,4
8.
2,5/1,5
0,78
0,83
5
5,9/3,5
20
9.
3/1,8
0,82
0,82
6
6,8/4
26,8
10.
3/1,8
0,83
0,8
6
6,8/4
26,8
11.
3/1,8
0,75
0,8
6
7,6/4,5
30,1
12.
5,5/3,3
0,83
0,74
6
13,6/8,2
54,6
13.
3,2/1,9
0,82
0,8
6
7,4/4,4
29,4
15.
3,2/1,9
0,83
0,82
6
7/4,2
28
14.
10 кВ А
-
0,6
-
26,3
-
Расчет производится по отдельным приемникам. Номинальный ток ЭП определяется по
Iном = Рн /( √3 х Uном х cosφ х η) А
ΣI'ном = ΣI'ном,эп – Iном,наиб
Пусковой ток электродвигателя :
Iпуск = λп Х Iном,наиб + ΣI'ном А
Для ЭП 1.1 – 1.2
Iном = 9,1 10³ /( √3 х 380 х 0,89 х 0,86) = 18 А
ΣI'ном = 18 – 10,8 = 7,2 А
Iпуск = 6 х 10,8 + 7,2 = 7,9 А
Аналогично производим расчеты для других ЭП.
Номинальный ток электродвигателей вентиляторов В-7 определяется:
Iном = Рн /( √3 х Uном х cosφ х η) =10 х 10³ / (√3 х 380 х 0,8 х 0,75)=197 А
Пусковой ток электродвигателя вентилятора В-7:
Iпуск = λп х Iном = 6 х 25,4 = 152,4 А
Для одиночного ЭП 14:
Рном,14 = Sпасп х cosφпасп = 10 х 0,6 = 6 кВт
Iном,14 = Рф /( Uном,ф х cosφ) = 6 / (0,38 х 0,6) =26,3 А
Определим сечение проводников для каждого ЭП .По справочникам (см.таблица П2.1 «Электроснабжение промышленных предприятий и установок» Л.Л.Коновалова). для вентилятора Iном = 25,4 А принимаем провод АПВ сечением 3 мм2 по условиям механической прочности и с длительно допустимым током Iд = 28 А. Температура окружающей среды 30°С, поэтому нужно ввести поправочный коэффициент, принимаемый 1.3.3 ПУЭ: Кп1 = 0,94, тогда по
I'д = Кп1 х Iд А I'д,в-7 = 0,94 х 28 = 26,32 > 25,4 А
условие Iр ≤ Iд выполнено. Провод АПВ сечением 3 мм2 пригоден и для трансформатора ЭП14.
Для ЭП 3.2 Iном= 56 А, принимаем провод АПВ сечением 2,5 мм2
Iд,3.2 = 60 А, I'д,3.2 = 0,94 х 60 = 56,4 > 56 А , условие выполнено.
Для ЭП 1.1 Iном= 7,9 А, принимаем провод АПВ сечением 2,5 мм2
Iд,1.1 = 18 А, I'д,1.1 = 0,94 х 18 = 16,9 > 7,9 А , условие выполнено
Для остальных ЭП принимаем провод АПВ сечение 2,5 мм2, расчеты производим аналогично.
По таблице П3.2 («Электроснабжение промышленных предприятий и установок» Л.Л.Коновалова) выбираем прокладку проводов и кабелей в одной трубе и принимаем стальные трубы с диаметром условного перехода d=40 мм, для отводов к ЭП d=25 мм.
Выбираем пусковые и защитные аппараты. Пусковая и защитная аппаратура станков, мощных нагревательных печей и другого технологического оборудования поставляется в комплекте с этим оборудованием. Для таких ЭП выбираются только сечение проводников и защитная аппаратура к ним. Пусковую и защитную аппаратуру сантехнического оборудования (вентиляторы, насосы и т.д.) следует выбрать.
Для вентилятора В-7 (см.таблица 3.6 «Электроснабжение промышленных предприятий и установок» Л.Л.Коновалова) принимаем нереверсивный магнитный пускатель типа ПМЛ-3200 с номинальным током Iном = 40 А > 25,4 А с двумя тепловыми реле типа РТЛ-101404 с максимальным током теплового элемента Iсраб,теп,нр = 40 А
Выбираем аппараты защиты ответвлений электрической сети. Для защиты ответвлений к отдельным небольшим по мощности ЭП принимаем предохранители типа ПН2-100, а для защиты ответвлений, идущих к крупным и многодвигательным ЭП, автоматические выключатели типа А3700.
Номинальный ток плавкой вставки предохранителя для защиты ответвления силовой сети к отдельному ЭП определяем по
Iном,вст ≥ Iном,эп Iном,вст ≥ Iпуск / α
где α – коэффициент, зависящий от условий и длительности пускового периода, α = 2,5 – для легких пусков с длительностью пуска до 2,5 с, а также при редких пусках (насосы, вентиляторы, станки и т.п.); α = 1,6 – для тяжелых условий пуска с длительностью более 2,5 с, а также при частых (более 15 раз в час) пусках, с частыми реверсами (краны, дробилки, центрифуги )
Для вентилятора В-7 Iном,вст ≥ 25,4 А, Iном,вст ≥ 152,4 / 2,5 = 60,96 А
По таблице 3.5 («Электроснабжение промышленных предприятий и установок» Л.Л.Коновалова). принимаем ближайшую стандартную плавкую вставку для вентилятора с Iном,вст = 100 А.
Для ЭП 2 Iном,вст ≥ 7,9 А, Iном,вст ≥ 31,4 / 2,5 = 12,56 А. По таблице 3.5 («Электроснабжение промышленных предприятий и установок» Л.Л.Коновалова). принимаем ближайшую стандартную плавкую вставку для вентилятора с Iном,вст = 30 А.
Все расчеты по выбору плавкой вставки ЭП участка производим аналогично и сводим в таблицу 4.
Таблица 4
Номер ЭП на плане цеха
Iном,вст ≥ Iном,эп А
Iном,вст ≥ Iпуск / α
А
Тип предохранителя
Номинальный ток для стандартной плавкой вставки Iном,вст А
В-7
25,4
60,96
ПН2-100
100
1.1
7,9
12,56
ПН2-100
30
1,2
7,9
12,56
ПН2-100
30
1,3
2,7
3,64
ПН2-100
30
2
7,9
12,56
ПН2-100
30
3.1
2
2,72
ПН2-100
30
4
11
17,6
ПН2-100
30
5
1
1,36
ПН2-100
30
6
7,9
12,56
ПН2-100
30
8
5,9
8
ПН2-100
30
9
6,8
10,72
ПН2-100
30
10
6,8
10,72
ПН2-100
30
11
7,6
12
ПН2-100
30
12
13,6
21,84
ПН2-100
30
13
7,4
11,76
ПН2-100
30
14
26,3
-
ПН2-100
30
15
7
11,2
ПН2-100
30
Для крупного станка ЭП 3 (для двигателя 3.2) по таблице 3.7 («Электроснабжение промышленных предприятий и установок» Л.Л.Коновалова) в качестве защитного аппарата принимаем выключатель А3730Б с номинальным током 400 А с тепловым (полупроводниковым) расцепителем и электромагнитным расцепителем .
По Iсраб,комб,рег ≥ 1,25 х Iном,эп Iсраб,комб,рег=160 А > 1,25х57,5=71,9 А
где 1,25 – повышающий коэффициент
По условию недопустимости срабатывания электромагнитного расцепителя при нормальном пуске
Iуст,э,о ≥ 1,2 х Iпуск Iуст,э,о=320 А > 1,2х247,25=296,7 А
Для одиночного ЭП 14 плавкую вставку выбираем по
Iном,вст ≥ Iном,эп = 26,3 Iном,вст ≥ 30 А
принимаем ближайшую стандартную плавкую вставку с Iном,вст = 30 А.
Проверим соответствие принятых сечений проводников к отдельным ЭП требуемому коэффициенту защиты Кз. (см.таблица 3.10 «Электроснабжение промышленных предприятий и установок» Л.Л.Коновалова)
Так как по условию перегрузка сети маловероятна, то для электрических сетей, защищаемых только от токов КЗ, Кз = 0,33. Поэтому для ЭП 2, 4-6, 8-15 Iз = Iном,вст = 30 А, I'д = 16,9 А; тогда
Кз х Iз = 0,33 х 30 = 10 А Для ЭП 7 вентилятор Iз = Iном,вст = 100 А, I'д = 26,32 А; тогда
Кз х Iз = 0,33 х 100 = 33 А > 26,32 А условие (Iд ≥ Кз х Iз) не выполнено. Примем провод АПВ сечением 8 мм2 с Iд = 40 А. С поправкой на температуру окружающей среды I'д = 0,94 х 40 = 37,6 А > 33 А условие (Iд ≥ Кз х Iз) выполнено, следовательно, сечения проводников электрической сети и защитные аппараты выбраны правильно.
2.5 Выбор распределительных пунктов.
На основании произведенных расчетов выбираем на каждый цех по 2 шкафа силовых распределительных ШРС1.
Шкафы силовые распределительные ШРС1. Предназначены для приема и распределения электрической энергии в промышленных установках. Шкафы рассчитаны на номинальные токи до 400А и номинальное напряжение до 380В в сетях с глухозаземленной нейтралью трехфазного переменного тока частотой 50Гц и с защитой отходящих линий предохранителями ПН2 и НПН2, автоматическими выключатели. Ввод и вывод проводов и кабелей предусмотрены снизу и сверху шкафа. Наибольшее число и сечение жил проводов и кабелей, присоединяемых к одному вводному зажиму: Для шкафов на номинальный ток 250А – 2х95мм2, На номинальный ток 400А – 2х150мм2. Степень защиты IP22 (ШРС1-20У3-ШРС1-28У3), IP54 (ШРС1-50У3-ШРС1-58У3), со стороны дна IP00 по ГОСТ 14254-80 ТУ 36-2242
Схема электрическая принципиальная шкафа ШРС1 на 8 трехфазных групп
Шкаф распределительный ШРС 1
От шкафов проводка прокладывается в стальных трубах по полу. Для вентиляторов и электроталей трубы крепятся вертикально по стене.
3 Техническая часть.
3.1 Ведомость физических объемов работ.
П/п
Наименование работ
Ед. изм.
Кол-во
Примечание
1
2
3
4
5
1.
Заготовка и обработка стальных труб.
метр
210
По замерам или трубозаготовительным ведомостям с применением нормализованных элементов (углов и отрезков труб).
2.
Резка труб.
шт
32
Расстояние между ответвительными и протяжными ящиками.( на прямых участках –75 м; при одном изгибе – 50 м; при 2-х изгибе – 40 м; при 3-х изгибе – 20 м;
3.
Изгибание труб по разметке
шт
7
Радиус изгиба не менее: 10-кратного наружного диаметра трубы (в бетоне); при открытой прокладке – 6-ти, 4-х
4.
Изгибание труб по разметке нормализованных углов и радиусов.
шт
5
Углы поворота: 90˚, 105˚, 120˚, 135˚,150˚ и радиус изгиба 400 мм, 800 мм
5.
Нарезание резъбы
шт
90
Каждая труба должна иметь не менее пяти полных витков резьбы.
6.
Соединение труб между собой
м
15
Соединение труб в местах изгиба не допускается.
7.
Соединение труб с коробками, ящиками и корпусами электрооборудования с закреплением заземляющими контрогайками
шт
60
Выполняется заземляющими гайками, муфтами на резьбе, ввертыванием трубы в резьбовую часть коробки и ящика.
8.
Обход препятствий и подвод к двигателям и аппаратам гибкими вводами.
шт
30
9.
Разметка трубных трасс при открытой прокладке.
метр
210
Расстояние между точками крепления: 3 м при Ø25-32 мм;
3,5-4 м при Ø40-80 мм
Расстояние от точки крепления до угла поворота 150-200 мм.
Расстояние от труб отопления и горячего водоснабжения: при параллельной прокладке – не менее 100 мм; при пересечении – 50 мм.
Глубина заложения – не менее 20 мм
10.
Прокладка стальных труб.
метр
210
Расстояние от основания 50-100 мм.
11.
Крепление стальных труб.
шт
90
По разметке скобами
12.
Заземление стальных труб
шт
90
Места соединения труб между собой и корпусами коробок, ящиков, кожухов ЭП приваривают не менее чем в двух точках или обходными перемычками достаточной проводимости. К контуру защитного заземления присоединяют не менее чем в двух точках (обычно в начале и в конце трубопровода).
13.
Заготовка проводов и кабеля.
метр
522
По замерам и рабочим чертежам
14.
Затягивание проводов
метр
522
Продувка труб сжатым воздухом, протирка проводов тальком и затягивание стальной проволоки и провода.
3.2 Спецификация на материалы и оборудование
П/п
Материалы и оборудование
Ед. изм.
Кол-во
Примечание
1
2
3
4
5
1.
Двухлапковые скобы К142-К148
шт
35
Для крепления труб при вертикальной прокладке
2.
Двухлапковые скобы К142п-К148п
шт
45
Для крепления труб при горизонтальной прокладке
3.
Полиэтиленовая втулки
шт
125
Для защиты изоляции проводов или кабелей от механических повреждений.
4.
Трубные полиэтиленовые заглушки У467-У470
шт
60
Для временного закрывания концов труб
5.
Установочные заземляющие гайки К480-К486
шт
60
Для создания электрического контакта между корпусом электроустройства и стальными трубами или гибкими вводами.
6.
Гибкие вводы К1080-К1088
шт
30
Для выполнения гибких участков трубных проводок, примыкающих к зажимам электрооборудования, кожухов аппаратов и т.п.
7.
Ответвительные коробки К75-К77
шт
28
Соединение и ответвление проводов и кабелей
8.
Протяжные коробки У994-У996
шт
10
Протяжка и разветвление проводов и кабелей.
9.
Трубы стальные легкие водо-газопроводные d=40 мм
метр
115
10.
Трубы стальные легкие водо-газопроводные d=25 мм
метр
95
11.
Шкаф распределительный ШРС1
шт
4
12.
Подставка для шкафа
шт
4
Делается по чертежам в МЭЗ
13.
Провод АПВ сечением 8 мм2
метр
196
14
Провод АПВ сечением 3 мм2
метр
12
15
Провод АПВ сечением 2,5 мм2
метр
314
16.
Лента изоляционная.
кг
1
17.
Дюбель-гвоздь
шт
150
3.3 Перечень заказов с эскизами в МЭЗ
Подставка для шкафа – из угловой стали.
3.4 Технология выполнения монтажа
Электромонтажные работы следует выполнять, как правило, в две стадии.
В первой стадии внутри зданий и сооружений производятся работы по монтажу опорных конструкций для установки электрооборудования и шинопроводов, для прокладки кабелей и проводов, монтажу троллеев для электрических мостовых кранов, монтажу стальных и пластмассовых труб для электропроводок, прокладке проводов скрытой проводки до штукатурных и отделочных работ, а также работы по монтажу наружных кабельных сетей и сетей заземления. Работы первой стадии следует выполнять в зданиях и сооружениях по совмещенному графику одновременно с производством основных строительных работ, при этом должны быть приняты меры по защите установленных конструкций и проложенных труб от поломок и загрязнений.
Во второй стадии выполняются работы по монтажу электрооборудования, прокладке кабелей и проводов, шинопроводов и подключению кабелей и проводов к выводам электрооборудования. В электротехнических помещениях объектов работы второй стадии следует выполнять после завершения комплекса общестроительных и отделочных работ и по окончании работ по монтажу сантехнических устройств, а в других помещениях и зонах - после установки технологического оборудования, электродвигателей и других электроприемников, монтажа технологических, санитарно-технических трубопроводов и вентиляционных коробов.
На небольших объектах, удаленных от мест расположения электромонтажных организаций, работы следует производить выездными комплексными бригадами с совмещением двух стадий их выполнения в одну.
Монтаж электропроводки 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.
Соединение проводов.
Основные требования к электрическому соединению: обеспечить надежный и долговечный контакт в электрической цепи с сопротивлением, не превышающим сопротивление эквивалентного участка целого проводника, а для соединений, работающих в условиях, не исключающих случайное растяжение, обеспечить также механическую прочность не менее прочности проводника. Неразборные соединения выполняются пайкой, сваркой, прессовкой; разборные (без учета разъемных) — стягиванием ори помощи болтов, винтовых зажимов, штыревых выводов. Наибольшие трудности при соединениях вызывают алюминиевые жилы, на поверхности которых всегда имеется плохо проводящая, твердая и тугоплавкая оксидная пленка. После зачистки поверхности алюминия она мгновенно образуется вновь. При пайке эта пленка препятствует сцеплению с припоем, при сварке образует в расплаве нежелательные включения. Температура её плавления около 2000°С, то есть в три раза больше, чем алюминия. При креплении в винтовых зажимах алюминий проявляет другой свой недостаток — низкий предел текучести, в результате чего алюминий “вытекает” из-под зажима, ослабляя контакт.
Места соединений и ответвлений проводов надежно изолируют, они, как правило, не должны при эксплуатации подвергаться растяжению и должны быть доступны для осмотра и ремонта. Как уже говорилось, соединяемые участки, и ответвления проводов размещают в соответствующих коробках с закрывающейся крышкой. В соединительных и ответвительных коробках проводники могут стягиваться винтовым соединением, для чего в основании коробок запрессовываются либо на гайки, на либо винты.
Соединения контактными зажимами.
Такие зажимы в силу простоты и удобны, широко применяются для присоединения проводов к розеткам, выключателям, к токонесущим элементам электроприборов, для соединения и ответвления проводов в электропроводке. Винтовые зажимы для одно-проволочных алюминиевых и многопроволочных медных жил снабжаются фасонной шайбой или шайбой-звездочкой, препятствующей выдавливанию жилы из-под крепления, а алюминиевые жилы — и разрезной пружинной шайбой (гравером), обеспечивающей постоянное давление на жилу. Стальные детали, а также детали для соединения с алюминиевыми проводами должны иметь антикоррозийное гальваническое покрытие. С конца провода, подготавливаемого для изгибания в кольцо, срезают изоляцию на длине, равной трем диаметрам винта плюс 2—3мм. Чтобы отдельные проволочки многопроволочной жилы не расходились, их свивают в плотный жгутик. Жилы зачищают мелкой наждачной бумагой, смазанной вазелином. Подготовленный конец жилы круглогубцами (или пассатижами на круглой оправке) изгибают в кольцо с диаметром отверстия, соответствующим винту. Изгиб кольца на винтовом зажиме должен быть направлен по часовой стрелке. Зажимной винт или гайку затягивают до полного сжатия пружинной шайбы и дожимают ещё примерно на половину оборота.
Большинство унифицированных установочных изделий рассчитано на винтовое соединение втычного типа, при котором прямой конец жилы вводится в зажим без формирования кольца. В светильниках с люминесцентными лампами соединения проводов с патронами ламп и стартеров выполнены в виде без винтовых зажимов — пружинящих пластин из высококачественной бронзы. Попытка вытянуть провод из такого зажима может привести к поломке зажима. Для освобождения провода, в зажим вставляют тонкую отвертку или стальную спицу, которая отожмет пружину и освободит провод.
В резьбовых патронах для ламп накаливания, патронах для люминесцентных ламп и стартеров, проходных и встроенных малогабаритных выключателях контактные зажимы рассчитаны на присоединение только медных проводов.
Соединение, проводов пайкой.
Подобное соединение обеспечивает долговечный контакт с отличной проводимостью. Для соединений, подвергающихся механическим воздействиям или нагреву, пайка не применяется.
Для пайки и лужения жил обычно применяют оловянно-свинцовый припой ПОС-30 или ПОС-40. Цифры соответствуют содержанию олова в процентах (по массе). Температура, плавления этих припоев 255°С и 234°С соответственно. В качестве флюса для пайки и лужения, медных жил применяют канифоль, которую удобно использовать в виде 20%-ного спиртового раствора (по объему). Флюс наносится на жилы кисточкой.
Перед пайкой жилы зачищают мелкой наждачной бумагой до блеска, залуживают и закрепляют между собой. Основные виды соединений проводов под пайку показаны в таблице и на рисунке.
Основные виды соединений проводов под пайку
Расположение проводов
Вид скрутки
простая скрутка
бандажная скрутка
скрутка желобком
Параллельная скрутка
Последовательная скрутка
Ответвление
Вид соединения выбирается в зависимости от материала жилы, ее сечения и др. При пайке алюминиевых жил рациональна скрутка желобком, в котором под слоем расплавленного припоя легче защищать жилы от оксидной пленки. Бандажная скрутка удобна для жил больших сечений, которые свить между собой трудно. В последнем случае удобно применить и совмещении бандажной скрутки с формированием желобка. Для бандажа берется медная проволока диаметром 0,6—1,5мм, но не больше диаметра паяемых жил. Бандажная проволока залуживается, как и каждая подготовленная для пайки жила, в отдельности.
На пайку одной скрутки припоя потребуется больше, чем способно донести жало паяльника. Поэтому кончик палочки припоя подносят непосредственно к жалу паяльника, прогревающего скрутку, чтобы припой, расплавляясь, затекал в скрутку. Количества припоя будет достаточно, если он обволакивает скрутку так, что витки бандажа или скрутки просматриваются из-под слоя припоя.
После пайки остатки канифоли удаляют ватным тампоном, смоченным в ацетоне. Оксидную пленку, препятствующую пайке алюминиевых жил, необходимо разрушать в процессе пайки. Предварительное залуживание облегчает пайку алюминиевых жил. Его проводят расплавленным припоем под слоем швейного масла или расплавленной канифоли с добавлением в расплав стальных опилок. Опилки под нажимом жала паяльника, “натирающего” жилу, разрушают пленку, обеспечивая хорошее залуживание. Предварительная зачистка алюминиевой жилы наждачной бумагой, обильно смазанной вазелином, также упрощает залуживание: вазелин, оставаясь на жиле, изолирует зачищенные места от кислорода. Пайку залуженной жилы ведут аналогично пайке медных проводов.
Соединение проводов сваркой.
Наиболее простой способ сварки алюминиевых жил сечением до 10 мм2 и медных — до 4 мм2 — контактный разогрев их концов угольным электродом до образования расплавленного шарика. Нагрев происходит в точке соприкосновения электрода и жилы. Концы свариваемых жил, и электрод подключают к вторичной обмотке трансформатора мощностью не менее 0,5кВА и выходным напряжением 6—10В. Для сварки можно применить лабораторный девятиамперный автотрансформатор (ЛАТР), сняв с него регулирующий напряжение ползунок и намотав поверх сетевой обмотки вторичную обмотку, которую нужно изолировать от сетевой несколькими слоями бумаги от крафт-пакетов и поверх нее несколькими слоями лакоткани или изоляционной ленты с хлопчатобумажной основой.
Трансформатор несложно намотать и самостоятельно. Для него потребуется Ш-образное трансформаторное железо с сечением магнитопровода S не менее 25см2. Число витков обмоток первичной W1 и вторичной W2. определяется:
W1=(40*U1)/S W2=(40*U2)/S Например, для напряжения сети U1=220В и сечения магнитопровода S=30см2 первичная обмотка должна иметь 293 витка, а для выходного напряжения в 10В вторичная обмотка - 13 витков. Первичная обмотка наматывается проводом диаметром 0,8—1 мм, вторичная может быть намотана в несколько проводов параллельно, например в три провода диаметром по 3 мм. Главное, чтобы общее сечение проводов вторичной обмотки было не меньше 15—20 мм2.
Для электрода годится угольная щетка от коллекторного электродвигателя или графитовый вкладыш от троллейбусной штанги. На рабочей плоскости электрода вырезается ножом небольшая лунка, в которую засыпается флюс и где формируется на свариваемых жилах расплавленный шарик. Можно работать и раздельными зажимами, не связанными в одну конструкцию.
С проводов, подлежащих сварке, осторожно срезают изоляцию на длине 40—50 мм, зачищают провода наждачной бумагой до блеска и скручивают под сварку (смотрите рисунок). Для защиты расплава от кислорода электромонтажники применяют флюс “ВАМИ”, состоящий из хлористого калия, хлористого натрия и криолита, взятых в соотношении 5:3:2 (по массе). Можно обойтись и обычной бурой (тетраборатом натрия), продающейся в аптеках.
Перед сваркой в лунку угольного электрода насыпают флюс и опускают скрутку проводов, прижимая их к электроду. Включают трансформатор. Под слоем расплавившегося флюса концы жил оплавляются и сливаются в шарик. Помните, что отводить жилы от электрода можно только после остывания (затвердевания) спая. За процессом сварки наблюдают через очки для газосварщика или синий светофильтр, закрепленный на очковой оправе.
Чтобы уменьшить потери напряжения, трансформатор размещают поближе к месту сварки. Сетевой выключатель выводят отдельным шнуром и держат в левой руке. После сварки соединение очищают от флюса стальной щеткой, покрывают лаком и изолируют.
Хотя сварка проходит без брызг и капель расплавленного металла, для перестраховки ее следует выполнять в перчатках (лучше кожаных) и в защитных очках-светофильтрах. На пол необходимо положить лист асбеста, оргалита или фанеры.
Полезно предварительно освоить технологию процесса на отрезках ненужных проводов, причем угольный электрод предварительно нужно обжечь (лучше всего на открытом воздухе).
3.5 Мероприятия по ТБ и ОТ при выполнении электромонтажных работ
При проведении электромонтажных работ необходимо руководствоваться Правилами Устройства Электроустановок (ПУЭ), содержащих требования по обеспечению в электропроводках пожарной безопасности и электробезопасности. В зависимости от них применительно к виду помещения, характеру нагрузки, условиям эксплуатации определяется вид электропроводки, марка провода или кабеля, сечение жил, способ крепления проводов и оконечных устройств, типы соединений, характеристики устройств защиты и т.д.
Для обеспечения требований ПУЭ надо знать существующие типы проводок, схему проводки в помещении, характеристики проводов, принцип работы устройств, входящих в электропроводку, правила монтажа и приемы работ с инструментом, методы поиска и устранения неисправностей. Следует знать также, что внесение в электропроводку принципиальных изменений должно предварительно согласовываться с организацией, эксплуатирующей здание. А при проектировании и монтаже электропроводки в индивидуальных домах и других личных сооружениях необходимо руководствоваться инструктивными материалами Главгосэнергонадзора, содержащими требования к проектной документации на проводку, правила монтажа и испытаний, ответственность за ее состояние и правильность эксплуатации.
Техника безопасности при монтаже проводок. Кроме общих правил для всех работ, при монтаже проводок соблюдают следующие требования техники безопасности.
Борозды, отверстия и проемы в кирпичных бетонных конструкциях пробивают в предохранительных очках. При этом необходимо принять меры против возможного поражения осколками проходящих мимо людей. Нельзя применять при пробивке неисправные ручные и механизированные инструменты, работать с приставных лестниц, а также натягивать с приставных и раздвижных лестниц в горизонтальном направлении провода сечением более 4 мм². Сквозные отверстия пробивают рабочим инструментом, длина которого превышает на 200мм толщину стены или перекрытия. Выполнять работы по монтажу освещения цеха с крана можно только тогда, когда краном не поднимают и не перемещают грузы. Монтаж с крана цеховых магистралей допустим лишь при наличии ограждений крановых троллеев и других открытых токоведущих деталей крана, находящийся под напряжением. К работе с монтажным пистолетом допускаются только специально обученный персонал.
При работе в помещениях без повышенной опасности применяют электрифицированный инструмент на напряжение 220/127 В при условии надежного заземления корпуса электроинструмента и применения резиновых перчаток и диэлектрических галош. В помещениях особо опасных и с повышенной опасностью, а также вне помещений работать с электроинструментом напряжением выше 36 В нельзя, если он не имеет двойной изоляции или не включен в сеть через разделяющий трансформатор или не имеет защитного отключения.
Список использованной литературы.
1. Правила устройства электроустановок.
М., Энергоатомиздат, 1976.
2. Справочник молодого электромонтажника.
(под ред. М.С.Живов)
М., Высшая школа, 1990.
3. Справочник по проектированию электроснабжения.
(под ред. В.И.Круповича) М., Энергия, 1980.
4. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования.
(под ред. Л.Т.Магазинник, В.Г.Сторожик)
2000.
5. Электроснабжение промышленных предприятий и установок.
Л.Л.Коновалова, Л.Д.Рожкова. М., Энергоатомиздат, 1989.
6. Электроснабжение промышленных предприятий и установок.
Б.Ю.Липкин. М., Высшая школа, 1990.
7 Монтаж, эксплуатация и ремонт электрооборудования промышленных предприятий и установок.
А.Ф.Зюзин; Н.З.Поконов; А.М.Вишток
Высшая школа, 1980