Содержание
Введение
1.Техническое описание предохранителей
1.1Назначение
1.2Технические характеристики
1.3Устройство и принцип действия
2.Организация ремонта
2.1Текущий ремонт
2.2 Возможные неисправности, их причины, порядок устранения
3. Охрана труда и техника безопасности при работе в электроустановкахнапряжением до 1000 В
Списоклитературы
Введение
/>Предохранители – это коммутационныеэлектрические аппараты, предназначенные для защиты электрических цепей отаварийных режимов, защиты электрических сетей, электрооборудованияобщепромышленных установок, вагонов метрополитена и др. от токов перегрузки икоротких замыканий. Они отключают защищаемую цепь посредством разрушения специальнопредусмотренных для этого токоведущих частей под воздействием тока,превышающего определенное значение.
В современных преобразовательных установках каждый полупроводниковыйприбор имеет предохранитель. Токи, протекающие через предохранитель, могутдостигать 100–200 кА. При разрушении предохранителя может произойти аварияпреобразовательной установки. В связи с этим быстродействующие предохранителидолжны иметь большую механическую прочность и обладать высокой надежностью.
Цель работы: провести анализвозможного ремонта предохранителей напряжением до 1000 Вольт.
Задачи работы:
– провести анализ литературы по теме исследования;
– выявить назначение и технические характеристики предохранителейнапряжением до 1000 Вольт;
– рассмотреть устройство и принцип действияпредохранителей;
– проанализировать возможные неисправности в работепредохранителей, их причины, порядок устранения;
– охарактеризовать охрану труда и технику безопасностипри работе в электроустановках напряжением до 1000 В.
1. Техническое описаниепредохранителей1.1 Назначение
Предохранитель – электрический аппарат, выполняющий защитнуюфункцию. Предохранитель защищает электрическую цепь и её элементы от перегреваи возгорания при протекании тока высокой силы. В цепи обозначается буквами «FU»и прямоугольником со сплошной линией в центре.
Предохранители находят самое широкое применение приэксплуатации электрооборудования как бытового, так и промышленного применения.Предохранители могут встраиваться в комплектные устройства. Выпускаемыепромышленностью предохранители рассчитаны на применение в различныхклиматических поясах, размещение в местах с разными условиями эксплуатации, наработу в условиях, различных по механическим воздействиям, и обладают разнойстепенью защиты от прикосновения и от внешних воздействий. Предохранителиизготовляются для разных рабочих напряжений, с плавкой вставкой, вставки могутбыть неразборными, с различными наполнителями [20, c. 87].
Предохранители можно разделить на группы: общего применения,сопутствующие, для защиты силовых полупроводниковых приборов(быстродействующие), для трансформаторных установок, низковольтные.
Рассмотрим их назначение.
Предохранители общего применения – используются длязащиты силовых потребителей электроэнергии с высокой электротермической иэлектродинамической устойчивостью (электродвигателей, трансформаторов,внутрицеховых электросетей и т.п.) и отключают все токи: от пограничного токадо тока наибольшей отключающей способности, имеют плавкие в ставки типа g – сотключающей способностью в полном диапазоне токов отключения.
Предохранители сопутствующие – применяются совместнос автоматическими выключателями или тепловыми реле; должны отключать цепь толькопри больших токах, при этом либо ограничить ток до допустимого значения длявыключателей, либо отключить цепь раньше, чем разойдутся контакты выключателя;применяются плавкие вставки типа а – с отключающей способностью в частидиапазона токов отключения (малые токовые перегрузки отключают автоматическиевыключатели или тепловое реле).
Предохранители для защиты СПП отличаются высокимибыстродействующими и токоограничительными способностями, т. к.полупроводниковые приборы термически малостойки [17, c. 43].
Предохранители для трансформаторных установок – отличаются от обычныхповышенной вибро- и ударостойкостью.
Предохранители низковольтные плавкие – коммутационныеэлектрические аппараты, предназначенные для отключения защищаемой цепи посредствомразрушения специально предусмотренных для этого токоведущих частей подвоздействием тока, превышающего определенное значение.
Быстродействующие предохранители в основном применяютсядля защиты полупроводниковых приборов. Малая тепловая инерция, быстрый прогревполупроводникового перехода крайне затрудняют защиту мощных диодов, тиристорови транзисторов при токовых перегрузках. Обычные типы предохранителей иавтоматических выключателей из-за относительно большого времени срабатывания необеспечивают защиту полупроводниковых приборов при коротком замыкании. Длявыполнения этой задачи разработаны специальные быстродействующиепредохранители: типа ППА; типа ПП.
1.2 Техническиехарактеристики
Состав технических характеристик предохранителей, плавкихвставок и держателей устанавливается в стандартах на конкретные серии и типыпредохранителей и должен соответствовать следующему перечню (ГОСТ 17242–86) [6,c. 38]:
– для держателя (или основания) предохранителя:номинальное напряжение; номинальный ток; род тока и номинальная частота дляпеременного тока; допустимые потери мощности; число полюсов, если их болееодного;
– для плавкой вставки: номинальное напряжение;номинальный ток; род тока и номинальная частота для переменного тока; потеримощности; времятоковые характеристики для плавких вставок типа а; перегрузочнаяспособность; диапазон токов отключения; наибольшая отключающая способность;наименьший ток отключения для плавких вставок типа а; характеристикапропускаемого тока; характеристики интегралов Джоуля; условия селективности(при необходимости); электрическое сопротивление плавкой вставки в холодномсостоянии (допускается указать в рабочих чертежах, утвержденных в установленномпорядке);
– для предохранителя: степень защиты по ГОСТ 14255–69;номинальное напряжение, номинальный ток и коммутационная способность свободныхконтактов (при их наличии).
Номинальное напряжение предохранителей с плавкими вставками aи g следует выбирать из ряда [12, c. 87]:
110; 220; 440 В-для постоянного тока;
220; 380; 660 В-для переменного тока.
Номинальное напряжение свободных контактов выбирают из ряда:
110, 220 В-для постоянного тока;
220; 380 В-для переменного тока.
Номинальная частота тока предохранителей должнасоответствовать ГОСТ 6697–83 [7, c. 32].
Номинальный ток предохранителя при верхнем рабочем значениитемпературы воздуха должен соответствовать ГОСТ 6827–76.
Номинальные токи выбираются из ряда [1, c. 87]:
для держателей (или основания) предохранителя – 10; 25; 31,5;63; 100; 160; 250; 400; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500 А;
для плавких вставок – 2; 4; 6,3; 10; 16; 20; 25; 31,5; 40;50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600;2000; 2500 А.Рассмотрим техническиехарактеристики предохранителей.
Номинальный ток предохранителя – ток, определяемый его теплофизическимии геометрическими параметрами. Устанавливается из учета превышения температурына выводах и потерь мощности. Величина его определяется номинальным токомустановленной в нем плавкой вставки I в.ном; выражается при переменномтоке – действующим значением периодической составляющей тока синусоидальнойформы номинальной частоты, при постоянном токе – среднем значением исоответствует ГОСТ 6827–76.
Номинальный ток держателя (или основания)предохранителя представляетсобой наибольший номинальный ток плавкой вставки, которая может бытьиспользована в предохранителе.
Ток неплавления – заданное значение тока, которое плавкаявставка предохранителя способна пропускать в течение условного времени, нерасплавляясь.
Условный ток неплавления – характеризуется отношением тока неплавленияк номинальному току плавкой вставки.
Ток плавления – наибольший ток, при котором плавкая вставка неперегорает в течение длительного времени (при токах, превышающих ток плавления,плавкая вставка должна перегореть в кратчайшее время).
Условный ток плавления – заданной значение тока, при котором срабатываетплавкая вставка предохранителя в течение условного времени.
Ожидаемый ток в цепи – ток, который будет протекать в цепи, еслиустановленный в ней плавкий предохранитель заменен перемычкой с незначительнымполным сопротивлением.
Пропускаемый ток – максимальное мгновенное значение тока,достигнутое при срабатывании предохранителя.
Пограничный ток – ток, при котором установившейся температуройнаиболее нагретого участка плавкой вставки является температура плавленияматериала плавкой вставки [19, c. 34].
Номинальное напряжение предохранителя – максимальное напряжениеэлектрической цепи (действующее значение), при котором обеспечивается надежноеотключение предохранителей этой цепи.
Номинальное напряжение предохранителя представляет собой наименьшеезначение из номинальных напряжений его частей: держателя предохранителя иплавкой вставки. На переменном токе номинальное напряжение предохранителявыражается действующим значением периодической составляющей тока синусоидальнойформы номинальной частоты, при постоянном токе при наличии пульсации – среднеезначение.
Напряжение отключения – мгновенное значение напряжения, котороепоявляется на выводах плавкой вставки (или предохранителя) в процессе егосрабатывания. Обычно учитывается наибольшее значение этого напряжения.Измеряется: в цепи переменного тока – между пиком второй полуволны напряженияпосле отключения и прямой линией, проведенной между пиками предыдущей ипоследующей полуволн; в цепи постоянного тока – как среднее значение в течение100 мс после отключения тока.
Время плавления плавкого элемента предохранителя – интервал времени отмомента начала протекания сверхтока через предохранитель до момента достижениянаиболее нагретого участка плавкого элемента температуры плавления материала.При этом имеется в виду, что сверхток имеет такое значение, которого достаточнодля расплавления плавкого элемента.
Преддуговое время предохранителя – время между началомпротекания тока, достаточного для расплавления плавкого элемента, и моментомвозникновения электрической дуги [22, c. 34].
Время дуги – интервал времени между моментом появления дугии моментом ее окончательного погасания.
Время отключения предохранителя (полное время) – сумма преддуговоговремени и времени дуги.
Потери мощности при номинальном токе – произведение номинальноготока на падение напряжения в предохранителе. Снижение этого параметраувеличивает срок службы предохранителей, экономит энергию и предотвращает тепловоевоздействие предохранителей на находящиеся вблизи элементы управления. Крометого, этот параметр является важным показателем состояния предохранителя впроцессе эксплуатации: повышение потерь мощности даже на несколько процентовсвидетельствует о начале разрушения плавких элементов предохранителя.
Характеристики энергетического воздействия тока, протекающегочерез предохранитель
Времятоковая преддуговая характеристика – зависимость преддуговоговремени (или полного времени срабатывания) предохранителя от ожидаемого токаотключения при установленных условиях.
Времятоковая характеристика плавления плавкой вставки – зависимость времениплавления плавкой вставки от ожидаемого тока отключения при установленныхусловиях [15, c.54].
Времятоковая характеристика отключения предохранителя – зависимость времениотключения предохранителя от тока отключения при установленных условиях.
Интегральная характеристика предохранителя – зависимость интеграловпреддугового (или полного) тока от ожидаемого тока.
Характеристика токоограничения предохранителя – зависимость пропускаемоготока от тока отключения предохранителя при установленных условиях.
Времятоковые характеристики – характеристики токоограничения иинтегральная характеристика представляются в виде графиков с логарифмическиммасштабом.
Плавкие элементы постоянного сечения обычно изготовляются изпроволоки, а переменного – из металлической фольги или тонкой металлическойпленки. Обычно конструкции плавкого элемента переменного сечения включают всебя сужения (узкие перешейки) с повышенной плотностью тока и широкие части,обеспечивающие определенные тепловые режимы плавкого элемента. Отношениепоперечного сечения широкой части плавкого элемента к поперечному сечениюузкого перешейка определяет вид защитной характеристики (длябыстродействующих предохранителей это отношение более 5, для инерционных инормального быстродействие – менее 5).
Качество предохранителей в значительной степени зависит отзначений переходного электрического сопротивления – при плохом контакте соединенияплавкого элемента с контактами плавкой вставки переходное сопротивление можетдостигать 50% электрического сопротивления плавкого элемента, что приводит кперегреву предохранителя в номинальном режиме работы и сокращению срока егослужбы [11, c.39].
Все плавкие элементы предохранителей с большими номинальнымитоками присоединяются к контактным выводам сваркой, обеспечивающей хорошеекачество контактных соединений.
Для предохранителей с малыми номинальными токами используетсяиногда пайка мягкими припоями, но чаще – механическое обжатие.
В разборных предохранителях плавкий элемент соединен свыводами плавкой вставки болтовым зажимом.
Наиболее подходящим материалом для плавкого элемента являетсясеребро, т. к. оно имеет высокую и стабильную электрическую проводимость.Плавкие элементы из серебра имеют максимальный по сравнению со всеми другимииспользуемыми металлами срок службы. Серебро обладает физическими свойствами,положительно влияющими на защитные характеристики предохранителей, низкие значенияудельной теплоемкости, удельной теплоты плавления испарения, высокий потенциалионизации. Серебро обладает хорошими технологическими свойствами: легкоподдается точной штамповке, сварке и пайке, не требуя при этом предварительнойобработки [6, c.26].
Наиболее близкими к серебру электрофизическими свойствамиобладает медь, благодаря чему она также широко используется в производстве предохранителей.Однако медь интенсивно окисляется, а ее окись стабильна вплоть до температурыплавления меди. Благодаря своей стабильности пленка могла бы быть защитной,если бы не механические напряжения, возникающие при изменении температуры ипрепятствующие адгезии пленки к чистому металлу. Вследствие воздействия этихсил оксидная пленка меди растрескивается и отслаивается, облегчая тем самымдальнейшее развитие коррозионных процессов. Большое распространение в качествематериала плавких элементов получает алюминий. Электрическое сопротивление алюминиевыхплавких элементов стабильно при длительном протекании номинального тока, чтообусловлено наличием тонкой оксидной пленки, защищающей металл от дальнейшегоокисления и не разрушающейся при нагреве вплоть до температуры плавления.Однако именно наличие этой пленки затрудняет процессы пайки и сваркиалюминиевых плавких элементов.
Из других металлов, применяющихся для изготовления плавких элементов,следует отметить цинк. Он имеет низкую температуру плавления, чтопредпочтительно для плавкого элемента, т. к. при этом значительно снижаютсятребования к термоустойчивости других элементов конструкции. Теплофизическиехарактеристики цинка обеспечивают довольно низкое значение интеграла плавления[10, c.38].
Конструкция контактов предохранителя должна обеспечиватьпрочное удержание плавкой вставки от перемещения ее под действием собственноговеса и электродинамических сил, возникающих при токах перегрузки и КЗ, а такжемеханических воздействиях. При этом не должен нарушаться электрический контактмежду основанием и держателем плавкой вставки, держателем плавкой в ставки иплавкой в ставкой, плавкой вставкой и основанием.
Основные размеры выводов предохранителей должны соответствоватьГОСТ 21242–75. Они должны допускать присоединение внешних проводов и кабелей сдиапазоном сечений, установленных ГОСТ 12434–83.
1.3 Устройство и принцип действия
Предохранители бывают плавкими (одноразовыми) иавтоматическими (многоразовыми).
Плавкий предохранитель (рис. 1) обычно представляет изсебя стеклянную или фарфоровую оболочку, на основаниях которой располагаютсяконтакты, а внутри находится тонкий проводник из относительно легкоплавкогометалла. Определённой силе тока срабатывания соответствует определённое поперечноесечение проводника. Если сила тока в цепи превысит максимально допустимоезначение, то легкоплавкий проводник перегревается и расплавляется, защищая цепьсо всеми её элементами от перегрева и возгорания.
Лампы накаливания снабжают плавкими предохранителями для предотвращенияперегрузки питающей цепи в случае возникновения электрической дуги в моментперегорания лампы. Предохранителем в лампе служит участок одного из вводныхпроводников, расположенных в цоколе лампы. Этот участок имеет меньшее сечениепо сравнению с остальной длиной провода; в лампах с прозрачной колбой это можнозаметить, рассматривая лампу на просвет. Для 220-вольтовых бытовых ламппредохранитель обычно рассчитан на ток 7 А.
Существенной величиной является время, за которое происходитразрушение проводника при превышении установленного тока. С целью уменьшения этоговремени некоторые плавкие предохранители содержат пружину предварительногонатяжения. Эта пружина также разводит концы разрушенного проводника,предотвращая возникновение дуги [13, c. 65].
Автоматический предохранитель (рис. 2) (правильноеназвание: Автоматический выключатель, также называется «автомат защиты»,«защитный автомат» или же просто «автомат») состоит из диэлектрическогокорпуса, внутри которого располагаются подвижный и неподвижный контакты.Подвижный контакт подпружинен, пружина обеспечивает усилие для быстрогорасцепления контактов. Механизм расцепления приводится в действие одним из двухрасцепителей: тепловым или электромагнитным.
· Тепловойрасцепитель представляет собой биметаллическую пластину, нагреваемуюпротекающим током. При протекании тока выше допустимого значениябиметаллическая пластина изгибается и приводит в действие пружину, отводящуюподвижный контакт, разрывая тем самым электрическую цепь. Время срабатываниязависит от тока (время-токовая характеристика) и может изменяться от секунд дочаса. Минимальный ток, при котором должен срабатывать тепловой расцепитель,составляет 1,45 от номинального тока предохранителя. В отличие от плавкогопредохранителя, автоматический предохранитель готов к следующему использованиюпосле остывания пластины [10, c. 87].
· Магнитный(мгновенный) расцепитель представляет собой соленоид, подвижный сердечник которогоприводит в действие пружину, отводящую подвижный контакт. Ток, проходящий черезавтоматический выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечникапри превышении заданного порога. Мгновенный расцепитель, в отличие от теплового,срабатывает очень быстро (доли секунды), но при значительно большем превышениитока: в от 6 и более раз от номинального тока, в зависимости от типа(автоматические выключатели делятся на типы A, B, C и D в зависимости отхарактеристики срабатывания расцепителей).
Основными частями предохранителя являются плавкая вставка иоснование для ее установки.
Плавкая вставка – часть предохранителя, в которой происходитотключение электрического тока, подлежащая замене после срабатыванияпредохранителя. Она представляет собой корпус, в котором расположен плавкийэлемент, расплавляющийся при срабатывании предохранителя, и дугогасительноеустройство, представляющее собой наполнитель, для гашения возникающей приперегорании плавкого элемента электрической дуги.
Держатель плавкой вставки – съемная часть предохранителя,предназначенная для удержания его плавкой вставки. Контакты плавкой вставки– токоведущая часть, обеспечивающая электрическую связь контактов плавкойвставки с подводящими проводниками. Держатель предохранителя – сочетаниеоснования предохранителя с держателем плавкой вставки. Блок предохранителя– механическое устройство в конструкции плавкой вставки предохранителя, котороепри срабатывании предохранителя освобождает энергию, необходимую длясрабатывания других аппаратов (или указателей) или для воздействия на свободныеконтакты предохранителя.
2. Организация ремонта
2.1 Текущий ремонт
При текущем ремонте предохранителей напряжениемдо 1000 Вольт с контактных поверхностей губок и патронов удаляют грязь,оксидные пленки и частицы расплавленного металла. Окислившиеся контактызачищают стеклянной бумагой, а обгоревшие и оплавленные – надфилем. Затемразбирают патрон, проверяют состояние внутренних токопро-водящих частей иплавких вставок. Дефекты устраняют, а плавкую вставку, долго находившуюся в эксплуатации,заменяют новой. Вставки в предохранителях соседних фаз независимо от ихсостояния также меняют. Они должны быть однотипными, заводского изготовления истрого соответствовать значениям номинального тока предохранителя и токазащищаемой линии. При осмотре патрона предохранителя обращают внимание нацелость и степень износа его стенок, так как при частых перегрузках плавкойвставки стенки патрона выгорают под воздействием высокой температуры дуги. Привыгорании стенок патрона более чем на 50% первоначальной толщины патронзаменяют новым [2, c. 12].
Фибра, из которой изготовляют патронпредохранителя, представляет собой электротехнический картон, пропитанный поддавлением раствором хлористого цинка. При перегорании плавкой вставки подвоздействием высокой температуры дуги фибра выделяет пары цинка и хлористыйгаз, которые способствуют быстрому гашению дуги. При ремонте патрона стенкиочищают от обгоревшей фибры, промывают, насухо вытирают чистой тряпкой,покрывают двумя слоями бакелитового лака или одним слоем клея БФ-2, а затемпросушивают. После очистки внутренних токопроводящих деталей полость патронапредохранителя наполняют сухим кварцевым песком, который предварительнообрабатывают 2%-м раствором соляной кислоты, промывают и просушивают при 150–180 °С.
Чтобы убедиться в наличии электрическойцепи между плавкой вставкой и контактными частями, отремонтированный патронпроверяют контрольной лампой, а затем устанавливают (при отключенномнапряжении) в губках предохранителя. При этом обращают внимание на наличиеконтакта между губками и патроном [17, c. 35].
Предохранители предназначены для защитыэлектрических цепей от токов короткого замыкания или недопустимых токовнагрузки и характеризуются номинальными токами плавкой вставки ипредохранителя. Номинальным током плавкой вставки называют ток, при котором онадолжна работать в течение продолжительного времени, а номинальным током предохранителя– наибольший из номинальных токов плавких вставок, используемых в данном предохранителе.Для обеспечения быстрого плавления вставки предохранителя и повышения егозащитного действия при малых перегрузках на ленточки вставки напаиваютоловянные шарики диаметром 0,5–2 мм. Эти шарики позволяют использовать такназываемый металлургический эффект. Сущность его заключается в том, что принагревании вставки оловянный шарик с более низкой температурой плавлениярасплавляется раньше, чем вставка, и, проникая в нее, образует сплав металла,который по сравнению с исходным материалом обладает большим электрическимсопротивлением. При токах перегрузки вставка перегорает в месте напайки оловянногошарика. Предохранители характеризуются токоограничивающей способностью, так какплавкая вставка в них перегорает раньше, чем ток короткого замыкания успеетдостигнуть устойчивого значения.
В ремонтных мастерских можно изготовитьплавкую вставку из калиброванной проволоки, т.е. проволоки излегкоплавких металлов или сплавов, имеющей конкретный диаметр и рассчитанной наопределенный ток (калибровку проволоки проводят на специальном стенде).
Расчет необходимого номинального значениятока плавкой вставки ведут с учетом эксплуатационных перегрузок и пусказащищаемой установки. Так, пусковой ток асинхронного двигателя (АД) скороткозамкнутым ротором может превышать номинальное значение тока в 7 раз. Помере разгона двигателя пусковой ток уменьшается до номинального. Длительностьпуска зависит от характера нагрузки. Предохранитель не должен перегорать привоздействии на него пусковых токов. Параметры плавкой вставки в процессеэксплуатации должны быть стабильными, т.е. не должно происходить ее старения.Экспериментально установлено, что старение плавкой вставки не происходит притоках, равных 0,5 1пл, где /пл – ток плавлениявставки. Из время-токовой характеристики предохранителя ПН-2 для времени 1 сего вставка плавится при токе, равном 5 /вст.НОм. Еслипуск АД длится 1 с, то среднее значение пускового тока за этот период должнобыть не более 0,5 /пл плавкой вставки за это же время. Такимобразом, пусковой ток 1псвязан с током плавления 7ПЛсоотношением [22, c. 16]:
/>
…"» />
откуда/>
т.е. номинальный ток вставки выбирают взависимости от пускового тока нагрузки.
При тяжелых условиях пуска АД (приводцентрифуги и др.) или повторно-кратковременном режиме, когда пуски происходят сбольшой частотой, плавкая вставка выбирается с еще большим запасом по току:
/>
Если предохранитель стоит в линии,питающей несколько АД,
/>
где Jp – расчетный номинальныйток линии, равный сумме номинальных токов всех двигателей; /Ном.дв ~номинальный ток двигателя, имеющего наименьшую мощность.
Для АД с фазным ротором, если /п
/>
2.2 Возможные неисправности, их причины, порядок устранения
Рассмотрим возможные неисправности, которые могут возникнутьпри работе предохранителей.
1. Гашение дуги при срабатывании предохранителя различныхконструктивных исполнений происходит в различных дугогасящих средах.
В качестве дугогасящей среды может использоваться: вакуум.Однако при этом в цепях постоянного и выпрямленного токов после расплавленияплавкого элемента в вакууме горит устойчивая дуга, и предохранитель не способенотключать ток К3; изоляционная жидкость. При токах К3 вокруг плавкого элементаобразуется область, заполненная паром изоляционной жидкости, котораятеплоизолирует плавкий элемент или его узкий перешеек, вызывая тем самым ускорениепроцесса расплавления.
2. Пространство между керамическими пластинами и корпусом плавкихвставок заполняется кварцевым песком. После возникновения дуги при расплавленииметаллического перешейка на очень малой длине (0,5–1 мм) ионизированнаяплазма и расплавленный металл перешейка будут удаляться из дугового промежуткачерез щель в наполнителе. Наличие близко расположенных к дуге относительнохолодных (при больших токах КЗ) изоляционных стенок радиаторов способствует деионизациидугового промежутка. Явление вжигания металла в материал изоляционныхстенок радиаторов несколько снижает эффект дугогашения. Поверхность всехрадиаторов на месте горения дуги остеклована, однако значительный температурныйудар, возникающий при горении дуги, вызывает появление многочисленныхмикротрещин и даже растрескивание радиаторов.
3. Предохранители с плавкими элементами, достаточно прочнозажатыми между керамическими накладками и размещенными в кварцевом песке, надежноотключают большие токи КЗ, но при малых токовых перегрузках, вследствиезначительного нагрева керамических накладок, возможно затяжное горение дуги,иногда приводящее к разрушению предохранителя; сыпучий наполнитель –кварцевый песок – наиболее широко применяемый материал. Гашение дуги в такихпредохранителях основано на интенсивной деионизации дуги в узких щелях междупесчинками наполнителя.
4. Защитные характеристики предохранителей существеннозависят от уплотнения наполнителя, т. к. даже в плавких вставках, допредела заполненных песком, но без дополнительного уплотняющего воздействия,при транспортировке и эксплуатации возникают воздушные полости значительныхразмеров, что при отключении предохранителем цепей в аварийном режиме приводитк значительному увеличению длительности горения дуги, т.е. ухудшениюзащитных характеристик или даже к авариям.
5. В случае прохождения через плавкую вставку предохранителятока, превышающего ее номинальный ток, вставка перегорает и разрывает электрическуюцепь, отключая защищаемый участок от остальной части электроустановки. Вэлектроустановках напряжением до 1000 В широко применяются предохранители ПР иПН [9, c.39].
Предохранитель ПР состоит из контактныхстоек и закрытого разборного патрона, внутри которого располагается плавкая вставка.Чтобы избежать выпадения предохранителя при электродинамических усилиях, возникающихв защищаемой электрической цепи при коротком замыкании, в контактахобеспечиваются необходимые нажимы за счет пружинящих свойств материала скобыконтактных стоек, стальной кольцевой или пластинчатой пружины и специальногозажима с рукояткой, установленного на контактной стойке. Патрон предохранителяПР представляет собой фибровую трубку с толщиной стенок 3–6 мм, на концахкоторой накручены латунные втулки с прорезями для плавкой вставки. На втулкунадеты латунные колпачки, которые служат контактами в предохранителях наноминальные токи до 60 А. В предохранителях на 100–1000 А контактами являютсямедные ножи.
Плавкие вставки представляют собойпластины, имеющие один или несколько участков сужения. При перегрузках плавкаявставка перегорает на одном участке сужения, а при коротком замыкании – нанескольких одновременно. При плавлении вставки пары цинка ускоряют процессрекомбинации ионов, благодаря чему улучшаются условия деионизации дугового пространства.А это содействует быстрому гашению электрической дуги в патроне. Отсутствие впатроне заполнителя ухудшает условия гашения дуги.Способы и устройствабезопасной замены плавких вставок
Устройства должны обезопасить оператора от соприкосновения стоковедущими и нагретыми частями плавкой вставки. На корпусах плавких вставокимеются специальные выступы, которые входят в захваты рукоятки. Плавкие вставкиудерживаются в рукоятке пружинными защелками.
В резьбовых предохранителях зазор между корпусом и головкойплавкой вставки выбирается таким, чтобы пальцы оператора не могли коснутьсятоковедущей резьбы основания [12, c. 91].
Плавкая вставка, укрепленная непосредственно на проводникахзащищаемой цепи, сменяется только после отключения установки от источниканапряжения и охлаждения. Контакты, соединяющие плавкую вставку с контактамиоснования предохранителя [25, c. 17]:
Воврубном исполнении контактных соединений необходимое контактное давлениеосуществляется за счет упругости губок контактов основания и с помощьюконтактных пружин, в резьбовых предохранителях – пружинным колпачком головки, вплавких вставках без основания – болтовым соединением вывода плавкой вставки сподводящим проводником. В ножевых контактах применяется клиновое контактноесоединение, при котором ножевой контакт плавкой вставки прижимается к плоскостиконтактов основания с помощью перемещаемого винтом клапана. Такое соединениесочетает в себе достоинства болтового (большие усилия к поверхности прикосновения)и врубного (достаточно простая и быстрая смена сработавших плавких вставок). Длязамены следует использовать предохранитель, рассчитанный на такую же илименьшую величину номинального тока. Если вместо перегоревшего установитьпредохранитель, рассчитанный на меньший номинальный ток, то новый предохранительможет сразу же перегореть.
3. Охрана труда и техникабезопасности при работе в электроустановках напряжением до 1000 В
Электроустановками называются такиеустановки, в которых производится, преобразуется и потребляется электроэнергия.Электроустановки включают передвижные и стационарные источники электроэнергии,электрические сети, распределительные устройства и подключенные токоприемники. Постепени опасности поражения персонала электрическим током электроустановкиподразделяются на электроустановки до 1000 Вольт и выше 1000 Вольт.Рассмотрим охрану труда и технику безопасности при работе в электроустановкахнапряжением до 1000 Вольт [8, c. 36].
Отдать распоряжение на выполнение работ вдействующих электроустановках до 1000 Вольт имеет право работник руководящегоперсонала, имеющий группу по электробезопасности не ниже 4-ой.
Работы в электроустановках в отношении мербезопасности подразделяются на выполняемые: со снятием напряжения; без снятиянапряжения на токоведущих частях и вблизи них.
К работам со снятием напряженияотносятся работы, выполняемые в электроустановке, в которой с токоведущихчастей снято напряжение. К работам без снятия напряжения на токоведущихчастях, и вблизи них относятся производимые непосредственно на этих частяхлибо вблизи от них. Такие работы должны выполнять не менее двух лиц:производитель работ с группой не ниже IV, остальные – ниже III./>Технические мероприятия,обеспечивающие безопасность работ со снятием напряжения
При подготовке рабочего места для работ соснятием напряжения оперативным персоналом должны быть выполнены в указанномпорядке следующие технические мероприятия [23, c. 98]:
1. произведенынеобходимые отключения и приняты меры, препятствующие подаче напряжения к местуработы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационнойаппаратуры;
2. наприводах ручного и ключах дистанционного управления коммутационной аппаратуройвывешены запрещающие плакаты («Не включать, работают люди», «Не включать,работа на линии») и, при необходимости, установлены заграждения;
3. присоединенык «Земле» переносные заземления, проверено отсутствие напряжения на токоведущихчастях, на которых должно быть наложено заземление для защиты людей отпоражения электрическим током;
4. непосредственнопосле проверки отсутствия напряжения должно быть наложено заземление (включенызаземляющие ножи, а там, где они отсутствуют, установлены переносные заземления);
5. вывешеныпредупреждающие и предписывающие плакаты, ограждены при необходимости рабочиеместа и оставшиеся под напряжением токоведущие части. В зависимости от местныхусловий токоведущие части ограждаются до или после наложения заземлений.
Работы со снятием напряжений могут производитьсялибо с наложением заземлений, либо без наложения заземлений, но с принятиемтехнических мер, предотвращающих ошибочную подачу напряжения на место работы.Производствоотключений.
На месте работы должны быть отключены токоведущиечасти, на которых производится работа, а также и те, которые могут бытьдоступны прикосновению при выполнении работы.
Доступные прикосновению неизолированныетоковедущие части можно не отключать, если они будут надежно огражденыизолирующими накладками из сухих изоляционных материалов.
Отключение должно производиться такимобразом, чтобы выделенные для выполнения работы части электроустановки илиэлектрооборудование были со всех сторон отделены от токоведущих частей,находящихся под напряжением, коммутационными аппаратами или снятиемпредохранителей, а также отсоединением концов кабелей (проводов), по которымможет быть подано напряжение к месту работы.
Отключение может быть выполнено:
1. коммутационнымиаппаратами с ручным управлением, положение контактов которых видно с лицевойстороны или может быть установлено путем осмотра панелей с задней стороны,открытия щитков, снятия кожухов. Выполнять эти операции необходимо ссоблюдением мер безопасности. Если имеется полная уверенность, что у коммутационныхаппаратов с закрытыми контактами положение рукоятки или указателя соответствуетположению контактов, то допускается не снимать кожухи для проверки отключения;
2. контакторамиили другими коммутационными аппаратами с автоматическим приводом и дистанционнымуправлением с доступными осмотру контактами после принятия мер, устраняющихвозможность ошибочного включения (снятие предохранителей оперативного тока,отсоединение концов включающей катушки) [13, c. 71].
Для предотвращения подачи напряжения кместу работы вследствие трансформации следует отключить все связанные сподготавливаемым к ремонту электрооборудованием силовые, измерительные иразличные специальные трансформаторы со стороны как высшего, так и низшегонапряжения. В случаях, когда работа выполняется без применения переносных заземлений,должны быть приняты дополнительные меры, препятствующие ошибочной подаче напряженияк месту работы: механическое запирание приводов отключенных аппаратов, дополнительноеснятие последовательно включенных с коммутационными аппаратами предохранителей,применение изолирующих накладок в рубильниках, автоматах и т.п. Эти техническиемеры должны быть указаны при выдаче задания на работы. При невозможностипринятия указанных дополнительных мер должны быть отсоединены концы питающихили отходящих линий на щите, сборке или непосредственно на месте работы; приотсоединении кабеля с четвертой (нулевой) жилой эта жила должна отсоединятьсяот нулевой шины.
На рукоятках, ключах и кнопках управлениявсех коммутационных аппаратов, а также на контактных стойках (основаниях)предохранителей, с помощью которых может быть подано напряжение к месту работы,должны быть вывешены плакаты «Не включать – работают люди», «Не включать –работа на линии». Соседние с рабочим местом неотключенные токоведущие части, доступныеслучайному прикосновению, должны быть на время работы ограждены. Временнымиограждениями могут служить сухие, хорошо укрепленные ширмы, накладки из дерева,миканита, гетинакса, текстолита, резины и т.п. На временных ограждениях должныбыть вывешены плакаты «Стой – опасно для жизни». Перед установкой ограждений сних должна быть тщательно стерта пыль. Установку ограждений, накладываемыхнепосредственно на токоведущие части, следует производить с осторожностью, вдиэлектрических перчатках и очках, в присутствии второго лица с IV квалификационнойгруппой. На всех подготовленных местах работы после наложения заземления вывешиваетсяплакат «Работать здесь» [11, c. 28].Проверкаотсутствия напряжения.
Перед началом всех работ наэлектроустановках со снятием напряжения необходимо проверить отсутствиенапряжения на участке работы. Проверка отсутствия напряжения проводитсяуказателем напряжения с неоновой лампой. Непосредственно перед проверкойотсутствия напряжения необходимо убедиться в исправности применяемого указателяпутем проверки его на токоведущих частях, расположенных поблизости и заведомонаходящихся под напряжением. Запрещено использовать для проверки отсутствиянапряжения указатели с низким входным сопротивлением.
Отсутствие напряжения должно бытьпроверено: между тремя парами фаз; между каждой фазой и PE-проводником («землей»); междунулевым рабочим (N) и нулевым защитным проводником (PE).Наложениезаземлений.
Заземления должны быть наложены натоковедущие части всех фаз отключенного для производства работы участкаэлектроустановки со всех сторон, откуда может быть подано напряжение. Достаточнымявляется наложение с каждой стороны одного заземления. Эти заземления могутбыть отделены от токоведущих частей или оборудования, на которых производитсяработа, отключенными разъединителями, выключателями, автоматами или снятымипредохранителями.
Наложение заземлений непосредственно натоковедущие части, на которых производится работа, требуется тогда, когда этичасти могут оказаться под наведенным напряжением или на них может быть поданонапряжение от постороннего источника опасной величины. Места наложениязаземлений должны выбираться так, чтобы заземления были отделены видимым разрывомот находящихся под напряжением токоведущих частей. При пользовании переноснымизаземлениями места их установки должны находиться на таком расстоянии оттоковедущих частей, оставшиеся под напряжением, чтобы наложение заземлений былобезопасным. В закрытых распределительных устройствах переносные заземлениядолжны накладываться на токоведущие части в установленных для этого местах. Этиместа должны быть очищены от краски и окаймлены черными полосами.
Во всех электроустановках местаприсоединения переносных заземлений к заземляющей проводке должны быть очищеныот краски и приспособлены для закрепления струбцины переносного заземления либона этой проводке должны иметься зажимы (барашки) [3, c. 39].
В электроустановках, конструкция которыхтакова, что наложение заземления опасно или невозможно (например, в некоторыхраспределительных ячейках, КРУ отдельных типов и т.п.), при подготовке рабочегоместа должны быть приняты дополнительные меры безопасности, исключающиеслучайную подачу напряжения к месту работы. К этим мерам относятся: запираниепривода разъединителя на замок, ограждение ножей или верхних контактовуказанных аппаратов резиновыми колпаками или жесткими накладками изизоляционного материала. Наложение заземлений не требуется при работе наоборудовании, если от него со всех сторон отсоединены шины, провода и кабели,по которым может быть подано напряжение, если на него не может быть поданонапряжение путем обратной трансформации или от постороннего источника, и приусловии, что на этом оборудовании не наводится напряжение. Концы отсоединенногокабеля при этом должны быть замкнуты накоротко и заземлены.Порядок наложения иснятия заземления.
Наложение заземления следует производитьнепосредственно после проверки отсутствия напряжения. Наложение и снятие переносныхзаземлений, должны производиться двумя лицами. Переносные заземления передпроверкой отсутствия напряжения должны быть присоединены к зажиму «Земля».Зажимы переносного заземления накладываются на заземляемые токоведущие части спомощью штанги из изоляционного материала с применением диэлектрическихперчаток. Закрепление зажимов производится этой же штангой или непосредственноруками в диэлектрических перчатках. Запрещается пользоваться для заземлениякакими-либо проводниками, не предназначенными для этой цели, а такжепроизводить присоединение заземлений путем их скрутки. Переносные заземлениядолжны быть выполнены из голых медных многожильных проводов и иметь сечение неменее 25 мм2. Снятие заземления следует производить в обратномпорядке с применением штанги и диэлектрических перчаток.
Если характер работы в электрических цепяхтребует снятий заземления, допускается временное снятие заземлений, мешающихвыполнению работы. При этом место работы должно быть подготовлено в полномсоответствии вышеизложенными требованиями и лишь на время производства работымогут быть сняты те заземления, при наличии которых работа не может бытьвыполнена. Включение и отключение заземляющих ножей, наложение и снятиепереносных заземлений должны учитываться по оперативной схеме, в оперативномжурнале и в наряде.Правилаиспользования защитных средств, применяемых в электроустановках
Защитными средствами называются приборы,аппараты, переносные и перевозимые приспособления и устройства, а такжеотдельные части устройств, приспособлений и аппаратов, служащие для защитыперсонала, работающего на электроустановках, от поражения электрическим током,от воздействия электрической дуги, продуктов ее горения и т.п.
Основными называются такиезащитные средства, изоляция которых надежно выдерживает рабочее напряжениеэлектроустановок и с помощью которых допускается касаться токоведущих частей,находящихся напряжением. Дополнительными – средства, которые сами посебе не могут при данном напряжении обеспечить безопасность от поражения токоми являются лишь дополнительной мерой защиты к основным средствам.
К основным изолирующим защитным средствам,применяемым в электроустановках напряжением до 1000 Вольт, относятся [15, c. 29]:
· диэлектрическиеперчатки;
· инструментс изолированными рукоятками;
· указателинапряжения.
К дополнительным изолирующим защитнымсредствам, применяемым в электроустановках напряжением до 1000 Вольт,относятся:
· диэлектрическиеботы;
· диэлектрическиерезиновые коврики;
· изолирующиеподставки.
Выбор тех или иных изолирующих защитныхсредств для применения при оперативных переключениях или ремонтных работахрегламентируется правилами техники безопасности при эксплуатацииэлектроустановок и линий электропередачи и специальными инструкциями навыполнение отдельных работ. Замену предохранителя следует производить толькопри снятой нагрузке. Замена предохранителя под нагрузкой может привести квозникновению электрической дуги, и, как следствие, повреждению глаз, ожогамрук, порче держателя предохранителя. В электроустановках до 1000 вольт заменапроизводится в средствах защиты лица и глаз специальными клещами либо рукой вдиэлектрических перчатках [24, c. 76].
Список литературы
1. Андреев В.А. Релейная защита, автоматика ителемеханика в системах электроснабжения – М., Высшая школа, 1985.–392 с.:ил.
2. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники:Электрические цепи. Учеб. для студентов электротехнических, энергетических иприборостроительных специальностей вузов. –7-е изд., перераб. и доп. – М.:Высш. шк., 2000. –528 с.
3. Бороздин И.И. Электроснабжение предприятий –Мн., Дизайн ПРО, 2000.–224 с.: ил.
4. Вернер В.В. Электромонтер-ремонтник – М., Высшаяшкола, 1987. – 223 с.: ил.
5. Воронина А.А. Безопасность труда вэлектроустановках / А.А. Воронина, Н.Ф. Шибенко – М., Высшая школа,1984. – 312 с.: ил.
6. Гусев Н.Н. Устройство и монтажэлектрооборудования / Н.Н. Гусев, Б.Н. Мельцер – Мн., Вышэйшая школа,1979 г. – 188 с.: ил.
7. Долин П.А. Основы техники безопасности вэлектроустановках – М., Энергия, 1979. – 188 с.: ил.
8. Зевин М.Б. Электромонтер-кабельщик / М.Б. Зевин,А.Н. Трифонов – М., Высшая школа, 1989. – 286 с.: ил.
9. Камнев В.Н. Ремонт аппаратуры релейной защиты иавтоматики – М., Высшая школа, 1979. – 304 с.: ил.
10. Касаткин А.С. «Основы электротехники» учебноепособие для технических училищ М. «Высшая школа», 2002.
11. Коптев А.А. Электромонтер оперативно-выезднойбригады подстанций – М., Высшая школа, 1988. – 266 с.: ил.
12. Коротков Г.С. Ремонт оборудования и аппаратурыраспределительных устройств / Г.С. Коротков, М.Я. Членов – М., Высшаяшкола, 1990. – 270 с.: ил.
13.Корякин-Черняк С.Л. Краткий справочник домашнего электрика. Изд. 2-е – СПб.:Наука и Техника, 2006.
14. Куценко Г.Ф. Монтаж, эксплуатация и ремонтэлектроустановок – Мн., Дизайн ПРО, 2003. – 272 с.: ил.
15. Лезнов С.И. Обслуживание электрооборудованияэлектростанций и подстанций / С.И. Лезнов, А.А. Тайц – М., Высшаяшкола, 1980. – 301 с.: ил.
16. Прянишников В.А. Теоретические основыэлектротехники. Курс лекций. – Изд-во: Коронапринт, 2008.
17. Савилов Г.В. Электротехника и электроника. Курслекций. – Изд-во: Дашков и К, 2008.
18. Семенов А.Н. Электромонтер – аккумуляторщик –М., Высшая школа, 1983. – 263 с.: ил.
19. Сибикин Ю.Д. Обслуживание электрооборудованияпромышленных предприятий – М., Высшая школа, 1989. – 303 с.: ил.
20. Сибикин Ю.Д. Технология электромонтажных работ/ Ю.Д. Сибикин, М.Д. Сибикин – М., Высшая школа, 1999. – 301 с.:ил.
21. Синдеев Ю.Г., Грановский В.Г. Электротехника.Курс лекций. – М., 2003.
22. Синдеев Ю. «Электротехника» учебное пособие дляпрофессиональных училищ и колледжей» Ростов н/Д «Феникс», 2000.
23. Смирнов Л.П. Электромонтер-кабельщик – М., Высшаяшкола, 1978. – 324 с.: ил.
24. Трунковский Л.Е. Обслуживаниеэлектрооборудования промышленных предприятий – М., Высшая школа, 1979. – 272 с.:ил.
25. Умов П.А. Обслуживание городских электрическихсетей – М., Высшая школа, 1979.–216 с.: ил.