Классификация пожароопасных зон

Содержание.

Стр.

1. Приведите классификацию пожароопасных зон……………………….       
2. Приведите особенности  монтажа шинопроводов до 1000 В………
3. Опишите электрические и механические отказы электрических

машин при их эксплуатации………………………………………………..

4. Опишите неисправности асинхронных электрических

двигателей и организацию их ремонта……………………………………

1. Приведите классификацию пожароопасных зон.

6.1. Классификация  пожароопасных зон

6.1.1. Пространство  внутри или вне помещений, в  пределах которого постоянно  или периодически обращаются  горючие вещества и в котором  они могут находиться при нормальном  процессе или при его нарушениях, является пожароопасной зоной.

6.1.2. Зоны класса П-І располагаются в помещениях, где обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61 °С.

6.1.3. Зоны класса П-ІІ располагаются в помещениях, где выделяются горючие пыль или волокна с нижним концентрационным пределом воспламенения более 65 г/м3 к объему воздуха.

6.1.4. Зоны класса П-ІІа располагаются в помещениях, где обращаются твёрдые горючие вещества.

6.1.5. Зоны класса П-ІІІ располагаются вне помещений, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61 °С или твёрдые горючие вещества.

6.1.6. Зоны в помещениях и зоны наружных установок в пределах до 5 м по горизонтали и вертикали от аппарата, в которых постоянно или периодически обращаются горючие вещества, но технологический процесс ведётся с применением открытого огня или раскалённых частей, либо технологические аппараты имеют поверхности, нагретые до температуры самовоспламенения горючих паров, пылей или волокон, не относятся в части их электрооборудования к пожароопасным. Класс среды в помещениях или среды наружных установок за пределами указанной 5 метровой зоны определяют в зависимости от технологических процессов, применяемых в этой среде.

В помещениях и наружных установках зоны, в которых твёрдые, жидкие и газообразные горючие вещества сжигаются в качестве топлива или утилизируются путём сжигания, не относятся в части их оборудования к пожароопасным.  
6.1.7. При размещении в помещениях или наружных установках единичного пожароопасного оборудования, когда специальные меры против распространения пожара не предусмотрены, зона в пределах до 3 м по горизонтали и вертикали от этого оборудования является пожароопасной. 
6.1.8. Зоны в помещениях вытяжных вентиляторов, а также в помещениях приточных вентиляторов (если приточные системы работают с применением рециркуляции воздуха), обслуживающих помещения с пожароопасными зонами класса П-ІІ, относятся также к пожароопасным зонам класса П-ІІ.

Зоны в помещениях вентиляторов местных отсосов относятся к пожароопасным зонам того же класса, что и обслуживаемая ими зона. 

Для вентиляторов, установленных за наружными ограждающими конструкциями и обслуживающих пожароопасные зоны класса П-П и пожароопасные зоны любого класса местных отсосов, электродвигатели выбираются как для пожароопасной зоны класса П-ІІІ. 

6.1.9  Определение границ и класса пожароопасных зон должно производиться технологами совместно с электриками проектной или эксплуатационной организации.  

В помещениях с производствами (и складов) категории В электрооборудование должно удовлетворять, как правило, требованиям раздела 5.1 к электроустановкам в пожароопасных зонах соответствующего класса.  
6.1.10   При выборе электрооборудования, устанавливаемого в пожароопасных зонах, необходимо учитывать также условия окружающей среды (химическую активность, атмосферные осадки  
и т. п.). 

6.1.11   Неподвижные контактные соединения в пожароопасных зонах любого класса должны выполняться сваркой, опрессовкой, пайкой, свинчиванием или иным равноценным способом. Разборные контактные соединения должны быть снабжены приспособлением для предотвращения самоотвинчивания.  
6.1.12  Защита зданий, сооружений и наружных установок, содержащих пожароопасные зоны, от прямых ударов молнии и вторичных ее проявлений, должна выполняться в соответствии с РД 34.21.122-87, а также заземление установленного в них оборудования (металлических сосудов, трубопроводов и т. п.), содержащего горючие жидкости, порошкообразные или волокнистые материалы и т. п. для предотвращения искрения, обусловленного статическим электричеством, должны выполняться в соответствии с ДНАОП 0.00-1.29-97 и другими действующими нормативными документами. 

В пожароопасных зонах любого класса должны быть предусмотрены меры для снятия статических зарядов с оборудования. 

6.1.13  Заземление электрооборудования в пожароопасных зонах должно выполняться в соответствии с действующими нормативными документами.

1. Приведите особенности  монтажа шинопроводов до 1000 В.

Увеличение передаваемых мощностей в системе распределения электрической энергии требует создания мощных электрических сетей. 
На современных промышленных предприятиях с высокой степенью автоматизации технологических процессов удельные плотности электрических нагрузок достигают 0,6—1 (кВ-А)/м2. Наряду с этим резко возросли требования к надежности работы промышленных электроустановок. 
В последнее время происходит переход от сетей из проводов и кабелей к шинопроводам, обладающим большей перегрузочной способностью и надежностью в эксплуатации. Вместе с этим шинопроводы, являясь продукцией специализированных заводов, достигли большой монтажной готовности. 
Наибольшее распространение шинопроводы получили в установках до 1 000 В в виде комплектных магистральных или распределительных линий. Наряду с этим в устройствах 6, 10, 35 кВ кабельные и обычные шинные магистрали также стали заменяться комплектными шинопроводами. Их устанавливают на электростанциях (в блоке генератор—трансформатор), на крупных подстанциях (в качестве шинных магистралей), на промпредприятиях (для питания энергоемких установок) и др. 
Конструктивно шинопроводы различают по материалу шин, их профилю и расположению, типу изоляторов, способу защиты от окружающей среды. Широкое разнообразие их конструкций можно разбить на два вида: с жесткими изолированными и неизолированными шинами на опорных изоляторах; с гибкими шинами на подвесных изоляторах. Шинопроводы с жесткими шинами изготавливают как открытыми, так и в защитном кожухе. 
Настоящая книга посвящена монтажу комплектных шинопроводов напряжением до 1 000 В.

Устройства, обеспечивающие распределение электрической энергии по электроприемникам внутри производственных помещений, называют цеховыми электрическими сетями. Внутрицеховые сети промышленных предприятий обладают своими особенностями. Они имеют большую разветвленность, более уязвимы в части повреждений и безопасности для окружающего персонала. Монтаж сетей составляет значительную долю общего объема электромонтажных работ и во многом зависит от хода строительных работ. Цеховые проводки могут выполняться кабелями, проводами, шинопроводами или же в комбинации из этих элементов.

Сооружение их должно исходить из соображений минимальных затрат средств и времени при максимальной надежности и безопасности эксплуатации. 
По назначению сети разделяют на магистральные (питательные) и распределительные 
Магистральная сеть служит для связи между подстанциями и распределительными устройствами, а также для питания распределительных пунктов и крупных электроприемников. Магистральная сеть характеризуется значительными токами нагрузки (800— 5000 А), малой разветвленностью и небольшим числом присоединений. 
Распределительная сеть предназначена для присоединения к ней электроприемников цеха. Эта сеть разветвленная, с большим количеством присоединяемых электроприемников, токи в ней сравнительно небольшие (не более 600 Л).

Соответственно назначению распределительные сети имеют свои конструктивные отличия. Эти отличия получили свое отражение в конструкциях магистральных и распределительных комплектных шинопроводов. 
Современные промышленные предприятия в части электрооборудования и электроснабжения значительно изменились: увеличилась блочность электрооборудования, уплотнились производственные площади, возросла насыщенность и энерговооруженность оборудования, увеличились единичные мощности электроприемников, электроснабжение осуществляется, как правило, от энергосистем. 
Изменилась строительная часть предприятий: увеличились площади отдельных сооружений и цехов. Все это вызвало пересмотр вопросов проектирования и монтажа цеховых сетей. Эти вопросы стали решаться в направле- пии типизации схем электроснабжения сходных предприятий, цехов, комплекса электроприемников и упорядочения конструктивного исполнения сетей. Так, металлургические цехи проектируют в основном с магистральными системами питания; кабельные линии заменяются ленточными открытыми или защищенными комплектными шинопроводами. Ответвления к электроприемникам, как правило, выполняют распределительными шинопроводами. 
В цехах с неравномерно распределенной нагрузкой, с большими единичными или групповыми мощностями отдают предпочтение радиальной системе питания с помощью шинопроводов. 
В целях экономии проводникового материала в сетях, а также сокращения потерь электроэнергии принимается, как правило, схема центрального питания, с расположением подстанций в центре нагрузок.

В этом случае питающие линии расходятся радиально от подстанции к электроприемникам.

Но бывает, что по условиям размещения технологического оборудования, инженерных коммуникаций, пожарной безопасности, использования ранее проложенных сетей не удается расположить подстанцию в центре нагрузок. В этих случаях питание нагрузок осуществляется по торцовой схеме, где имеют одностороннее, веерное направление.

В крупных цехах с несколькими подстанциями магистральные сети обычно запитывают от нескольких подстанций через нормально разомкнутые секционные отключающие аппараты. На рис. 1 приведена современная цеховая сеть.

Сети должны обеспечивать бесперебойность работы механизмов и не загромождать помещений.

Технический уровень сети определяется четырьмя основными факторами: надежностью, экономичностью, универсальностью, гибкостью. 
Надежность обусловливается правильным выбором проводников для обеспечения нагрузки п рабочем и аварийном режимах; надлежащей защитой от воздействия окружающей среды (в том числе от механических повреждений), а также устойчивостью к воздействию токов короткого замыкания. 
Экономичность определяется затратами на сооружение а эксплуатацию (возможную реконструкцию). Экономичность, таким образом, рассматривается по двум показателям: по первоначальным и по текущим затратам При этом   принимать в расчет масштабы затрат при возможной реконструкции. С этой точки зрения не все виды сетей равноценны. 
Вопрос экономичности не решается в отрыве от надежности. Последнее часто является основным, определяющим фактором качества сетей. Простой блюминга, например, в течение 1 ч обходится лишь в 500 руб., но при этом получается недоотпуск блюмсов 400 500 т стоимостью 20—25 тыс. руб.

 
Рис. 1 Схема распределения электроэнергии с применением шинопроводов. 
1 — цеховая подстанция; 2 — магистральный шинопровод; 3 — распределительный шинопровод.

Универсальность заключается в таких качествах сети, при которой рост, изменение и перемещение (перегруппировка) нагрузки не потребуют перекладки и замены проводников сети.

Гибкость — фактор, дополняющий понятие универсальности. Гибкость сетей характеризуется наименьшими затратами времени и средств при изменении первоначальной конфигурации. При этом затраты времени могут иметь большее значение, чем затраты средств (недоотпуск продукции из за отсутствия электроэнергии).

Многие производства характеризуются относительно частой сменой программы, изменениями производственного процесса, что связано с перестановкой и добавлением механизмов. Надо, чтобы такие изменения не касались электрических сетей, иначе говоря нужны гибкие и универсальные сети. С данной точки зрения наилучшими сетями будут такие, которые не требуется переделывать при перестановке технологического оборудования или, в худшем случае, потребуется только простой перенос их. 
В соответствии с этим электрические сети должны позволять в любое время, в любом месте и безопасно подключать или отсоединять электроприемники без перебоя в  питании других работающих механизмов; если потребуется изменить конфигурацию сетей, то это должно быть связано с минимальными затратами времени, труда, материалов. Для этого надо, чтобы сеть состояла из сборно-разборных элементов и не была бы связана со строительными узлами сооружений и технологическим оборудованием. 
Перечисленные здесь требования наилучшим образом разрешаются с помощью сборных элементов, пригодных для быстрого монтажа, демонтажа и перемещения с многократным использованием их. Такими элементами являются комплектные шинопроводы. Сети, состоящие из шинопроводов, являются на сегодня наиболее современными с точки зрения сооружения, эксплуатации и промышленной эстетики.

Комплектным шинопроводом называется устройство, состоящее из голых или изолированных проводников, со всеми относящимися к ним изоляторами, конструкциями, которые предназначены для канализации электрической энергии в производственных помещениях, туннелях, галереях, на эстакадах, опорных конструкциях и т. п. 
Шинопровод может изготовляться из шин различного профиля, лент, полос, многопроволочных и однопроволочных проводов. Наибольшее распространение завоевали комплектные шинопроводы, изготовляемые заводами в виде сборных конструкций в комплекте с опорно-соединительными изделиями.

Комплектные шинопроводы, как законченные заводские изделия, имеют значительные преимущества по сравнению с открытыми шинными магистралями, изготовляемыми на монтажной площадке.

Открытые магистрали, несмотря на их меньшую стоимость, имеют существенные недостатки: требуют больших затрат труда и времени на монтаж, менее удобны в эксплуатации с точки зрения безопасности и надзора за техническим состоянием, имеют ограничения по расстояниям между шинами, а также до строительных конструкций и прочих инженерных сооружений.

На изготовление и монтаж открытых магистралей по сравнению с комплектными шинопроводами требуется в 4—5 раз больше времени и в 2— 3 раза больше рабочих высокой квалификации. При современных темпах строительства это имеет существенное значение. 
По условиям техники безопасности открытые магистрали должны прокладываться на большой высоте — выше нижнего пояса ферм. Это требует дополнительных затрат проводникового материала на спуски. Так как в современных производственных помещениях, которые имеют небольшую высоту, верхние отметки загромождены вентиляционными коробами, осветительными проводками и прочими технологическими коммуникациями, то прокладка шинных магистралей бывает либо затруднена, либо требует ограждения на всей длине. Магистрали из закрытых шинопроводов свободны от этих недостатков; их можно устанавливать на высоте 2,5—3 м в непосредственной близости от любых коммуникаций и установок. Монтаж шин, прокладываемых на большой высоте, требует устройства более дорогих лесов и подмостей, в то время как шинопроводы можно прокладывать с гидро- и автовышек, с передвижных вышек, лестниц, стремянок и прочих несложных устройств. Шинопроводы можно монтировать более крупными узлами, собираемыми на полу из отдельных секций, которые изготовлены в заводских условиях. Комплектуемые магистрали из секций шинопроводов не нуждаются в дополнительной выверке токоведущих частей, в то время как голые шины должны прокладываться с тяжением 0,1 кгс/мм2 при температуре 2 —30 С и стреле провеса 100--120 мм.

Наличие открытых магистралей усложняет работы в предпусковом и пусковом периоде. Современные методы строительства и монтажа характеризуются совмещенным выполнением всех работ. Часто бывает, что строительные и монтажные работы еще продолжаются, а наладка, обкатка, опробование и даже временная эксплуатация части оборудования (например, отопление, вентиляция, освещение и т. п.) уже должны функционировать. Такие работы, как окончание монтажа и испытание вентиляционных устройств, технологических трубопроводов, окраска ферм и других конструкций, остекление оконных проемов, фонарей и прочие отдельные работы, лишают возможности подачи напряжения по постоянной схеме при наличии открытых магистралей.

В результате приходится сооружать временные ненадежные схемы питания с непроизводительным перерасходом средств и материалов.

Таким образом, применение комплектных шинопроводов отвечает задачам наибольшей индустриализации, совмещения строительно-монтажных работ и сокращения продолжительности и строительства. 

Дальнейшее развитие распределительных шинопроводов привело к переел отру устаревшей конструкции ШРА60 В 1965 г она заменена на ШРА64 на те же номинальные токи, что и ШРА60. В последней конструкции добавлена четвертая (нулевая) шина, изменено расположение шин и значительно улучшена эстетическая сторона.

Распределительные шинопроводы в крупных цехах стали применять в питательных сетях освещения.

 
 
Рис. 2. Сети из комплектных шинопроводов.

1 — магистральные шинопроводы переменного тока (ШМД1; 2—магистральные шинопроводы постоянного тока (ШМА.Г) 3 - - распре делительные шинопроводы (ШРА) 4 — троллейные шинопроводы (ШТМ),  5   осветительные шинопроводы   6 — преобразователь; 7 — электроприемник переменного тока

На современных предприятиях стоимость работ по устройству освещения доходит до 1,5 - 2,0% общей стоимости строительно-монтажных работ и до 40- 50% стоимости монтажа электрооборудования Электроосвещение является важнейшим фактором производственною процесса Значительно возросли нормы освещенности, что потребовало усиления пропускной способности и надежности питательных сетей освещения. Шинопроводы стали проникать в сети освещения в виде магистралей для освещения крупных цехов, а также многоэтажных жилых и культурно-бытовых сооружений.

2. Опишите электрические и механические отказы электрических

машин при их эксплуатации.

Электрические машины чаще всего повреждаются из-за недопустимо длительной работы без ремонта (износ), из-за плохого хранения и обслуживания, из-за нарушения режима работы, на который они рассчитаны. Все отказы можно разделить на две категории (по причине, повлекшей отказ) — электрические, механические.

К электрическим отказам относятся отказы по причине пробоя изоляции на корпус и между фазами, обрыва проводников в обмотке, замыкания между витками обмотки, нарушения контактов и соединений (паяных и сварных), недопустимого снижения сопротивления изоляции вследствие ее старения или чрезмерного увлажнения, нарушения межлистовой изоляции магнитопрово-дов, чрезмерного искрения в коллекторных машинах.

К механическим отказам относятся отказы по причине выплавки баббита в подшипниках скольжения, разрушения сепаратора, шариков или роликов в подшипниках качения, деформации вала ротора, образования глубоких дорожек на поверхности коллектора или контактных колец, ослабления крепления сердечников полюсов и статоров к станине, обрыва бандажей или их сползания, ослабления прессовки сердечников, ухудшения охлаждения машины из-за засорения охлаждающих каналов.

Неисправности и повреждения электрических машин, вызывающие отказ, не всегда удается обнаружить путем внешнего осмотра, так как некоторые из них (в основном электрические) носят скрытый характер и могут быть обнаружены только после соответствующих испытаний и разборки машины. Работа по предремонтному выявлению неисправностей и повреждений электрических машин называется дефектацией.

Рассмотрим характерные причины отказа электрических машин.

Пробой изоляции обмотки ротора на корпус приводит к медленному увеличению частоты вращения при пуске асинхронного двигателя. Ротор сильно нагревается даже при небольшой нагрузке. К тем же явлениям приводит нарушение изоляции между контактными кольцами и валом ротора.

Пробой изоляции между фазами приводит к короткому замыканию в обмотке. При коротком замыкании обмотки статора на-

блюдаются сильные вибрации двигателя переменного тока, которые прекращаются после отключения его от сети, сильное гудение, несимметрия токов в фазах, быстрый нагрев отдельных участков обмотки. В случае короткого замыкания обмотки фазного ротора наблюдается такой же эффект, как при нарушении изоляции между контактными кольцами и валом.

Обрыв проводников обмотки статора асинхронного двигателя вызывает несимметрию токов и быстрый нагрев одной из фаз (в крайнем режиме — обрыв фазы, ротор не вращается или его частота вращения мала, наблюдается сильный шум и быстрый нагрев двигателя).

Обрыв стержня короткозамкнутой обмотки ротора приводит к повышенным вибрациям, уменьшению частоты вращения под нагрузкой, пульсациям тока статора последовательно во всех фазах.

Витковое короткое замыкание обмотки статора или ротора приводит к чрезмерному нагреву электрической машины при номинальной нагрузке.

Нарушение контактов, паяных или сварных соединений в асинхронных двигателях эквивалентно по своему проявлению обрыву витков, стержней короткозамкнутых обмоток или фазы обмотки в зависимости от места нахождения данного соединения. Нарушение контакта в цепи щеток приводит к повышенному искрению между контактными кольцами и щетками.

Недопустимое снижение сопротивления изоляции может быть следствием сильного загрязнения изоляции, увлажнения и частичного разрушения, вызванных старением изоляции.

Нарушение межлистовой изоляции сердечников магнитопроводов приводит к недопустимому повышению температуры отдельных участков магнитопровода и всего магнитопровода в целом, повышенному нагреву обмоток, выгоранию части магнитопровода (пожар в стали).

Выплавка баббита в подшипниках скольжения и чрезмерный износ подшипников качения приводят к нарушению соосности валов электрической машины и механизма, к появлению эксцентриситета ротора. Выплавка баббита вызывает повышение вибраций электрической машины, которые не исчезают после отключения ее от сети. Износ подшипников качения приводит к появлению больших сил одностороннего притяжения, в результате чего двигатель не развивает номинальной скорости, а его работа сопровождается сильным гудением. Повышенные вибрации могут являться также следствием нарушения уравновешенности вращающихся частей (ротора, полумуфт или шкива).

Деформация вала ротора приводит к появлению эксцентриситета ротора и больших сил одностороннего притяжения.

Ослабление крепления полюсов и сердечников статоров приводит к повышенным вибрациям, исчезающим после отключения машины от сети.

Ослабление крепления листов магнито-провода вызывает шум и повышенные вибрации двигателя.

Засорение охлаждающих (вентиляционных) каналов приводит к недопустимому нагреву электрической машины или отдельных ее частей.

Выработка коллектора и контактных колец приводит к ухудшению коммутации, быстрому износу щеток и повышенному нагреву контактных колец и коллектора.

Как видно из анализа приведенных возможных неисправностей электрических машин и их влияния на рабочие свойства машин, одни и те же эффекты могут быть вызваны различными причинами. Это часто не позволяет однозначно назвать неисправность электрической машины по ее внешнему проявлению, а вынуждает ограничиться перечнем возможных неисправностей, которые будут уточняться при дефектации с целью последующего их устранения.

3. Опишите неисправности асинхронных электрических двигателей и организацию их ремонта

При эксплуатации электродвигателей в них по разным причинам возникают неисправности, которые могут привести к перерывам в работе станков и других производственных механизмов. Для того чтобы такие перерывы возможно меньше сказывались на выполнении предприятием производственных планов, необходимо уметь быстро найти причину неисправности и устранить ее. Необходимость в быстрейшем устранении повреждений обусловливается также и тем, что работа электродвигателя, имеющего небольшое повреждение, может привести к развитию повреждения и необходимости более сложного ремонта.

Чтобы определить объем ремонта асинхронного электродвигателя, необходимо выявить характер его неисправностей. Неисправности асинхронного двигателя разделяют на внешние и внутренние.

К внешним неисправностям относятся:

• обрыв одного или нескольких проводов, соединяющих асинхронный двигатель с сетью, или неправильное соединение;
• перегорание плавкой вставки предохранителя;
• неисправности аппаратуры пуска или управления, пониженное или повышенное напряжение питающей сети;
• перегрузка асинхронного двигателя;
• плохая вентиляция.

Внутренние неисправности асинхронного двигателя могут быть механическими и электрическими.

Механические повреждения:

• нарушение работы подшипников;
• деформация или поломка вала ротора (якоря);
• разбалтывание пальцев щеткодержателей;
• образование глубоких выработок («дорожек») на поверхности коллектора и контактных колец;
• ослабление крепления полюсов или сердечника статора к станине; обрыв или сползание проволочных бандажей роторов (якорей);
• трещины и подшипниковых щитах или в станине и др.

Электрические повреждения:

• межвитковые замыкания;
• обрывы в обмотках;
• пробой изоляции на корпус;
• старение изоляции;
• распайка соединений обмотки с коллектором;
• неправильная полярность полюсов;
• неправильные соединения в катушках и др.

Наиболее распространенные неисправности асинхронных электродвигателей:

• перегрузка или перегрев статора электродвигателя – 31%;
• межвитковое замыкание – 15%;
• повреждения подшипников – 12%;
• повреждение обмоток статора или изоляции – 11%;
• неравномерный воздушный зазор между статором и ротором – 9%;
• работа электродвигателя на двух фазах – 8%;
• обрыв или ослабление крепления стержней в беличьей клетке – 5%;
• ослабление крепления обмоток статора – 4%;
• дисбаланс ротора электродвигателя – 3%;
• несоосность валов – 2%.

Ниже приведено краткое описание некоторых неисправностей в электродвигателях, возможные причины их возникновения.

Двигатель при пуске не вращается или скорость его вращения ненормальная. Причинами указанной неисправности могут быть механические и электрические неполадки.

К электрическим неполадкам относятся: внутренние обрывы в обмотке статора или ротора, обрыв в питающей сети, нарушения нормальных соединений в пусковой аппаратуре. При обрыве обмотки статора в нем не будет создаваться вращающееся магнитное поле, а при обрыве в двух фазах ротора в обмотке последнего не будет тока, взаимодействующего с вращающимся полем статора, и двигатель не сможет работать. Если обрыв обмотки произошел во время работы двигателя, он может продолжать работать с номинальным вращающим моментом, но скорость вращения сильно понизится, а сила тока настолько увеличится, что при отсутствии максимальной защиты может перегореть обмотка статора или ротора.

В случае соединения обмоток двигателя в треугольник и обрыва одной из его фаз двигатель начнет вращаться, так как его обмотки окажутся соединенными в открытый треугольник, при котором образуется вращающееся магнитное поле, сила тока в фазах будет неравномерной, а скорость вращения – ниже номинальной. При этой неисправности ток в одной из фаз в случае номинальной нагрузки двигателя будет в 1,73 раза больше, чем в двух других. Когда у двигателя выведены все шесть концов его обмоток, обрыв в фазах определяют мегаомметром. Обмотку разъединяют и измеряют сопротивление каждой фазы.

Скорость вращения двигателя при полной нагрузке ниже номинальной может быть из-за пониженного напряжения сети, плохих контактов в обмотке ротора, а также из-за большого сопротивления в цепи ротора у двигателя с фазным ротором. При большом сопротивлении в цепи ротора возрастает скольжение двигателя и уменьшается скорость его вращения.

Сопротивление в цепи ротора увеличивают плохие контакты в щеточном устройстве ротора, пусковом реостате, соединениях обмотки с контактными кольцами, пайках лобовых частей обмотки, а также недостаточное сечение кабелей и проводов между контактными кольцами и пусковым реостатом.

Плохие контакты в обмотке ротора можно выявить, если в статор двигателя подать напряжение, равное 20–25% номинального. Заторможенный ротор медленно поворачивают вручную и проверяют силу тока во всех трех фазах статора. Если ротор исправен, то при всех его положениях сила тока в статоре одинакова, а при обрыве или плохом контакте будет изменяться в зависимости от положения ротора.

Плохие контакты в пайках лобовых частей обмотки фазного ротора определяют методом падения напряжения. Метод основан на увеличении падения напряжения в местах недоброкачественной пайки. При этом замеряют величины падения напряжения во всех местах соединений, после чего результаты измерений сравнивают. Пайки считаются удовлетворительными, если падение напряжения в них превышает падение напряжения в пайках с минимальными показателями не более чем на 10%.

У роторов с глубокими пазами может также происходить разрыв стержней из-за механических перенапряжений материала. Разрыв стержней в пазовой части короткозамкнутого ротора определяют следующим образом. Ротор выдвигают из статора и в зазор между ними забивают несколько деревянных клиньев, чтобы ротор не мог повернуться. К статору подводят пониженное напряжение не более 0,25 Uном. На каждый паз выступающей части ротора поочередно накладывают стальную пластину, которая должна перекрывать два зубца ротора. Если стержни целые, пластина будет притягиваться к ротору и дребезжать. При наличии разрыва притяжение и дребезжание пластины исчезают.

Двигатель вращается при разомкнутой цепи фазного ротора. Причина неисправности – короткое замыкание в обмотке ротора. При включении двигатель медленно вращается, а его обмотки сильно нагреваются, так как в замкнутых накоротко витках вращающимся полем статора наводится ток большой величины. Короткие замыкания возникают между хомутиками лобовых частей, а также между стержнями при пробое или ослаблении изоляции в обмотке ротора. Это повреждение определяют тщательным внешним осмотром и измерением сопротивления изоляции обмотки ротора. Если при осмотре не удается обнаружить повреждение, то его определяют по неравномерному нагреву обмотки ротора на ощупь, для чего ротор затормаживают, а к статору подводят пониженное напряжение.

Равномерный нагрев всего двигателя выше допустимой нормы может получиться в результате длительной перегрузки и ухудшения условий охлаждения.

Повышенный нагрев вызывает преждевременный износ изоляции обмоток.

Местный нагрев обмотки статора, который обычно сопровождается сильным гудением, уменьшением скорости вращения двигателя и неравномерными токами в его фазах, а также запахом перегретой изоляции. Эта неисправность может возникнуть в результате неправильного соединения между собой катушек в одной из фаз, замыкания обмотки на корпус в двух местах, замыкания между двумя фазами, короткого замыкания между витками в одной из фаз обмотки статора.

При замыканиях в обмотках двигателя вращающимся магнитным полем в короткозамкнутом контуре будет наводиться э. д. с, которая создаст ток большой величины, зависящий от сопротивления замкнутого контура. Поврежденная обмотка может быть найдена по величине измеренного сопротивления, при этом поврежденная фаза будет иметь меньшее сопротивление, чем исправные. Сопротивление измеряют мостом или методом амперметра – вольтметра. Поврежденную фазу можно также определить методом измерения тока в фазах, если к двигателю подвести пониженное напряжение. При соединении обмоток в звезду ток в поврежденной фазе будет больше, чем в других. Если обмотки соединены в треугольник, линейный ток в двух проводах, к которым присоединена поврежденная фаза, будет больше, чем в третьем проводе. При определении указанного повреждения у двигателя с короткозамкнутым ротором последний может быть заторможенным или вращаться, а у двигателей с фазным ротором обмотка ротора может быть разомкнута. Поврежденные катушки определяют по падению напряжения на их концах: на поврежденных катушках падение напряжения будет меньше, чем на исправных. Местный нагрев активной стали статора происходит из-за выгорания и оплавления стали при коротких замыканиях в обмотке статора, а также при замыкании листов стали вследствие задевания ротора о статор во время работы двигателя или вследствие разрушения изоляции между отдельными листами стали. Признаками задевания ротора о статор являются дым, искры и запах гари; активная сталь в местах задевания приобретает вид полированной поверхности; появляется гудение, сопровождающееся вибрацией двигателя. Причиной задевания служит нарушение нормального зазора между ротором и статором в результате износа подшипников, неправильной их установки, большого изгиб вала, деформации стали статора или ротора, одностороннего притяжения ротора к статору из-за витковых замыканий в обмотке статора, сильной вибрации ротора, который определяют щупом.

Ненормальный шум в двигателе. Нормально работающий двигатель издает равномерное гудение, которое характерно для всех машин переменного тока.

Возрастание гудения и появление в двигателе ненормальных шумов могут явиться следствием ослабления запрессовки активной стали, пакеты которой будут периодически сжиматься и ослабляться под воздействием магнитного потока. Для устранения дефекта необходимо перепрессовать пакеты стали. Сильное гудение и шумы в машине могут быть также результатом неравномерности зазора между ротором и статором.

Повреждения изоляции обмоток могут произойти от длительного перегрева двигателя, увлажнения и загрязнения обмоток, попадания на них металлической пыли, стружек, а также в результате естественного старения изоляции. Повреждения изоляции могут вызвать замыкания между фазами и витками отдельных катушек обмоток, а также замыкание обмоток на корпус двигателя.

Увлажнение обмоток происходит в случае длительных перерывов в работе двигателя, при непосредственном попадании в него воды или пара в результате хранения двигателя в сыром неотапливаемом помещении и т. д. Металлическая пыль, попавшая внутрь машины, создает токопроводящие мостики, которые постепенно могут вызвать замыкания между фазами обмоток и на корпус. Необходимо строго соблюдать сроки осмотров и планово-предупредительных ремонтов двигателей.

Сопротивление изоляции обмоток двигателя напряжением до 1000 в не нормируется, изоляция считается удовлетворительной при сопротивлении 1000 ом на 1 в номинального напряжения, но не менее 0,5 Мом при рабочей температуре обмоток. Замыкание обмотки на корпус двигателя обнаруживают мегаомметром, а место замыкания – способом «прожигания» обмотки или методом питания ее постоянным током.

Способ «прожигания» заключается в том, что один конец поврежденной фазы обмотки присоединяют к сети, а другой – к корпусу. При прохождении тока в месте замыкания обмотки на корпус образуется «прожог», появляются дым и запах горелой изоляции.

Двигатель не идет в ход в результате перегорания предохранителей в обмотке якоря, обрыва обмотки сопротивления в пусковом реостате или нарушения контакта в подводящих проводах. Обрыв обмотки сопротивления в пусковом реостате обнаруживают контрольной лампой или мегомметром.

Заводы-изготовители электродвигателей в своих инструкциях по эксплуатации обычно приводят перечень основных неисправностей, которые могут иметь место при работе электродвигателя, и дают рекомендации по их устранению.

Ремонт асинхронных электродвигателей

Важнейшим условием правильной эксплуатации электрических машин является своевременное проведение планово-предупредительных ремонтов и периодических профилактических испытаний.

Наряду с повседневным уходом и осмотром электрических машин в соответствии с системой планово-предупредительных ремонтов через определенные промежутки времени проводят плановые профилактические осмотры, проверки (испытания) и различные виды ремонта. С помощью системы планово-предупредительных ремонтов электрические машины поддерживают в состоянии, обеспечивающем их нормальные технические параметры, частично предотвращают случаи отказов, улучшают технические параметры машин при плановых ремонтах в результате модернизации. В настоящее время в соответствии с ГОСТ 18322-78 используют два вида ремонта – текущий и капитальный, хотя для отдельных видов электрооборудования предусматривается и средний ремонт. [

Период между двумя плановыми капитальными ремонтами называется ремонтным циклом. Для вновь вводимых в эксплуатацию электрических машин ремонтный цикл – это наработка от ввода в эксплуатацию до первого планового капитального ремонта.

Существуют три формы организации ремонтов – централизованная, децентрализованная, смешанная. При централизованной форме ремонт, испытание и наладка электрических машин производятся специализированными ремонтно-наладочными организациями. Эта форма является наиболее прогрессивной, так как обеспечивает минимальную стоимость ремонта при более высоком качестве.

При децентрализованной форме ремонт, испытания и наладка производятся ремонтными службами производственных подразделений предприятий, при смешанной часть работ выполняется централизованно, часть – децентрализованно, причем степень централизации зависит от характера предприятия, типа и мощности электрооборудования.

С увеличением количества специализированных ремонтных предприятий и их мощности улучшается качество ремонтных работ, уменьшаются их себестоимость и сроки ремонта, что делает централизованный ремонт все более выгодным как для отдельных промышленных предприятий, так и для народного хозяйства страны в целом. Усовершенствование централизованного ремонта предполагает создание централизованного обменного фонда электрических машин и расширение их номенклатуры, распространение сферы услуг ремонтных предприятий на производство текущих ремонтов и профилактического обслуживания.

Продолжительность ремонтного цикла определяется условиями эксплуатации, требованиями к показателям надежности, ремонтопригодностью, правилами технической эксплуатации, инструкциями завода-изготовителя. Обычно ремонтный цикл исчисляется в календарном времени исходя из 8-часового рабочего дня при 41-часовой рабочей неделе. Реальная сменность работы оборудования и сезонность его работы учитываются соответствующими коэффициентами.

При определении продолжительности ремонтного цикла исходят из графика распределения отказов электрических машин в функции времени эксплуатацию. На нем можно выделить три области: область І – послеремонтная приработка, когда вероятность отказов повышена за счет возможного применения при ремонте некачественных узлов, деталей и материалов, несоблюдения технологии ремонта и т. д.; область ІІ – нормальный этап работы электрических машин с практически неизменным числом отказов во времени; область ІІІ – старение отдельных узлов электрической машины, характеризующееся ростом числа отказов.

Длительность ремонтного цикла не должна превышать длительности нормального этапа работы II. При планировании структуры ремонтного цикла (виды и последовательность чередования плановых ремонтов) исходят из того, что в электрической машине наряду с быстроизнашивающимися деталями (щетки, подшипники качения, контактные кольца), восстановление которых производится их незначительным ремонтом или заменой на новые, имеются узлы с большим сроком наработки (обмотки, механические детали, коллекторы), ремонт которых достаточно трудоемок и занимает много времени, поэтому в течение наработки между капитальными ремонтами электрические машины должны пройти несколько текущих ремонтов.

Текущие ремонты, как правило, не нарушают ритма производства, в то время как капитальный ремонт при отсутствии резерва связан с приостановкой производства (технологического процесса). Поэтому межремонтный период для электрических машин следует приравнивать к межремонтному периоду основного технологического оборудования, если последний оказывается меньшим.

Список литературы

1. Охрана труда. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. - М.: ИНФРА-М, 2003. 263 с.

2. Правила устройства электроустановок. Передача электроэнергии. 7-е изд. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004. -160 с.

3. Сибикин Ю.Д. Справочник по эксплуатации электроустановок промышленных предприятий. 5-е изд. - М.: Высшая школа, 2002. -248 с.

4. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2001. -192 с.

5. Нестеренко В.М., Мысьянов А.М. Технология электромонтажных работ: учеб. пособие для нач. проф. образования. − М.: Академия, 2002. – 592 с.

6.Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю. Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий: Учеб. для нач. проф. образования. – М.: ИРПО; Академия, 2000. – 432 с.

7. Ю.Д. Сибикин, "Эксплуатация и ремонт электрооборудования и сетей машиностроительных предприятий". Москва. "Машиностроение" – 1981г.

8. Ю.Д. Сибикин "Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий" Москва. "Академия" – 2009г.