Магнитным пускателем принято называть электрический аппарат, предназначенный для пуска электродвигателей без введения в цепь тока пускового сопротивления. Обычно магнитные пускатели используются для дистанционного управления и пуска (с помощью кнопки или рубильника).
Они рассчитаны на напряжение до 500В. Их можно применять и для включения электродвигателя с фазным ротором, но в этом случае конструкция пусковой аппаратуры усложняется за счет установки пусковых реостатов. Используются магнитные пускатели для защиты электродвигателей от перегрузки.
В конструктивном отношении магнитный пускатель представляет собой аппарат, контакты которого удерживаются во включенном состоянии при помощи электромагнита и размыкаются при исчезновении или понижении напряжения на его зажимах. Если для управления применена кнопка, магнитный пускатель выполняет также и функции минимальной защиты электродвигателя, отключая их при понижении подведенного напряжения до величины, составляющей 50-60% от номинальной.
Защита электродвигателей от перегрузки обычно выполняется нереверсивными магнитными пускателями и встроенными тепловыми реле РТ. При срабатывании одного из тепловых реле происходит автоматическое отключение электродвигателя от сети. Такие же пускатели применяются и для пуска нереверсивных двигателей.
Для управления реверсивными двигателями применяются реверсивные магнитные пускатели, состоящие из двух- и трех полюсных контакторов, каждый из которых имеет свою включающую катушку. Механическая блокировка контакторов исключает возможность одновременного их включения.
При 20%-ой перегрузке тепловая защита срабатывает в течении 20 минут. Для осуществления тепловой защиты в цепь удерживающей катушки пускателя последовательно включают контакты теплового реле. В качестве рабочего органа тепловое реле используется биметаллическая пластина, нагреваемая нихромовыми нагревательными элементами, через которые пускается рабочий ток электродвигателя.
1. Электромагнитные аппараты
В системах электроавтоматики для включения различных потребителей электроэнергии (двигателей, преобразователей и т.д.) широко применяют электромагнитные аппараты (контакторы, магнитные пускатели, автоматы), позволяющие автоматически и дистанционно коммутировать силовые цепи.
Комбинированный аппарат дистанционного управления, состоящий из контактора, дополненного тепловым реле, и сочетающий в себе функции аппаратов управления и защиты называют магнитным пускателем. В качестве аппарата управления он применяется, например, для пуска, остановки и изменения (реверсирования) направления вращения электродвигателя, а в качестве аппарата защиты отключает электродвигатель или электроустановку при недопустимых перегрузках и коротких замыканиях, а также при определенном снижении или полном исчезновении напряжения (нулевая защита).
Монтаж электрической схемы управления электродвигателем
... пуску, остановке и защите.[2] Принципиальная электрическая схема нереверсивного управления трёхфазным асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором посредством автоматического выключателя и магнитного пускателя с двухполюсным тепловым реле представлена на рисунке ...
В магнитны пускателях преимущественно применяют контакторы П6 и ПА
Контактор П6 магнитного пускателя состоит из основания и пластмассовой головки. Основание представляет собой стальную скобу с пластмассовой колодкой, в которой размещены сердечник магнитопровода с втягивающей катушкой, а также закреплены выводные зажимы катушки.
Снаружи на головке расположены пластины с неподвижными контактами и винтами для присоединения к аппарату проводов (шин) внешней сети. Внутри головки помещена пластмассовая травеса с четырьмя мостиками, к которым приклёпаны подвижные контакты. В отключенном положении контактора мостики с подвижными контактами прижаты к траверсе цилиндрической контактной пружиной через стальную скобу и плоскую пружину, предназначенную для гашения вибрации мостика при включении контактора.
Для смягчения ударов при включении контактора его сердечник снабжен амортизационной пружиной, расположенной в пластмассовой колодке под сердечником.
Контакторы П6 выпускают на номинальное напряжение 380V и номинальным током 6,6А, с размерами провала главных контактов (2,4+/-0,5)мм и раствора (3+/-0,5)мм.
Контактор ПА-400 магнитного пускателя представляет собой моноблочную конструкцию с токопроводящими деталями, изолированными от корпуса аппарата, и состоит из магнитной системы, в которую входят катушка, якорь и сердечник; контактной системы, в которую входят вспомогательные контакты, неподвижные контакты и мостик с подвижными контактами; механизма с возвратной пружиной, рычагом и траверсой.
Магнитная система поворотного типа имеет Ш-образную форму и повернута вдоль направления рычага и мостиков контактов.Контактная система поворотного типа с размещением контактов между осью вращения подвижной системы и якорем электоромагнита расположена поперёк направления рычага и мостика контактов.
Удары якоря о сердечник смягчаются тремя амортизационными пружинами, а удары сердечника о чеку текстолитовыми пластинками, установленными между чекой и сердечником в прямоугольном отверстии сердечника. Втулка (из пластмассы или резины) служит для амортизации удара якоря об упор.
Тепловые реле ТРП или ТРН, применяемые в магнитных пускателях, служат для защиты электрических цепей от токов перегрузки и короткого замыкания.
Тепловое реле ТРП состоит из нагревателя и термобиметаллического элемента, действующих следующим образом. Полный ток электродвигателя на пути от контактов магнитного пускателя к двигателю проходит через параллельно присоединённые нагреватель и термобиметаллический элемент теплового реле. При этом большая часть тока проходит через нагреватель с малым сопротивлением, а меньшая — через термобиметаллический элемент, состоящий из биметаллических пластинок с большим сопротивлением. При прохождении тока нагреватель и термобиметаллический элемент нагреваются. Под воздействием теплоты, выделяемой нагревателем, и собственной теплоты термобиметаллический элемент деформируется, его левая часть, отклоняясь в сторону, воздействует на размыкающие контакты и разрывает цепь питания удерживающей катушки, в результате чего пускатель отключается.
Управление асинхронными двигателями
... на катушку пускателя, и силовые контакты размыкаются и как следствие пропадает напряжение на обмотках статора, и он останавливается. 2. Принцип работы схемы реверсивного управления асинхронным двигателем с к.з. ... необходимо так же разомкнуть контакт кнопки SB3. 3. Схема включения асинхронного двигателя с фазным ротором Обмотка статора включается в сеть через реле максимального тока РМ1 и РМ2. Их ...
По истечении времени, необходимого для остывания термобиметаллического элемента после срабатывания, происходит самовозврат размыкающих контактов в первоначальное (замкнутое) положение. Во избежание задержки или отказа самовозврата контактов тепловое реле снабжено устройством для ручного возврата контактов, состоящим из системы рычажков, управляемых кнопкой. Нагреватель, устанавливаемый в тепловом реле, является сменной деталью и подбирается по номинальному току защищаемого электродвигателя. Ток срабатывания реле может изменяться в определённых пределах с помощью регулятора установок тока. Эти пределы указаны на шкале установок тока, расположенной в верхней части реле.
Операции ремонта контактов и дугогасительного устройства контакторов магнитного пускателя в основном аналогичны соответствующим операциям, выполняемым при ремонте контакторов КП.
При ремонте магнитных пускателей с тепловым реле обращают внимание на целость и состояние этих реле. У тепловых реле чаще всего повреждаются (перегорают) нагревательные элементы, которые имеют различное устройство и бывают шести типов, рассчитанных на разные токи. Элементы первого и второго типов изготовляют из нихромовой или фехралевой проволоки. В элементах первого типа проволока намотана на пластинку из слюды и к концам проволоки припаяны серебром медные наконечники, в элементах второго типа — навита в виде спирали, а к её концам припаяны стальные наконечники. Для предохранения от окисления спиральные элементы кадмированы. Элементы остальных четырех типов изготовляют методом штамповки.
Для управления асинхронными двигателями небольшой мощности используют магнитные пускатели с прямоходовой подвижной системой.
Магнитопровод с обмоткой управления неподвижно закрепляется в корпусе пускателя. При прохождении тока по обмотке управления в магнитной системе создается магнитное поле, под действием которого якорь, преодолевая силу сжатия пружины, притягивается к неподвижному магнитопроводу. Связанные с якорем подвижные контакты замыкаются с неподвижными, и в коммутируемой цепи пойдет ток. Нажатие в контактах создается плоской пружиной. В случае отключения питания катушки управления магнитное поле уменьшается, и под действием пружины якорь перемещается в крайне правое положение.
Для обеспечения надежной работы магнитного пускателя при ремонте применяют нагревательные элементы заводского изготовления и только в исключительных случаях выполняют новые элементы на своих предприятиях.
Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором запускают прямым включением в сеть. Схемы управления двигателями переменного тока имеют коммутационную аппаратуру, устройства защиты и различные блокировки. Простейшей схемой управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором является схема с автоматом и контактором или с реверсивным магнитным пускателем.
Схема пуска асинхронного двигателя с помощью контактора на рис. 1. Защитные функции выполняет автомат QF, отключающий двигатель при коротких замыканиях и чрезмерных бросках тока. Контактор КМ обеспечивает дистанционное управление двигателем с помощью кнопок управления SB1 и SB2.
Рисунок 1
Сборку магнитного пускателя после ремонта следует производить так, чтобы в процессе его работы исключалась возможность смещения якоря по отношению к сердечнику. При повреждении одной из этих деталей заменяют магнитную систему или выполняют тщательную подгонку якоря к сердечнику центрированием, а затем шабровкой и шлифованием их поверхностей.
Контакты магнитных пускателей снабжают металлокерамическими напайками, повышающими продолжительность их работы.
При частом пользовании магнитными пускателями в течение продолжительного времени изнашиваются их металлокерамические наплавки, которые следует заменять равноценными металлокерамическими наплавками заводского изготовления. Самодельные наплавки и накладки из других металлов (меди, серебра) недопустимы.
Регулировку провалов и одновременности касания контактов разных полюсов производят прокладыванием регулировочных шайб между обоймой контакта и траверсой. После регулировки контактов включают несколько раз вручную магнитный пускатель, чтобы убедиться в отсутствии заедания пластмассового вкладыша, передающего контакту усиление пружины при его движении в обойме, а также в отсутствии задевания подвижных контактов за внутренние части дугогасительной камеры.
Проверку и испытание магнитного пускателя производят по программе и нормам завода — изготовителя. Результаты, полученные при послеремонтных испытаниях магнитного пускателя, не должны отличаться более чем на +/- 10% от данных заводских испытаний.
Магнитные пускатели предназначены для упраления трехфазными и однофазными электродвигателями.При изменении направления вращения электродвигателя пускатели делятся на реверсивные и нереверсивные, по роду защиты от воздействия окружающей среды на пускатели открытого, защищенного и пылеводонепроницаемого исполнений.
2. Технические данные магнитных пускателей серии ПА
Таблица 1. Открытое исполнение
|
Величина пускателя |
Реверсивные пускатели |
Нереверсивные пускатели |
|||||||
|
Без тепловой защиты |
С тепловой защитой |
Без тепловой защиты |
С тепловой защитой |
||||||
|
Тип |
Вес (кг) |
Тип |
Вес (кг) |
Тип |
Вес (кг) |
Тип |
Вес (кг) |
||
|
3 |
ПА-311 |
2,66 |
ПА-312 |
3,34 |
ПА-313 |
5,03 |
ПА-314 |
6,04 |
|
|
4 |
ПА-411 |
4,3 |
ПА-412 |
4,9 |
ПА-413 |
8,7 |
ПА-414 |
9,3 |
|
|
5 |
ПА-511 |
6,7 |
ПА-512 |
8,3 |
ПА-513 |
14,5 |
ПА-514 |
15,3 |
|
|
6 |
ПА-611 |
10,3 |
ПА-612 |
11,1 |
ПА-613 |
19,5 |
ПА-614 |
21,0 |
|
Таблица 2. Защищенное исполнение
|
Величина пускателя |
Реверсивные пускатели |
Нереверсивные пускатели |
|||||||
|
Без тепловой защиты |
С тепловой защитой |
Без тепловой защиты |
С тепловой защитой |
||||||
|
Тип |
Вес (кг) |
Тип |
Вес (кг) |
Тип |
Вес (кг) |
Тип |
Вес (кг) |
||
|
3 |
ПА-321 |
4,78 |
ПА-322 |
5,16 |
ПА-323 |
8,7 |
ПА-324 |
9,44 |
|
|
4 |
ПА-421 |
7,7 |
ПА-422 |
8,3 |
ПА-423 |
15,5 |
ПА-424 |
16,2 |
|
|
5 |
ПА-521 |
13,5 |
ПА-522 |
14,4 |
ПА-523 |
23,5 |
ПА-524 |
24,9 |
|
|
6 |
ПА-621 |
19,5 |
ПА-622 |
20,2 |
ПА-623 |
30,7 |
ПА-624 |
32,2 |
|
Таблица 3. Пылеводонепроницаемого исполнения
|
Величина пускателя |
Реверсивные пускатели |
Нереверсивные пускатели |
|||||||
|
Без тепловой защиты |
С тепловой защитой |
Без тепловой защиты |
С тепловой защитой |
||||||
|
Тип |
Вес (кг) |
Тип |
Вес (кг) |
Тип |
Вес (кг) |
Тип |
Вес (кг) |
||
|
3 |
ПА-331 |
5,82 |
ПА-332 |
6,92 |
ПА-333 |
10,1 |
ПА-334 |
12,0 |
|
|
4 |
ПА-431 |
8,1 |
ПА-432 |
8,7 |
ПА-433 |
16,3 |
ПА-434 |
17,2 |
|
|
5 |
ПА-531 |
14,7 |
ПА-532 |
15,3 |
ПА-533 |
27,0 |
ПА-534 |
27,9 |
|
|
6 |
ПА-631 |
19,5 |
ПА-632 |
20,3 |
ПА-633 |
32,4 |
ПА-634 |
34,1 |
|
Пускатели выпускаются со встроенным тепловым реле для защиты от перегрузок управляемых электродвигателей и без тепловой защиты. Напряжение втягивающих катушек пускателей: 127V,220V,380V,500V.
Катушку, рассчитанную на напряжение 380В с числом витков 880 из провода ПЭЛ диаметром 0.75 мм, пересчитать на напряжение 36В.
3. Технико-экономический расчет
Смета затрат на монтаж магнитного пускателя мощностью 50А напряжением 380V.
Таблица 4. Смета стоимости работ
|
№ |
Наименования |
Ед.изм |
Цены. Единица (Руб) |
Кол-во |
Общая цена (Руб) |
|
|
1 |
Катушка |
Шт |
55 |
1 |
55 |
|
|
2 |
Силовые контакты |
Шт |
4 |
6 |
24 |
|
|
3 |
Блок контакты |
Шт |
8 |
8 |
64 |
|
|
4 |
Корпус |
Шт |
62 |
1 |
62 |
|
|
5 |
Электро-магнит |
Шт |
50 |
2 |
100 |
|
|
6 |
Контакт Эл. Магнита |
Шт |
15 |
6 |
90 |
|
|
7 |
Болты |
Шт |
2 |
20 |
40 |
|
|
8 |
Пружина |
Шт |
2,5 |
2 |
5 |
|
|
Итого 440 руб. |
||||||
Таблица 5
|
1 |
Обмотка катушки |
30 |
|
|
2 |
Чистка контактов |
20 |
|
|
3 |
Чистка электро-магнита |
25 |
|
|
4 |
Замена корпуса |
70 |
|
|
5 |
Установка пружин и контактов |
30 |
|
|
6 |
Сборка(полностью) |
35 |
|
|
Итого 210 руб. |
|||
Таблица 6. Расчет заработной платы
|
Тариф разряда |
Тарифный коэффициент |
||
|
Сдельная оплата |
Повременная оплата |
||
|
1 |
1.2 |
1 |
|
|
2 |
1.3 |
1.11 |
|
|
3 |
1.41 |
1.23 |
|
|
4 |
1.57 |
1.37 |
|
|
5 |
1.70 |
1.62 |
|
|
6 |
1.92 |
1.91 |
|
Часовая тарифная ставка рабочего 1-го разряда составляет 8.6. Часовую тарифную ставку определяют по формуле:
Чср =Чтс*Кт,
Где Чтс — часовая ставка рабочего;
- Чтс — часовая тарифная ставка;
- Кт — тарифный коэффициент разряда;
- Чср =8,6*1=8,6 (руб.) за 1 час
Чср =8,6*8=68,80 (руб.) за 8 часов или один день
Чср =68,80*22=1513,60 (руб.) за 1 месяц
Часовая тарифная ставка рабочего 2-го разряда составляет 9,5 руб.
Чср =9,5*1,11=10,54 (руб.) за 1 час
Чср =10,54*8=84,32 (руб.) за 8 часов или один день
Чср =84,32*22=1855,04 (руб.) за 1 месяц
Часовая тарифная ставка рабочего 3-го разряда составляет 10,50 руб.
Чср =10,50*1,23=12,91 (руб.) за 1 час
Чср =12,91*8=103,28 (руб.) за 8 часов или один день
Чср =103,28*22=2272,16 (руб.) за 1 месяц
Часовая тарифная ставка рабочего 4-го разряда составляет 11,73 руб.
Чср =11,73*1,37=16,06 (руб.) за 1 час
Чср =16,06*8=128,48 (руб.) за 8 часов или один день
Чср =128,48*22=2856,56 (руб.) за 1 месяц
4. Охрана труда
В большинстве отраслей промышленности научно-технический прогресс сопровождается улучшением условий труда, ликвидацией на многих производствах тяжелого ручного труда, широким внедрением новых эффективных средств обеспечения безопасности. Происходит значительное развитие научно-исследовательских и конструкторских работ в области охраны труда.
Труд человека, протекающий в условиях чрезмерного нервного напряжения и длительной статической нагрузки с ограниченной подвижностью, приводит к возникновению неврозов, нервно-психических и сердечно-сосудистых заболеваний.
В охране труда большое значение придается нормативно-технической документации, требования которой должны воплощаться при проектировании и строительстве производственных предприятий, зданий и сооружений; организации производства и труда; конструкциях производственного оборудования; создании и применении средств защиты работающих от опасных и вредных производственных факторов.
Большое влияние на организм человека при производстве работ наряду с производственными факторами оказывают метеорологические условия, или микроклимат.
В производственных помещениях микроклимат зависит от отопления, расположения рабочего места, движения воздуха, запыленности и загазованности помещения. Все эти факторы в помещениях являются регулируемыми.
Важным фактором условий труда является подвижность воздуха, которая в зависимости от внешних условий может составлять 0,2-1 м/с. Движение воздуха улучшает теплообмен между телом человека и окружающей средой, но излишняя подвижность создает опасность простудных заболеваний.
Оптимальная относительная влажность заключена в пределах 40 — 60%, а допустимая — 75%.
Повышенная влажность затрудняет теплообмен между организмом человека и окружающей средой, так как не испаряется пот, а низкая влажность вызывает пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей.
Защиту от теплового излучения осуществляют применением теплоизоляционных экранов.
Защиту от сквозняков осуществляют путем плотного закрытия окон, дверей и других проемов, а также устройством тепловых завес на дверях.
Защиту от пониженной температуры осуществляют использованием утепленной спецодежды, а от осадков — применением плащей и резиновых сапог.
Оптимальные и допустимые метеорологические условия на рабочих местах нормируются в зависимости от времени года, категории работ по тяжести и характеристики помещения по теплоизбыткам.
Оптимальными считаются такие условия труда, при которых проявляются наибольшая работоспособность и хорошее самочувствие. Допустимые микроклиматические условия предполагают возможность дискомфортных ощущений, но не выходящих за пределы возможностей организма.
Оптимальное для организма человека сочетание температуры, влажности, скорости движения воздуха составляет комфортность рабочей зоны.
Параметры микроклимата измеряют комплектом приборов: температуру — термометром или термографом, влажность — гигрографом, аспирационным психрометром, гигрометром; скорость движения воздуха — крыльчатым или чашечным анемометром и кататермометром.
Основными мероприятиями для обеспечения нормальной метеорологической среды в рабочей зоне должны быть: механизация тяжелых ручных работ, защита от источников теплового излучения, перерывы в работе для отдыха.
Эксплуатация электроустановок представляет опасность для жизни людей. Это вызывает необходимость соблюдение правил техники безопасности, тем более что опасность поражения электрическим током усугубляется еще и тем, что в токоведущих частях оборудования нет каких-либо внешних признаков, предупреждающих человека.
Значительное число несчастных случаев происходит в результате прикосновения человека к частям установки, которые на рабочем или аварийном режиме в результате нарушения изоляции оказались под напряжением.
Тяжесть поражения человека электрическим током зависит от ряда факторов: силы тока и длительности его воздействия; пути прохождения тока в теле человека; состояния окружающей среды; электрического сопротивления тела человека; частоты тока и др.
Сила тока, протекающего через тело человека, является главным фактором, от которого зависит тяжесть поражения. Человек начинает ощущать протекающий через него ток промышленной частоты 50 Гц со значений 0.6…1.5 мА (пороговый ощутимый ток).
Ток 10…15 мА вызывает сильные и болезненные судороги мышц, которые 50% людей преодолеть не в состоянии (пороговый неотпускающий ток).
Ток около 50 мА распространяет свое действие на мышцы грудной клетки и нарушает дыхание, а ток 100 мА, воздействуя на сердце, приводит к его фибрилляции, т.е. к быстрым хаотическим сокращениям сердечной мышцы, при которой сердце перестает работать как насос.
Длительность протекания тока через человека также влияет га исход поражения, так как с течением времени падает сопротивление кожи человека. При уменьшении длительности воздействия токов их поражающее действие снижается. Так, предельно допустимые уровни силы тока, проходящего через тело человека, при продолжительности воздействия до 1 с соответствуют отпускающим и неболевым токам.
Продолжительность воздействия тока, с: 1; 0,7; 0,5; 0,2; 0,1; 0,01… 0,08
Допустимый ток, мА, при напряжении 1 кВ: 50; 70; 100; 250; 500; 600
Существенно влияет на тяжесть поражения путь прохождения тока через тело человека. Наиболее опасными являются случаи, когда путь тока проходит через голову человека (голова — рука, голова — нога), а также через грудную клетку (рука — рука, рука — нога).
Электрическое сопротивление тела человека определяется сопротивлением наружных слоев кожи и сопротивлением внутренних органов. Кожа в сухом и неповрежденном виде обладает значительным сопротивлением, а сопротивление внутренних органов обычно составляет 300…500 Ом. При увлажнении и загрязнении кожи ее сопротивление снижается. В расчетах электрическое сопротивление тела человека принимается равным 1000 Ом.
Сила тока 1 ч, проходящего через какой-либо участок тела человека, зависит от приложенного напряжения Uпр (напряжение прикосновения) и электрического сопротивления тела человека R,
Iч = Uпр/Rч.
Окружающая среда усиливает или ослабляет опасность поражения током. На электрический ток, проходящий через человека, оказывают влияние: состояние поверхности контакта человека с токоведущими частями оборудования; наличие заземленных металлических полов и конструкций, токопроводящей пыли; повышенная влажность помещений.
ПУЭ, в зависимости от опасности поражения человека электрическим током, следующим образом подразделяют помещения, в которых размещается электрооборудование:
1. Помещения без повышенной опасности — сухие, нежаркие с не токопроводящими полами без металлоконструкций, без токопроводящей пыли, например жилые, административные и другие общественные здания с деревянными, линолеумными тому подобными полами.
2. Помещения повышенной опасности — влажные (при относительной влажности выше 75%), жаркие (30 єС и выше), с токопроводящими полами (железобетонными, металлическими, земляными и т.д.), помещения, в которых имеется опасность одновременного прикосновения к металлическим конструкциям, трубопроводам, станкам и металлическим корпусах электрооборудования.
3. Помещения особо опасные — особо сырые помещения, в которых полы, стены и потолок покрыты влагой (например, пропарочные камеры), где влажность воздуха близка к 100%, помещения с химически опасной средой, воздействующей на изоляцию.
Для каждой установки, работающей в тех или иных условиях помещения, регламентируется определенный комплекс защитных мероприятий, позволяющих свести к минимуму вероятность электротравматизма.
Заземляющие средства представляют собой электротехнические устройства, предназначенные для создания надежных заземлений определенных частей электрических машин, аппаратов, токопроводов и молниеотводов с целью обеспечения принятых режимов работы электроустановок, защиты персонала от поражения электрическим током, выполнения грозозащиты и защиты от перенапряжений. Соответственно подразделяют заземление на рабочее, защитное и грозозащитное.
Рабочим называют заземление, определяющее режим работы установки в нормальной эксплуатации.
К рабочему заземлению относят заземления нейтралей силовых трансформаторов, генераторов, реакторов поперечной компенсации на длинных ЛЭП, измерительных трансформаторов напряжения, систем с использованием земли в качестве рабочего провода (электрифицированный транспорт) и др.
Защитным заземлением называют преднамеренное соединение с землей металлических частей электрической установки, нормально не находящейся под напряжением, благодаря которому ток через тело человека при прикосновении к корпусу с поврежденной изоляцией снижается до такого значения, которое не угрожает его жизни и здоровью.
Грозозащитное заземление необходимо для обеспечения эффективной грозозащиты от перенапряжения электроустановок. К грозозащитному заземлению относят заземление стержневых и тросовых молниеотводов металлических крыш зданий и сооружений, металлических и железобетонных опор ЛЭП, заземление разрядников.
Как правило, для выполнения заземления всех типов используют одно заземляющее устройство.
При рассмотрении вопросов, связанных с электробезопасностью, и при расчетах заземления используют основные термины, предусмотренные ПУЭ.
Заземлителем называют металлические проводники, находящиеся в непосредственном соприкосновении с землей. Заземляющим устройством называют совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземлением какого-либо участка установки называют преднамеренное электрическое соединение ее с заземляющим устройством.
Сопротивлением заземляющего устройства называют сумму сопротивлений заземлителя и заземляющих проводников. Сопротивление на участке растекания зарядов называют сопротивлением растекания. Сопротивление растекания заземлителя, если не учитывать малое сопротивление заземляющих проводов,
Rз = Uз/Iз,
Где Uз — напряжение на заземлителе относительно земли;
- Iз — ток в заземлителе.
Под Rз понимают не сопротивление между заземлителем и почвой (оно незначительно), а в основном сопротивление почвы между заземлителем и поверхностью нулевого потенциала.
Замыканием на землю называют случайное соединение находящихся под напряжением частей электроустановки с конструктивными частями, не изолированными от земли.
Током замыкания на землю Iз называют ток, возникающий в земле в месте замыкания.
Электроустановками с большими токами замыкания на землю называют электроустановки напряжением выше 1000 В, в которых однофазный ток замыкания на землю превышает 500 А.
Электроустановками с малыми токами замыкания на землю называют электроустановки напряжением выше 1000 В, в которых однофазный ток замыкания на землю меньше 500 А.
Глухозаземленной нейтралью называют нейтраль трансформатора или генератора, присоединенную к заземляющему устройству, непосредственно или через малое сопротивление.
Изолированной нейтралью называют нейтраль, не присоединенную к заземляющему устройству или присоединенную через аппараты, компенсирующие емкостный ток в цепи, трансформаторы напряжения и другие аппараты, имеющие большое сопротивление. ПУЭ запрещает применение заземления корпусов электрооборудования без металлической связи с заземленной нейтралью трансформатора. В одной и той же сети применение средств заземления с глухозаземленной нейтралью и изолированной нейтралью правилами ПУЭ запрещается.
Неправильное применение заземляющего металлического устройства происходит из-за того, что не обеспечивается безопасность людей, поскольку при замыкании на корпус через два последовательных заземления сила тока однофазного короткого замыкания может оказаться недостаточной для срабатывания защиты (в нашем случае плавкого предохранителя).
Например, при фазном напряжении Uф = 220 В; Rз = 6 Ом и сопротивление нейтрали RN = 4 Ом, напряжении касания к корпусу заземленной установки Uз = Uф Rз/Rз + RN, т.е. 132 В, а напряжение на нейтрали UN = 88 В — опасное для обслуживающего персонала, а Iз = Uф/(Rз + RN) = 22 А может оказаться недостаточным для срабатывания защиты.
Напряжением прикосновения называют напряжение, возникающее между двумя точками в цепи тока заземления на землю, которых может коснуться одновременно человек.
Шаговое напряжение представляет разность потенциалов, под которой могут оказаться ноги человека, расставленные на расстоянии шага, равного 0,8 м на поверхности с разными потенциалами.
Шаговое напряжение зависит от конкретной ЛЭП. При падении человека напряжение прикосновения может возрасти до Ugn = цn — цg, где цn — потенциал в точке опоры человека при падении. Это приведет к увеличению напряжения прикосновения примерно в 4 раза. Такое явление может произойти на поверхности прилегающей опорам высоковольтных ЛЭП, ТП или иных установок в случае порчи средств защиты.
Шаговое напряжение достигает максимального значения на границе радиуса эквивалентной полусферы заземлителя Iш = 2pIз/р * l/ D*(D + 2l), где D — диаметр полусферы и убывает практически до нуля на расстоянии 20 м от заземлителя.
Для обеспечения безопасности обслуживания и по условиям работы электрооборудования в сетях до 1000 В создают заземляющие устройства, состоящие из заземлителей и проводников, соединяющих заземлители с корпусами электрооборудования.
При возникновении однофазных замыканий на корпус заземляющее устройства снижают напряжение на корпусах заземленного электрооборудования до безопасного значения, обеспечивая безопасность обслуживающего персонала. В зависимости от режима работы нейтрали трансформаторов или генераторов в сети создаются различные условия при возникновении однофазных замыканий на землю.
Режим нейтрали. В электрических системах применяют два основных режима работы нейтралей: заезмленную и изолированную.
Вид выполнения связи нейтралей машин и трансформаторов с землей определяет в значительной степени уровень электроизоляции электроустановок и от этого зависит выбор коммутационной аппаратуры, значения допустимых перенапряжений и способы их ограничения, значения токов при однофазных коротких замыканиях на землю, условия работы релейной защиты, электробезопасности и т.д.
К электроустановкам с напряжением выше 1000 В с большими токами замыкания на землю относят электротехнические установки с нейтралями, присоединенные к заземляющим устройствам непосредственно через малое сопротивление, т. е. установки с глухозаземленной нейтралью. В этих установках любое замыкание на землю является коротким замыканием и сопровождается большим током. Применение глухого заземления нейтрали стабилизирует напряжение фаз по отношению к земле.
При глухом заземлении нейтрали ток однофазного короткого замыкания может достигнуть несколько десятков килоампер. Для ограничения размеров повреждений в этом случае требуется возможно быстрое отключение поврежденного участка. При глухозаземленных нейтралях части электроустановок, находящихся под напряжением, непосредственно соединены с землей, это может способствовать появлению значительных шаговых напряжений.
К электрическим установкам с малыми токами замыкания на землю относят установки с нейтралями, присоединенные к заземляющим устройствам через большое сопротивление. В этих установках замыкание одной из фаз на землю не является коротким замыканием.
В установках с изолированной нейтралью при замыкании одной из фаз на землю линейные напряжения остаются неизменными и электроснабжение не прерывается. Возникшее замыкание можно не отключать в течении двух часов.
В Российской Федерации при выборе схем электроснабжения вопрос о режиме нейтрали решают следующим образом: электрические сети с напряжением 3…35 кВ работают с малыми токами замыкания на землю; электрические сети с напряжением 110 кВ и выше работают сбольшими токами замыкания на землю.
Такие решения объясняются тем, что при изолированной нейтрали, во-первых, отсутствуют затраты на заземляющее устройства, во-вторых, сохраняется возможность работы поврежденной линии в течении времени, достаточно для отыскания повреждения, его устранения или включения резерва при больших токах замыкания на землю. При наличии глухозаземленной нейтрали, во-первых, увеличение стоимости заземляющих устройств мало сказывается, так как установок на 110 кВ и выше мало, во-вторых, стоимость изоляции в установках 110 кВ и выше при глухозаземленной нейтрали значительно снижается.
Надежность работы сетей с глухим заземлением нейтралей возрастает, так как поврежденный участок немедленно отключается вследствие того, что большинство замыканий после отключения самоустраняются.
Электроустановки с напряжением до 1000 В работают как с глухозаземленной, так и с изолированной нейтралью. При выборе режима работы нейтрали руководствуются соображениями экономики, надежности электроснабжения и электробезопасности.
По экономичности системы с заземленной нейтралью дороже, так как требуют дополнительного трансформатора и реле. Кроме того, всякое замыкание на землю в такой системе вызывает немедленное отключение ее и ущерб от простоя. Системы с изолированной нейтралью не требуют установки дополнительного трансформатора тока и реле, поэтому они дешевле. Кроме того, при замыкании на землю такая система питания не отключается и может работать часами до отыскания и исправления повреждения.
По надежности электроснабжения в системах с заземленной нейтралью всякое замыкание на землю является коротким замыканием и влечет за собой отключение соответствующего элемента или установки системы электроснабжения; в установках же с изолированной нейтралью требование немедленного отключения участка с замыканием на землю отсутствует. Однако для отыскания места замыкания на землю приходится кратковременно отключать многие элементы, прерывая электроснабжение.
Электробезопасность человека при изолированной нейтрали выше, чем при заземленной нейтрали (действительно, при изолированной нейтрали человек может оказаться под частью фазного напряжения, а при заземленной нейтрали, когда, например, одна из фаз в момент прикосновения имела замыкание на землю,- под линейным напряжением).
5. Первая помощь при поражении электрическим током
При поражении человека электрическим током необходимо применять срочные меры для быстрейшего освобождения его от действия тока и немедленного оказания ему медицинской помощи. Малейшее промедление влечет за собой тяжелые, а порой непоправимые последствия.
Чтобы быстро освободить человека от действия электрического тока, необходимо отключить ток ближайшим выключателем или разорвать цепь (перекусить провода инструментом с изолированными рукоятками).
Если поражение человека произошло на высоте (когда он повис на проводах или на столбе), перед отключением тока принимают меры безопасности против падения напряжения и возможных ушибов пострадавшего. При небольшой высоте надо принять человека на руки или натянуть брезент или какую-нибудь ткань, или же положить на место предполагаемого падения мягкий материал.
Для освобождения пострадавшего от токоведущих частей при напряжении до 1000 В используются сухие предметы: шест, доску, одежду, канат или другие непроводники, причем оказывающий помощь должен применять электрозащитные средства (коврик, диэлектрические перчатки) и браться только за одежду пострадавшего, если она сухая. При напряжении выше 1000 В для освобождения от действия тока нужно пользоваться штангой или изолирующими клещами, при этом спасающий должен надеть диэлектрические боты и перчатки.
Если пострадавший находится в бессознательном состоянии, но с сохраняющимися устойчивыми дыханием и пульсом, его следует ровно и удобно уложить, расстегнуть одежду, создать приток воздуха, обрызгивать его водой и обеспечить полный покой. Одновременно необходимо срочно вызвать врача.
При отсутствии у пострадавшего признаков жизни необходимо делать искусственное дыхание и наружный массаж сердца. Искусственное дыхание необходимо производить непрерывно до прибытия врача. Вопрос о целесообразности или бесцельности дальнейшего проведения искусственного дыхания решается врачом.
Способ искусственного дыхания “рот в рот” или “изо рта в нос” заключается в том, что оказывающий помощь производит выдох из своих легких в легкие пострадавшего.
Для осуществления искусственного дыхания пострадавшего следует уложить на спину, раскрыть ему рот и после удаления изо рта посторонних предметов и слизи вложить в него трубку. При этом необходимо следить, чтобы язык пострадавшего не запал назад и не закрыл дыхательный путь и, чтобы вставленная в рот трубка попала в дыхательное горло, а не в пищевод. Для предотвращения западания языка нижняя челюсть пострадавшего должна быть слегка выдвинута вперед.
Для раскрытия гортани следует запрокинуть голову пострадавшему назад, подложив под затылок одну руку, а второй надавить на лоб пострадавшего так, чтобы подбородок оказался на одной линии с шеей. При таком положении головы просвет глотки и верхних дыхательных путей значительно расширяется и обеспечивается их полная проходимость, что является основным условием успеха искусственного дыхания по этому методу.
электродвигатель технический магнитный пускатель
Литература
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/tehnicheskoe-obslujivanie-i-remont-elektrooborudovaniya/
1. Правила устройства электроустановок. 6-е изд., перераб. и доп. М., 1986.
2. Правила безопасности при работе с инструментом и приспособлениями М., 1986. г. Москва
3. Сибикин Ю.Д. Безопасность труда электромонтера по обслуживанию электрооборудования. М., 1992. г. Москва
4. Корнилович В.И. Техника безопасности при электромонтажных и наладочных работах. 2-е изд. М., 1987. г. Москва
5. Трунковский В.Б. Обслуживание электрооборудования промышленных предприятий. — М.: Высшая школа, 1979. г. Москва
6. Чиликин М.Г. Сандлер А.С. Обший курс электропривода. — М.: Энергоиздат, 1981. г. Москва
7. Соколов М.М. Автоматизированный электропривод общепромышленных механизмов. — М.: Энергия, 1976. г. Москва
8. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок.
9. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. — М.: Атомиздат, 1985. г. Москва.
