последовательно с его измерительным механизмом добавочного сопротивления Rд, величина которого в несколько раз превышает сопротивление измерительного механизма. Измерение высоких напряжений производится с использованием измерительного трансформатора напряжения TV. Напряжение на вторичной обмотке указанного трансформатора понижается в несколько раз по сравнению с измеряемым. Наибольшее значение напряжения вторичной обмотки составляет 100 В.

U*

pW

I*

Рисунок 3.5. Схема непосредственного включения ваттметра.

Для измерения активной мощности в цепях применяются ваттметры, имеющие две обмотки – токовую и обмотку напряжения. Первая включается в цепь последовательно нагрузке, вторая – параллельно ей. Так как направление отклонения указательной стрелки ваттметра зависит от взаимного направления токов в катушках, то выводы начал обмоток обозначаются символом «*» и подключаются к источнику питания (эти выводы также называются генераторными).

Наряду с электроизмерительными приборами, предназначенными для измерения одной величины (амперметры — для измерения тока, вольтметры — напряжения и т. д.), применяются и комбинированные электроизмерительные приборы, которые обеспечивают измерение нескольких величин. К ним относятся электроизмерительные клещи. Их применяют для измерения напряжения, сопротивления, а также силы тока без разрыва цепи. Промышленность выпускает электроизмерительные клещи нескольких типов: Ц4505М (предел измерений по току — до 1000 А, по напряжению — до 600 В, по сопротивлению — до 2 кОм), Ц4502 (на напряжение от 1 до 10 кВ, пределы измерений по току — до 750 А), М266 (цифровые, пределы измерений по напряжению — до 1000 В, по току — до 1000, по сопротивлению — до 2 МОм, по температуре — до 750 °С, по частоте — 2 кГц, для проверки диодов и прозвонки соединений), КТ – 2 (цифровые, обеспечивают измерение силы переменного тока до 500 А, напряжения до 500 В, сопротивления постоянному току от 10 до 20 Ом) и ряд других.

С помощью токоизмерительных клещей типа АТК – 2200 возможно измерение мощности переменного и постоянного тока, а также коэффициента мощности. При этом клещи подключаются к двум проводам линии и одновременно магнитопровод охватывает фазный провод. Существует ряд

63

моделей клещей для оперативного контроля качества электроэнергии (F23, F27,

МХ 2040).

Кроме токоизмерительных клещей, для измерений применяются также комбинированные (многофункциональные) аналоговые либо цифровые измерительные приборы типов Ц4342М1, Ц4317М, Ц4353, Ц201, ВАФ–85–М1

иряд других. Указанные приборы обеспечивают измерение силы и напряжения постоянного и переменного тока, сопротивления, угла сдвига фаз, электрической ёмкости.

Кприборам для испытаний и учёта относятся мегомметры, измерители сопротивления заземлений, приборы для измерения тока короткого замыкания

инапряжения прикосновения, а также счётчики электрической энергии. Мегомметры предназначены для измерения сопротивления изоляции

электрических машин, кабелей и проводов, не находящихся под напряжением и по результатам измерений вычисляется коэффициент абсорбции (параметр, характеризующий увлажнённость изоляции). Измерение сопротивления изоляции может производится при величине выходного напряжения мегаомметра от 500 до 2500 В в зависимости от вида электрооборудования. Изменение величины напряжения осуществляется при помощи переключателя. Источником испытательного напряжения является либо встроенный генератор, снабжённый рукояткой, либо внешний источник питания (сеть или аккумуляторы). Генератор прибора рассчитан на работу при частоте вращения рукоятки 120 об/мин.

Для выпрямления переменного тока, вырабатываемого встроенным генератором, используется селеновый выпрямитель. Измерительный прибор — логометр магнитоэлектрической системы.

Перед измерением необходимо убедится в исправности мегаомметра, для чего следует вращать ручку генератора при разомкнутых зажимах и следить, чтобы стрелка прибора установилась на отметку ”∞ “ шкалы измерений и ”0 “ при замкнутых зажимах.

В настоящее время используются аналоговые мегомметры типов М4100/1, Ф4102/1 – 1М, М1101, ЭС0210 и другие. Современные мегомметры типа ЭС0210 различных модификаций обеспечивают не только измерение сопротивления изоляции в диапазоне от 0 до 100 ГОм и разряд ёмкости объекта после проведения измерения, но и измерение переменного или постоянного напряжения до 600 В. При этом величина напряжения на выходе мегомметра составляет от 100 до 2500 В, питание – от сети переменного тока или от встроенного генератора (мегомметры ЭС0210 – Г). Класс точности указанных мегомметров – 2,5; время установления показаний – не более 15 с, масса мегомметра – не более 1,9 кг.

Измеритель сопротивления заземлений Ф4103-М1 предназначен для измерения сопротивления заземляющих устройств любых геометрических размеров, удельного сопротивления грунтов и активных сопротивлений как при наличии помех, так и без них при температуре окружающего воздуха от - 25 до +60° С и относительной влажности до 90% при температуре 30° С. прибор представляет собой омметр с диапазоном измерений от 0 до 15000 Ом. Класс точности в диапазоне 0…0,3 Ом – 4, в остальных диапазонах – 2,5. Напряжение

64

на выходе прибора – не более 36 В. Измерение сопротивления заземляющих устройств производится с целью проверки эффективности защитного действия заземления.

Для измерения тока короткого замыкания и напряжения прикосновения можно использовать прибор ЭК 0200. Данные измерения проводятся для проверки эффективности срабатывания защиты при аварийных режимах. Измеритель представляет собой переносной прибор, состоящий из блоков короткозамыкателя и измерения. В основу работы прибора положено измерение реального тока короткого замыкания и напряжения прикосновения блоком измерения во время короткого замыкания, осуществляемого короткозамыкателем с ограничением времени замыкания. Предел измерения тока КЗ — 2 кА, напряжения прикосновения — 250 В.

Для регистрации качества электроэнергии разработан ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения», который определяет 11 основных показателей качества электроэнергии. Из них обязательным для сертификации электроэнергии являются два:

-установившееся отклонение напряжения ,%,

-отклонение частоты, Гц.

Одним из приборов, которым можно производить оценку показателей качества электроэнергии установленным нормам и выдачу протокола соответствия при измерениях в сетях 0,4 кВ, является ПАРМА РК 3.01. Прибор оснащен интерфейсом RS 232 для подключения компьютера при проведении автоматизированной поверке, а также работы регистратора в системах АСУТП.

Особенности монтажа средств учета

Приборы учета расхода электроэнергии устанавливаются на высоте 1,4 - 1,7 м от пола. Перед трехфазным счетчиком обязательно устанавливают отключающий аппарат (рубильник, автоматический или пакетный выключатель и т.п.). Счетчики должны быть непосредственного включения и иметь пломбу с клеймом госповерителя давностью на момент установки не более: трехфазные - 12 месяцев, однофазные - 2 года. При монтаже электропроводки для присоединения счетчиков около счетчиков необходимо оставлять концы длиной не менее 120 мм. Оболочка нулевого провода на длине 100 мм перед счетчиком должна иметь отличную окраску или специальную метку. В электропроводке к счетчикам паек не допускается.

Для безопасной установки и замены счетчиков в сетях напряжением до 660 В должна предусматриваться возможность отключения счетчика установленными до него на расстоянии не более 10 м коммутационным аппаратом или предохранителями. Снятие напряжения должно предусматриваться со всех фаз, присоединяемых к счетчику.

Трансформаторы тока, используемые для присоединения счетчиков на напряжении до 660 В, должны устанавливаться после коммутационных аппаратов по направлению потока мощности.

65

При трехфазном вводе автоматические выключатели, магнитные пускатели, электросчетчики, а также другую защитную и пусковую аппаратуру рекомендуется помещать в шкафу. Шкаф должен быть металлический, жесткой конструкции, исключающий вибрацию и сотрясение аппаратуры, а также иметь уплотнения, исключающие попадание влаги.

Конструкции и размеры шкафов, ниш, щитков и т. п. должны обеспечивать удобный доступ к зажимам счетчиков и трансформаторов тока. Кроме того, должна быть обеспечена возможность удобной замены счетчика и установки его с уклоном не более 15 градусов от вертикали.

Конструкция крепления должна обеспечивать возможность установки и съема счетчика с лицевой стороны. Допускается крепление счетчиков на металлических щитках.

Учет активной и реактивной электроэнергии трехфазного тока должен производиться с помощью трехфазных счетчиков. В сетях 220 В и выше с глухозаземленной нейтралью, в которых предусматривается длительная работа в режиме неравномерных нагрузок фаз, следует применять трехэлементные четырехпроводные счетчики.

Сечения проводов и кабелей, присоединяемых к счетчикам, должны приниматься в соответствии с ПУЭ. Заземление (зануление) счетчиков и трансформаторов тока должно выполняться в соответствии с требованиями гл.1.7 ПУЭ.

Монтаж аппаратуры управления электрооборудованием

Аппаратура управления электрооборудованием подразделяется на:

-выключающую, для отключения и включения электрических цепей;

-защитную - для защиты электрических цепей и машин при нарушениях режимов работы электроустановки;

-пуско-регулировочную - для осуществления пуска и регулирования частоты, тока и напряжения электрических машин;

-контролирующую - для контроля заданных параметров электрической цепи. Электрические аппараты по принципу работы подразделяются на:

контактные - путем замыкания и размыкания подвижных контактных частей осуществляется воздействие на управляемую электрическую цепь; бесконтактные, управление осуществляется путем изменения своих электрических параметров - сопротивления, емкости, индуктивности и т.д.

Электрические аппараты по напряжению подразделяются на аппараты низкого напряжения ( до 1000 В ) и высокого напряжения (свыше 1000 В).

Различаются аппараты постоянного и переменного тока.

Электрические аппараты по принципу действия делят на: электромагнитные, тепловые, индукционные. Электрические аппараты по количеству полюсов бывают: однополюсные, двухполюсные и трехполюсные.

Аппараты, применяемые для управления электрическими цепями, разделяются на неавтоматические и автоматические. Неавтоматическими аппаратами являются рубильники, переключатели, пакетные выключатели, ящики с рубильниками, кнопочные станции, управление которыми осуществляется

66

вручную и применяется в цепях постоянного и переменного тока напряжением до 660 В.

Рубильники (рис.3.6) – простейшие аппараты ручного управления, изготавливаются одно-, двух- и трехполюсными с центральной (Р) или боковой рукояткой (РБ), с боковым или центральным рычажным приводом (РПБ, РПЦ). Рубильники с центральной рукояткой используют для размыкания обесточенных цепей, с боковой рукояткой или приводом для управления цепями под нагрузкой. При маркировке рубильников первая цифра после буквенного обозначения типа указывает число полюсов (1, 2 и 3), вторая -

номинальный ток (1 - 100А, 2 - 250А, 4 - 400А, 6 - 600А).

Рисунок 3.6. Рубильник с рычажным центральным приводом:

1- рукоятка привода; 2-подвижные контакты; 3- неподвижные контакты.

Пакетные выключатели используют иногда вместо рубильников, а также

вкачестве пускателей для малых электрических двигателей. Они могут быть одно- и многополюсными (до 7 полюсов) с номинальным током от 6 до 100 А при напряжении 220 В. Пакетный выключатель (рис. 3.7) состоит из набора пластмассовых однополюсных колец, внутри которых расположены отдельные для каждого полюса контактные и искрогасительные устройства. Выпускают пакетные выключатели серий ПВ, ПК. В обозначении пакетного выключателя указывается число коммутируемых цепей и номинальный ток. Например, ПК-3- 10 означает: пакетный кулачковый выключатель, 3 - число коммутируемых цепей, 10 А - номинальный ток контактов. Пакетные переключатели используют в качестве вводных и коммутационных аппаратов. Переключатели представляют собой набор однотипных пластмассовых коммутирующих пакетов с подвижным и неподвижным контактами. Посредством механизма мгновенного переключения подвижные контакты приводятся в действие общим валом квадратного сечения. Коммутирующий пакет состоит из пластмассового изолятора, в пазах которого находятся неподвижные контакты с винтами для подключения внешних проводов и пружинящих бронзовых подвижных контактов с фибровыми искрогасительными шайбами. Механизм фиксации и

67

мгновенного переключения имеет фланец с фиксирующими пазами, бронзовую пружинную шайбу с прорезью, упор, заводную пружину, поводок и крышку.

Рисунок 3.7. Пакетный выключатель: а – общий вид, б – полюс (вид сверху); 1 – изоляционные секции (пакеты); 2 – неподвижные контакты; 3 – подвижные контакты; 4 – четырехгранный валик; 5 – рукоятка; 6 – фибровые шайбы; 7 – крышка.

Посты управления кнопочные и кнопки применяют главным образом для ручного дистанционного включения и отключения электромагнитных аппаратов (контакторов, магнитных пускателей, реле и т. д.) в электрических цепях управления переменного тока напряжением до 600 В. Посты управления различают по виду и количеству встраиваемых в них аппаратов и способу управления. Кнопочные посты управления комплектуют из отдельных кнопочных элементов, имеющих каждый один замыкающий и один размыкающий контакты мостикового типа, электрически не связанные между собой. Контакты размыкаются и замыкаются при нажатии непосредственно на штифт кнопочного элемента. Контактные мостики возвращаются в исходное положение по прекращении воздействия на штифт или рычаг. Посты выпускаются с цилиндрическими толкателями черного («Пуск»), красного («Стоп») и других цветов. Посты изготавливают грибковым толкателем и со светосигнальной арматурой. Наиболее широкое применение нашли кнопки управления серии КЕ и посты управления кнопочные серий ПКЕ, ПКУ и КУ.

Структура маркировки кнопочных постов ПКЕ следующая: ПКЕ Х1Х2Х3 – Х4Х5,

где Х1 – исполнение по эксплуатационному назначению (1 – для встройки в нишу, 2 – для пристройки к поверхности, 3 – подвесной и пр.);

Х2 – исполнение по степени защиты; Х3 – материал корпуса (1 – металл, 2 – пластмасса);

Х4 – количество управляющих элементов (1…3); Х5 – климатическое исполнение и категория размещения. Пример маркировки: ПКЕ 222-3У3.

68

Посты управления различают по виду и количеству встраиваемых в них аппаратов и способу управления.

Кнопочные посты управления комплектуют из отдельных кнопочных элементов, имеющих каждый один замыкающий и один размыкающий контакты мостикового типа, электрически не связанные между собой.

Контакты размыкаются и замыкаются при нажатии непосредственно на штифт кнопочного элемента. Контактные мостики возвращаются в исходное положение по прекращении воздействия на штифт или рычаг.

Посты выпускаются с цилиндрическими толкателями черного ("Пуск"), красного ("Стоп") и других цветов. Посты изготавливают с грибковым толкателем и со светосигнальной арматурой.

Наиболее широкое применение нашли кнопки управления серии КЕ и посты управления кнопочные серий ПКЕ, ПКУ и КУ.

Кавтоматическим аппаратам относятся: плавкие предохранители,

Автоматические выключатели служат для автоматического размыкания электрических цепей при перегрузках и коротких замыканиях, при недопустимых снижениях напряжения, а также для нечастого включения и

аппараты, предназначенные для автоматического однократного отключения электрических цепей при коротких замыканиях или длительных перегрузках. Работа предохранителя основана на тепловом действии тока. Он включается последовательно с защищаемой цепью и состоит из следующих основных

протекающим через нее током защищаемой цепи и расплавляется, когда сила тока превышает определенное значение. После отключения цепи плавкую вставку заменяют вручную.

Предохранители на напряжение ниже 1 кВ. В сельских сетях напряжением до 0,38 кВ наибольшее распространение получили предохранители типов ПР2, ПН2, ППН, НПН2, ПРС, ПАР и др. Предохранители типа ПР2 (разборный, с закрытыми патронами без наполнителя) изготавливаются на напряжение до 500 В и номинальные токи до 300 А. Патрон (корпус) предохранителя (рис. 3.8) состоит из фибровой цилиндрической трубки с напрессованными на концах латунными обоймами 4 с резьбой. Латунные колпачки 5 навинчиваемые на эти обоймы, зажимают контактные ножи 1, к которым болтами присоединяют плавкую вставку 3. У предохранителей на токи до 60 А колпачки одновременно являются контактами. Патрон вставляют в неподвижные контактные стойки, укрепленные на изоляционной плите.

69

Структура маркировки предохранителей ППН, по данным изготовителя: ППН – Х1Х2 – Х3Х4 – Х5Х6Х7, ППН – серия предохранителя;

Х1Х2 – номинальный ток: 33 – 160 А, 35 – 250 А, 37 – 400 А; 39 – 630 А; 41 – 1250 А;

Х3 – способ монтажа и вид присоединения внешних проводников: 2 – на собственном изоляционном основании; 5 – на изоляционном основании комплектных устройств; 7 – на проводниках комплектных устройств;

Х4 – наличие указателя срабатывания, свободных контактов: 0 –с указателем срабатывания и контакты отсутствуют; 1 – с указателем срабатывания и свободными контактами; 3 – с указателем срабатывания, без свободных контактов; Х5 – степень защиты (00 – IP00);

Х6Х7 – климатическое исполнение и категория размещения (УХЛ2, УХЛ3,

Т3).

Пример маркировки: ППН-33-20-00УХЛ3.

Существуют также бытовые автоматические предохранители ПАР (предохранитель автоматический резьбовой). По своей конструкции он аналогичен более совершенному защитному аппарату – автоматическому выключателю и имеет ряд преимуществ: обеспечивает более надёжную защиту, не требует замены (допускает многократные срабатывания), прост в обслуживании.

Предохранители на напряжение выше 1 кВ. В сельских электроустановках на это напряжение применяются предохранители типа ПКТ и ПВТ (прежние названия соответственно ПК и ПСН). Предохранители типа ПКТ (с кварцевым наполнителем) изготавливают на напряжение до 35 кВ и номинальные токи 40…400 А. Наиболее широкое распространение получили предохранители ПКТ-10 на 10 кВ, устанавливаемые на стороне высшего напряжения сельских трансформаторных подстанций 10/0,38 кВ.

Предохранители характеризуются номинальным напряжением, номинальным током плавкой вставки, номинальным током предохранителя (контактной системы, патрона).

Одним из основных элементов предохранителя является плавкая вставка, которую в большинстве случаев изготавливают из меди, цинка, свинца и реже из серебра. Свинец и цинк имеют низкую температуру плавления (соответственно 327 и 419 ºС) и значительную удельную теплоемкость. Предохранители со вставками из свинца и цинка благодаря своей тепловой инерции имеют большие выдержки времени срабатывания при перегрузках и соответственно легче выдерживают кратковременные перегрузки, однако, из-за значительного удельного сопротивления они имеют большое сечение. При их перегорании, расплавлении и испарении образуются значительные количества паров металла, затрудняющих гашение дуги.

Медь и серебро имеют малое удельное сопротивление, высокую температуру плавления и малую удельную теплоемкость. Сечение вставок из них относительно не велико, что обеспечивает их быстрое срабатывание. Эти

71

вставки чаще применяют в предохранителях со специальным наполнителем, где важно уменьшить объем плавящегося металла и снизить температуру. Для уменьшения окисления в процессе эксплуатации обычно используют луженые медные вставки. Серебряные вставки не окисляются и обладают достаточно стабильными характеристиками, однако из-за значительной стоимости применяются преимущественно в установках на напряжение выше 1 кВ при малых токах в особо ответственных случаях.

Для снижения температуры плавления вставок из меди и серебра используют так называемый металлургический эффект, основанный на растворении тугоплавких металлов в жидких, менее тугоплавких металлах. Для этого на медную или серебряную проволоку (вставку) напаивают шарик из легкоплавкого металла, например олова. При нагреве проволоки до температуры плавления шарика он, расплавляясь, как бы расплавляет тугоплавкий металл вставки, и в этом месте начинается интенсивный процесс ее разрушения. В результате вставка в этом месте перегорает при температуре, близкой к температуре плавления шарика, а появившуюся электрическую дугу стараются максимально быстро погасить.

Маркировка плавких вставок предохранителей производится двумя латинскими буквами (прописной и строчной), например gG, gM, aM. Первая буква (g, a) обозначает диапазон отключения вставки. Плавкая вставка типа g (общего назначения) – токоограничивающая (ограничивающая ток при срабатывании), способная в установленных условиях отключать все токи, вызывающие расплавление плавкого элемента, вплоть до номинальной отключающей способности. Плавкая вставка типа а (каскадная) – токоограничивающая, способная отключать все токи в интервале между наименьшим током, показанным на времятоковой характеристике, и номинальной отключающей способностью. Вторая буква указывает категорию применения, то есть точно определяет характеристики плавкой вставки: G – общего назначения, М – для защиты электродвигателей, R – для защиты полупроводниковых приборов.

Контактор – механический коммутационный аппарат с единственным положением покоя, способный включать, проводить и отключать токи в нормальных условиях, в том числе при рабочих перегрузках.

Пускатель – комбинация всех коммутационных устройств, необходимых для пуска и остановки электродвигателя с защитой от перегрузок. Существуют различные виды пускателей, из которых наиболее распространены электромагнитные. Электромагнитные пускатели предназначены для дистанционного управления электрическими двигателями и другими видами электрооборудования и бывают как постоянного, так и переменного тока. Электромагнитные пускатели (рис. 3.10) имеют прямоходовую Ш-образную электромагнитную систему в виде сердечника (неподвижной части магнитопровода), якоря (подвижной части магнитопровода) и катушки. Для предотвращения вибрации якоря при работе пускателя переменного тока в сердечник запрессовываются короткозамкнутые кольца (витки). Они намагничиваются и удерживают якорь при периодическом уменьшении тока в

72

катушке, вызванном синусоидальностью питающего напряжения. Система заключена в пластмассовый корпус, состоящий из верхней и нижней частей, скрепляемых между собой винтами. Якорь шарнирно соединяется с пластмассовой траверсой, на которой находятся мостики главных контактов с пружинами и блок-контакты. В отличие от главных или силовых контактов магнитного пускателя, которые используются для непосредственного включения и отключения тока нагрузки, блок-контакты (вспомогательные) используются в схемах управления.

Электромагнитные пускатели действуют следующим образом: при подаче напряжения на катушку создается магнитный поток, под действием которого якорь притягивается к сердечнику, сжимая при этом возвратную пружину. Вместе с якорем перемещается закрепленная на нем траверса с подвижными контактами. В результате происходит замыкание силовых контактов, одновременно срабатывают блок-контакты. При отключении питания катушки подвижная контактная система возвращается пружиной в исходное состояние.

Пускатель обычно имеет 3 силовых контакта, которые замыкаются при срабатывании. Количество вспомогательных контактов зависит от типа пускателя, указанные контакты обычно меньше по размерам, чем силовые и могут при срабатывании замыкаться или размыкаться. Реверсивные магнитные пускатели состоят из двух описанных пускателей, укрепленных на общем основании и электрически (иногда также и механически) сблокированных так, что предотвращается одновременное их включение. Они обеспечивают изменение направления вращения электродвигателей (реверс).

В сельскохозяйственном производстве используются электромагнитные пускатели серий ПМЕ, ПМЛ, ПМА, ПМ12, контакторы низковольтные ПМУ, КМИ и др. Они различаются по величине (номинальному току), по степени защиты от окружающей среды, по возможности реверсирования (реверсивные, нереверсивные), по наличию или отсутствию тепловой защиты, по количеству и виду блок-контактов (замыкающие, размыкающие), по напряжению втягивающей катушки (220В, 380В) и т. д.

Наиболее распространёнными являются пускатели серии ПМЛ, в которых для увеличения количества вспомогательных контактов допускается установка на пускателе одной контактной приставки типа ПКЛ, ПВЛ или ПКБ. Приставка серии ПВЛ обеспечивает выдержку времени при включении или отключении пускателя, то есть её контакты срабатывают с замедлением от 0,1 до 180 с. количество контактов в приставках ПВЛ – 2, в ПКЛ – до 4. Подобными приставками могут оснащаться также контакторы типа КМИ.

73