Эксплуатация и обслуживание низковольтных электрических аппаратов

При использовании низковольтных электрических аппаратов нужно учитывать многое! Когда низковольтный электрический аппарат выходит из строя, нам нужно знать способ ремонта при неисправности низковольтного электрического аппарата! Низковольтные электрические аппараты — это компоненты или оборудование, которые могут вручную или автоматически включать и отключать цепь в соответствии с внешними сигналами и требованиями, чтобы коммутировать, управлять, защищать, обнаруживать, преобразовывать и регулировать цепь или неэлектрические объекты. Давайте рассмотрим меры предосторожности при использовании низковольтных электрических аппаратов!

Меры предосторожности при использовании низковольтных электрических аппаратов

Низковольтные электрические аппараты должны иметь разные типы автоматических выключателей по отключающей способности при коротком замыкании, чтобы соответствовать ожидаемому току короткого замыкания разных линий (при одинаковых условиях). Принцип выбора автоматических выключателей следующий: отключающая способность при коротком замыкании автоматических выключателей ≥ ожидаемого тока короткого замыкания линии.

1, для различных нагрузок низковольтных приборов следует выбирать разные типы автоматических выключателей

Наиболее распространённые нагрузки низковольтных аппаратов — это распределительные линии, электродвигатели и бытовые и аналогичные бытовым (освещение, бытовые приборы и т. д.) — три категории. Соответственно этому существуют автоматические выключатели типа защиты распределительных линий, типа защиты электродвигателей и типа защиты бытовых и аналогичных бытовым нагрузок. Характер защиты и характеристики защиты этих трёх типов автоматических выключателей неодинаковы. Автоматические выключатели распределительного типа делятся на класс A и класс B: класс A — неселективного типа, класс B — селективного типа. Так называемый селективный тип означает автоматический выключатель с тремя характеристиками защиты: длительной задержкой при перегрузке, короткой задержкой при коротком замыкании и мгновенной защитой при коротком замыкании. Универсальные (также называемые рамочными) автоматические выключатели серий DW15, DW17 (ME), AH и DW40, DW45 в большинстве относятся к типу B, тогда как серии DZ5, DZ15, DZ20, TO, TG, CM1, TM30 и HSM1, а также некоторые исполнения универсальных DW15, DW17 из-за наличия только двухступенчатой защиты (длительная задержка при перегрузке и мгновенная при коротком замыкании) являются неселективными автоматическими выключателями типа A. Селективная защита.

2) При коротком замыкании в точке F срабатывает только автоматический выключатель QF2, ближайший к точке F, а автоматический выключатель QF1, расположенный выше, не срабатывает — это селективная защита (поскольку QF1 не срабатывает, питание ответвлений QF3, QF4 сохраняется). Если QF2 и QF1 оба являются автоматическими выключателями класса A, то при коротком замыкании в точке F, когда значение тока короткого замыкания достигает определённой величины, QF1 и QF2 срабатывают одновременно, и цепь автоматического выключателя QF1 со всеми расположенными ниже ответвлениями обесточивается — это не селективная защита. Причина селективной защиты в том, что QF1 является автоматическим выключателем класса B, он обладает характеристикой короткой задержки при коротком замыкании: при коротком замыкании в точке F ток короткого замыкания, протекающий через ответвление QF2, протекает также через цепь QF1, QF2 мгновенно срабатывает расцепителем (обычно его полное время отключения не превышает 0,02 с), а из-за короткой задержки QF1 не сработает в течение 0,02 с (его короткая задержка ≥ 0,1 с или 0,2, 0,3, 0,4 с). При срабатывании QF2 и отключении повреждённой линии вся система возвращается к норме.

3) Отсюда видно, что для выполнения требований селективной защиты автоматический выключатель верхнего уровня следует выбирать типа B с трёхступенчатой защитой. Низковольтные аппараты для непосредственной защиты электродвигателей — автоматические выключатели защиты двигателей — должны обладать только двухступенчатой защитой: длительной задержкой при перегрузке и мгновенной при коротком замыкании, то есть можно выбирать автоматические выключатели класса A (в том числе в литом корпусе и универсальные); серии DZ5, DZ15, TO, TG, GM1, TM30, HSM1 и DW15 помимо функции защиты распределительных линий в исполнениях на 630 А и ниже все обладают функцией защиты электродвигателей.

Ремонт неисправностей низковольтного электрооборудования

Различные электрические компоненты повреждаются после длительного использования или из-за неправильной эксплуатации, поэтому необходимо своевременное техническое обслуживание. В электрической цепи используется много электрических аппаратов, и их конструкция различается по сложности, поэтому здесь мы сначала разберём типичные неисправности и способы ремонта каждого компонента, общего для разных электрических аппаратов, а затем разберём типичные неисправности и способы ремонта некоторых распространённых аппаратов.

1. Типичные неисправности и техническое обслуживание электрических компонентов

1.1 Неисправность контактов и её устранение

(1) Перегрев контакта. При замыкании контакта через него протекает ток, вызывающий нагрев; в нормальных условиях контакт не перегревается. Когда переходное сопротивление между неподвижным и подвижным контактами слишком велико или протекающий ток слишком велик, возникает перегрев контакта; когда температура контакта превышает допустимое значение, характеристики контакта ухудшаются, вплоть до оплавления и сваривания. Анализ конкретных причин перегрева контакта

Как показано ниже: ① Ток между подвижным и неподвижным контактами слишком велик. Контакты любого электрического аппарата должны работать при своём номинальном токе, иначе контакты перегреваются. Слишком высокий или слишком низкий ток контакта возможен по четырём причинам: слишком высокое или слишком низкое напряжение системы; работа электрооборудования с перегрузкой; неправильный выбор мощности электрического контакта; работа при неисправности. ② Переходное сопротивление между неподвижным и подвижным контактами возрастает. Величина переходного сопротивления связана со степенью нагрева контакта; причинами его увеличения являются: во-первых, потеря упругости пружины контактного нажатия, вызывающая недостаточное нажатие, либо износ и утоньшение контакта — в этом случае следует заменить пружину или контакт; во-вторых, плохой контакт контактной поверхности. Например, при эксплуатации на контактной поверхности оседают пыль, масло и грязь, увеличивая переходное сопротивление; кроме того, при замыкании и размыкании контакта электрическая дуга обжигает и эродирует контактную поверхность, что приводит к неровностям и уменьшению площади контакта и вызывает плохой контакт. Поэтому следует обращать внимание на работу контактов и усиливать техническое обслуживание. Окисный слой на медной контактной поверхности и обгоревшие контакты можно зачистить или выправить мелким напильником; для контактных поверхностей на большие и средние токи важно, чтобы они были плоскими, а не гладкими; контакты малой мощности требуют хорошего качества поверхности; серебряные и посеребрённые контакты можно очищать ватой, смоченной бензином или четырёххлористым углеродом, — окисный слой не влияет на работу контакта. Обслуживающий персонал при ремонте контакта должен помнить, что нельзя слишком много соскабливать и срезать, чтобы не влиять на срок службы, и нельзя использовать шлифовальную шкурку или шлифовальный круг для ремонта, чтобы зерна кварца не вдавились в контактную поверхность и не ухудшили контактные свойства.

Для проверки контактного нажатия можно воспользоваться опытным методом с полоской бумаги. Полоску бумаги (толщиной 0,01 мм), немного шире контактов, зажимают между подвижным и неподвижным контактами при замкнутом положении выключателя, затем вручную вытягивают полоску. Как правило, у аппаратов малой мощности при небольшом усилии полоску бумаги удаётся вытянуть; у аппаратов большей мощности полоска вытягивается после разрыва. Приведённое явление указывает на то, что контактное нажатие соответствует норме. Если полоска бумаги вытягивается легко, это означает, что нажатие недостаточно; если полоска бумаги обрывается, это означает, что контактное нажатие слишком велико.

Регулировка контактного нажатия решается путём регулировки контактной пружины. Если контактная пружина повреждена, её можно заменить новой или изготовить самостоятельно по исходным размерам. Пружину контактного нажатия обычно изготавливают из пружинной проволоки из углеродистой стали; вновь навитую пружину подвергают отпуску при 250 °C ~ 300 °C с выдержкой около 20 ~ 40 мин, причём чем больше диаметр проволоки, тем больше требуется времени. Оцинкованные пружины необходимо дегазировать, выдерживая при температуре около 200 °C в течение 2 ч для устранения хрупкости.

(2) Износ контакта. Различают два вида износа контакта: один — электрический износ, вызванный высокой температурой электрической искры или дуги между контактами, приводящей к испарению металла контакта; другой — механический износ, вызванный трением скольжения контактной поверхности из-за удара при замыкании контакта и т. п. В процессе эксплуатации контакт из-за износа становится всё тоньше и тоньше; когда остаётся примерно 1/2 первоначальной толщины, его следует заменить новым контактом; если контакт изнашивается слишком быстро, следует выявить причину и устранить неисправность.

(3) Оплавление и сваривание контактов. Явление, при котором поверхности подвижного и неподвижного контактов расплавляются, свариваются между собой, а затем разрываются, называют оплавлением и свариванием контактов. При замыкании контактов из-за удара и вибрации в малом зазоре между неподвижным и подвижным контактами возникает кратковременный ток, температура дуги достигает 3000 °C ~ 6000 °C; это может обжечь или расплавить контактную поверхность, так что подвижный и неподвижный контакты свариваются вместе. Обычные причины сваривания контактов: неправильный выбор, из-за чего мощность контакта слишком мала, а ток нагрузки слишком велик; слишком высокая частота срабатываний; повреждение контактной пружины, снижающее начальное нажатие. После сваривания контакта можно только заменить его новым; если сваривание происходит из-за недостаточной мощности контакта, следует выбрать аппарат большей мощности.

1.2 Неисправность и обслуживание электромагнитной системы

(1) Гул сердечника. Небольшое «гудение» электромагнитной системы во время работы является нормальным; если звук слишком громкий или ненормальный, можно судить о наличии неисправности в электромагнитном механизме. ① Плохой контакт между якорем и контактной поверхностью сердечника либо перекос якоря. Сердечник и якорь деформируются и изнашиваются после многократных магнитных соударений, либо из-за накопления на контактной поверхности грязи, масла, ржавчины и т. п. возникает взаимный плохой контакт, вибрация и шум. Вибрация сердечника вызывает перегрев катушки, а в тяжёлых случаях — её выгорание; у Е-образного сердечника зазор между стержнем сердечника и якорем составляет 0,1-0,2 mm, а деформация торцевой поверхности сердечника уменьшает этот зазор, что также усиливает шум сердечника. Если на торце сердечника есть смазка, её следует удалить и очистить; при деформации или износе торцевой поверхности можно положить на ровную поверхность мелкую абразивную ткань и прошлифовать торец. ② Повреждение короткозамкнутого кольца. После многократных соударений короткозамкнутое кольцо, установленное в пазу сердечника, может треснуть или отпасть. Разрыв короткозамкнутого кольца часто происходит снаружи угла паза и в части паза; при техническом обслуживании разрыв можно надёжно заварить и закрепить оба конца эпоксидной смолой; если сварка невозможна, можно заменить короткозамкнутое кольцо или сердечник; если короткозамкнутое кольцо выскочило, его можно сначала запрессовать обратно в паз. ③ Механические причины. Если контактное давление слишком велико или из-за заклинивания подвижной части сердечник не может полностью притянуться, возникает сильная вибрация и шум.

(2) Неисправность катушки и её обслуживание. ① Неисправность катушки. Когда напряжение на концах катушки постоянно, чем больше её импеданс, тем меньше проходящий через неё ток. Когда якорь находится в отведённом положении, импеданс катушки минимален, а ток максимален; в процессе притяжения сердечника зазор между якорем и сердечником постепенно уменьшается, а импеданс катушки постепенно растёт; когда якорь полностью притянут, ток катушки минимален; если же якорь и сердечник по какой-либо причине притянуты не полностью, ток катушки возрастает, катушка перегревается и даже сгорает. Если изоляция катушки повреждена или механически разрушена и между витками образуется короткое замыкание либо замыкание на землю, в катушке локально возникает большой ток короткого замыкания, что вызывает резкое повышение температуры вплоть до полного выгорания катушки. Кроме того, если напряжение питания катушки низкое или частота срабатывания слишком высокая, катушка перегревается и сгорает. ② Ремонт катушки. Перегоревшую катушку, как правило, следует перемотать. Если число замкнутых витков невелико и короткое замыкание находится близко к торцу катушки, а остальные части ещё целы, можно удалить повреждённые витки, а остальную часть продолжать использовать; влияние на рабочие характеристики аппарата будет небольшим.

(3) Неисправность системы дугогашения и её обслуживание. 0 Неисправность системы дугогашения означает повреждение дугогасительной крышки, увлажнение, обугливание, короткое замыкание витков катушки магнитного дутья, отпадение дугогасительного угла и решётки и т. п. Эти неисправности могут привести к тому, что дуга не гасится или время дугогашения увеличивается. Если дугогасительная крышка увлажнена, можно применить сушку; при обугливании можно соскоблить накопившуюся грязь; при коротком замыкании катушки магнитного дутья можно изолировать замкнутую часть; отпавший дугогасительный угол следует установить заново; при отпадении и выгорании решётки можно использовать железный лист, вырезанный по первоначальным размерам.

2. Типичные электрические неисправности и их обслуживание

2.1 Неисправность контактора и её обслуживание

Помимо изложенного выше анализа и устранения неисправностей контактов и электромагнитной системы, ниже описаны другие распространённые неисправности.

(1) Обрыв фазы из-за плохого контакта. Обрыв фазы, вызванный плохим контактом одной из фаз или ослаблением соединительного винта, приводит к тому, что двигатель работает в режиме обрыва фазы. При этом двигатель также может вращаться, но скорость его низкая, и он издаёт сильный «гудящий» звук. Обнаружив это, следует немедленно остановить и отремонтировать.

(2) Сваривание (спекание) контактов контактора. Слишком высокая частота срабатывания контактора, работа с перегрузкой, короткое замыкание на стороне нагрузки, наличие токопроводящих частиц на контактной поверхности или слишком малое давление контактной пружины и т. п. приводят к свариванию контактов. При возникновении такой неисправности двигатель не остановится даже при нажатии кнопки «Стоп»; следует немедленно отключить выключатель предыдущего уровня, а затем провести ремонт.

(3) Междуфазное короткое замыкание. Из-за отказа блокировки прямого и обратного хода контактора либо из-за ошибочного действия, когда два контактора включаются одновременно и вызывают короткое замыкание между фазами; или же из-за того, что контактор срабатывает слишком быстро и время переключения мало, в процессе переключения возникает дуговое короткое замыкание. В таких случаях в цепи управления можно применить комбинированную блокировку контактора и кнопки для управления прямым и обратным вращением двигателя.

2.2 Неисправность теплового реле и её ремонт

Неисправность теплового реле обычно проявляется в виде перегорания теплового элемента, ложного срабатывания и отказа срабатывания.

(1) Перегорание теплового элемента. Когда частота срабатывания теплового реле слишком высока, происходит короткое замыкание на стороне нагрузки или ток слишком велик, что приводит к перегоранию теплового элемента. Для устранения этой неисправности следует сначала отключить питание, проверить цепь и исключить короткое замыкание, а затем заново выбрать подходящее тепловое реле и повторно настроить уставку.

(2) Ложное срабатывание теплового реле. Причинами этой неисправности являются: малое значение уставки, из-за чего реле срабатывает без перегрузки; слишком большое время пуска двигателя, из-за чего тепловое реле может сработать в процессе пуска; слишком высокая частота срабатывания, из-за чего тепловое реле часто подвергается воздействию пускового тока; применение в местах с сильными толчками и вибрацией, из-за чего механизм срабатывания теплового реле ослабевает и срабатывает; кроме того, слишком тонкий соединительный провод также вызывает ложное срабатывание теплового реле. При указанном выше явлении неисправности следует заменить тепловое реле на подходящее для данного характера работы и разумно отрегулировать значение уставки либо заменить соответствующий соединительный провод.

(3) Тепловое реле не срабатывает. Из-за перегорания или обрыва тепловых элементов, из-за большого значения уставки тока, при котором длительная перегрузка всё ещё не вызывает срабатывания; из-за отпадения направляющей пластины; из-за слишком толстого соединительного провода и по другим причинам тепловое реле не работает, и поэтому двигатель не получает защиты. В соответствии с перечисленными причинами можно провести целенаправленный ремонт. Кроме того, после срабатывания теплового реле не следует сразу возвращать его вручную: нужно подождать 2 min, пока биметалл остынет, и затем вернуть контакт в исходное положение.

2.3 Ремонт неисправностей реле времени

Пневматическое реле времени: повреждение воздушного мешка или неплотность уплотнения и утечка приводят к сокращению времени выдержки, вплоть до полного отсутствия задержки; воздушная камера требует исключительной чистоты, и если в процессе разборки в воздушный канал попадёт пыль, канал забьётся, и время выдержки реле времени станет очень большим. В указанной ситуации можно разобрать воздушную камеру, заменить резиновую мембрану или удалить пыль, и неисправность будет устранена. У пневматического реле времени из-за изменения температуры окружающей среды и длительного хранения время выдержки изменяется; его можно отрегулировать с учётом конкретных условий.

2.4 Неисправность реле скорости и её ремонт

При отказе реле скорости, как правило, наблюдается отсутствие торможения двигателя при остановке. Эта неисправность, вероятно, вызвана неправильной регулировкой регулировочного винта или поломкой резинового маятника, если контакт не плохой. Достаточно разобрать заднюю крышку реле скорости для обслуживания.