Методическая разработка «Контрольные и типовые испытания изготовлении и ремонте электрооборудования»

При изготовлении и ремонте электрооборудования основными являются контрольные и типовые испытания. Контрольным испытаниям подвергают каждое изделие.

В объем контрольных испытаний электрооборудования входят следующие операции:
1) измерение сопротивления изоляции обмоток от корпуса и между обмотками;
2) измерение омического сопротивления обмоток постоянным током;
3) испытание главной изоляции обмоток повышенным напряжением;
4) проведение опыта холостого хода;
5) испытание витковой изоляции обмоток;
6) проведение опытов короткого замыкания.

При замене обмоток якоря, ротора или бандажей электрических машин последние подвергают испытанию на повышенной (на 20% по сравнению с номинальной) частоте вращения. Для машин постоянного тока в объем контрольных  испытаний включают проверку и наладку коммутации.
В объем типовых испытаний входят все операции контрольных испытаний и дополнительно — обязательная проверка электрооборудования (электрических машин и трансформаторов) на нагревание при номинальной нагрузке и при необходимости определение технико-экономических и каталожных показателей: к.п.д., cos φ, скольжения, пускового, минимального и максимального моментов, поведения электрооборудования при нагрузке и т.д.
Особое внимание на проверку электрооборудования при номинальной нагрузке.
Наиболее простое испытание на нагрев электрооборудования — это его прямое нагружение номинальной нагрузкой. Для генераторов постоянного и переменного тока и трансформаторов, такой нагрузкой могут быть различные сопротивления (реостаты). Для электродвигателей, как правило, для этих целей необходимо иметь генератор, который, как и в первом случае, будет работать на соответствующие сопротивления.
Исключение для электродвигателей относительно небольшой мощности представляет схема загрузки по Методу Мамед-Заде. В этом случае трехфазный электродвигатель запускают на холостом ходу, после его разгона одну из фаз обмотки статора отключают от сети и включают на сопротивление, регулируя которое получают необходимые токи по фазам электродвигателя. Недостаток этого способа нагрузки электродвигателей — наличие некоторой (небольшой) несимметрии токов по фазам. Однако прямая работа электрооборудования на сопротивления сопровождается большими непроизводительными затратами энергии, особенно при массовых тепловых испытаниях. Поэтому необходимо, где это возможно, прибегать к методам взаимной нагрузки машин и трансформаторов и рекуперации энергии в сеть.

Рис. 71. Схема взаимной нагрузки при самовозбуждении машин.
Под взаимной нагрузкой понимается работа двух электрических машин, соединенных электрически и механически друг с другом так, что одна из них, работающая в режиме генератора, отдает всю вырабатываемую ею электрическую энергию второй машине, работающей в режиме двигателя, а последняя, в свою очередь, расходует всю выделяемую ею механическую энергию на вращение первой машины. Приток энергии извне требуется при этом только для покрытия суммы всех потерь в обеих машинах; этот приток может осуществляться либо электрическим, либо механическим путем, либо обоими одновременно.
Таким образом, при наличии источника ограниченной мощности можно осуществлять нагрузку машин много большей мощности. При соответствующей организации работ обе машины могут быть испытуемыми, нужно только, чтобы машины подходили одна к другой по мощности, напряжению и частоте вращения.
На рисунке 71 в качестве примера показана схема взаимной нагрузки  при самовозбуждении машин постоянного тока.
Дополнительный источник энергии может представлять собой вольтодобавочный генератор, последовательно включенный в цепь якоря основных машин, при этом номинальный ток вольтодобавочного генератора должен быть не меньше тока основных машин, а напряжение может составлять лишь небольшую долю номинального напряжения последних.
Аналогично можно испытывать под нагрузкой трансформаторы. Схема взаимной нагрузки при помощи вольтодобавочного трансформатора показана на рисунке 72. Однако чаще испытания трансформаторов на нагрев проводят по методу уравнительного тока

Рис. 72. Схема испытания трансформатора на нагрев по методу взаимной нагрузки:
Г 1— генератор, питающий трансформаторы; Г2 — генератор, питающий промежуточный трансформатор; ПТ промежуточный трансформатор.
(рис. 73).

Рис. 73. Схема испытания трансформатора на нагрев по методу уравнительного тока: T1 — испытуемый трансформатор; Т2 — вспомогательный трансформатор.
Этот способ применяется при наличии двух одинаковых трансформаторов с отводами для регулирования напряжения и равными напряжениями короткого замыкания. Значение уравнительного тока Iу определяется разностью напряжений ДU и суммой полных сопротивлений короткого замыкания трансформаторов 2ki и zK2, практически равных между собой: zKi«zK2«zK.
При наличии регулировочных отпаек на ±5% и при мк%=2к, близком к 5%, получаем

Таким образом, в этом режиме трансформаторы, находясь практически под номинальным напряжением, будут загружены и на ток, значение которого также близко к номинальному, то есть в трансформаторах будут наблюдаться действительные потери холостого хода и короткого замыкания. Полная кажущаяся мощность, необходимая в опыте, как и в предыдущем случае, равна геометрической сумме мощностей холостого хода и короткого замыкания двух трансформаторов. Наиболее простым и поэтому распространенным является нагрев трансформаторов по методу опыта короткого замыкания. При опыте короткого замыкания устанавливают силу тока I, создающую в трансформаторе потери, эквивалентные сумме потерь холостого хода Ро и короткого замыкания Рк:

а значение подводимого напряжения ин равно

Рис. 74. Схема испытания асинхронного двигателя с рекуперацией энергии в сеть:
ИД — испытуемый двигатель; Г и Д — соответственно генератор и двигатель постоянного тока; СГ — синхронный генератор.

Способ применим при потерях холостого хода, составляющих не более 30% Потерь короткого замыкания, так как при относительно больших потерях холостого хода обмотки трансформатора могут быть перегреты вследствие значительной перегрузки током и исказится картина теплового поля трансформатора.
Наиболее просто испытывать на нагрев синхронные генераторы, подключая их на работу параллельно с питающей сетью (при номинальной частоте вращения).
Несколько сложнее испытание на нагрев наиболее распространенных в сельском хозяйстве асинхронных электродвигателей. Для рекуперации энергии в сеть при их испытании необходимо иметь дополнительные машины.
На рисунке 74 приведена одна из возможных схем испытания асинхронного двигателя ИД на нагрев при помощи вспомогательных машин: генератора Г и двигателя Д постоянного тока и соединенного с сетью синхронного генератора СГ. Испытуемый электродвигатель будет потреблять из сети энергию, необходимую на покрытие потерь во всех машинах. Естественно, чем выше мощность испытуемого двигателя, тем относительно меньшим будет потребление энергии из сети и относительно большая доля ее будет рекуперирована.  
В объем испытаний трансформаторов входят также испытания бака и уплотнений на плотность при помощи избыточного давления или создания вакуума.

УКАЗАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

Требования к наладочному персоналу.

Каждый работник, принимающий непосредст­венное участие в наладочных, эксперимен­тальных и лабораторных работах по элект­рооборудованию, обязан:

• пройти медицинское освидетельствование;
• пройти проверку знаний и получить ква­лификационную группу по технике безопас­ности;
• получить вводный инструктаж и инструк­таж на рабочем месте по технике безопас­ности;
• изучить правила, действующие на объекте, касающиеся мер индивидуальной защиты и личной гигиены;
• освоить методику проведения соответству­ющих работ с учетом требований правил тех­ники безопасности по наладке электрообору­дования.

Лица, не достигшие 18-летнего возраста, не могут быть допущены к наладочным рабо­там в электроустановках.

Персонал пусконаладочных организаций, не имеющих практического опыта работы, на­ряду с обучением по технике безопасности обязан пройти стажировку в течение 3 — 12 смен. После окончания срока стажировки производится проверка знаний правил техни­ки безопасности.

Периодичность прохождения медицинско­го осмотра 1 раз в 2 года.

Повторная проверка знаний правил тех­ники безопасности проводится 1 раз в год, а также после каждого случая нарушения правил.

Проверка знаний наладчиков по правилам безопасности производится комиссиями, наз­начаемыми приказами или распоряжениями по организации. В состав комиссии входят: глав­ный инженер или его заместитель (председа­тель), инженер по технике безопасности, пред­ставитель профсоюзной организации. Предсе­дателем проверочной комиссии может быть также руководитель наладочного участка по поручению руководства.

Не допускается проведение экзаменов квалификационной комиссией в составе ме­нее 3 чел.

Изучение правил и инструкций по технике безопасности проводится персоналом наладчи­ков самостоятельно. Все работники должны быть обучены мерам оказания первой помощи при несчастных случаях. Для этого инженер по технике безопасности организует кратко­срочные семинары под руководством врача.

Персонал наладчиков, выполняющий на­ладочные работы в электроустановках, дол­жен:

знать «Правила техники безопасности при электромонтажных и наладочных работах», «Правила технической эксплуатации электро­установок потребителей и Правила техниче­ской безопасности при эксплуатации электро­установок потребителей» и гл. IV СНиП III-4-80 «Техника безопасности в строительст­ве» в объеме, соответствующем квалификаци­онной группе по технике безопасности;

иметь отчетливое представление об опас­ностях, возникающих при работе в электро­установках, и мерах предупреждения несчаст­ных случаев от поражения электрическим током;

уметь практически оказать первую по­мощь пострадавшему в случаях поражения электрическим током или другой производст­венной травмы, знать и уметь практически применять приемы искусственного дыхания.

Общие правила безопасности при выполне­нии наладочных работ. Наладочные работы, связанные с подачей напряжения, должны производиться не менее чем двумя лицами, одно из которых с квалификационной группой не ниже IV при работе в электроустановках выше 1000 В и не ниже III — при работе в электроустановках до 1000 В.

Руководитель наладочных работ (стар­ший прораб, прораб, старший инженер) перед началом наладочных работ на объекте обязан:

• проверить выполнение заказчиком техни­ческих и организационных мероприятий обес­печивающих безопасное ведение наладочных работ;
• ознакомиться сам и ознакомить наладчи­ков с правилами внутреннего распорядка на объекте и организовать общий инструктаж со стороны ответственного представителя заказ­чика;
• проверить срок удостоверения у каждого наладчика и при выдаче задания учитывать квалификационную группу исполнителя работ;
• провести инструктаж по технике безопас­ности на рабочем месте всего персонала, ра­ботающего под его руководством; проверить состояние защитных средств, которые будут применяться в процессе работы; выполнить необходимые мероприятия по технике безо­пасности на рабочих местах. В процессе работ осуществлять трехступенчатый контроль за соблюдением правил техники безопасности.

Особо следует обратить внимание налад­чиков на следующие указания действующих правил техники безопасности:

• запрещается для сборки схем применять столы с металлической рабочей поверхностью или с металлическим обрамлением, а также пользоваться металлическими подставками и лестницами;
• каждый наладчик обязан знать схему вре­менного и постоянного электропитания участ­ка производства наладочных работ и места отключения напряжения;
• при перерыве или окончании наладочных работ линия временного питания должна быть отключена;
• металлические корпуса переносных прибо­ров, аппаратов должны быть заземлены;
• перед подачей оперативного тока для на­ладки и опробования схем, управление кото­рыми производится из нескольких мест, должна быть устранена возможность управления с других мест, кроме одного;
• выводы силовых и измерительных транс­форматоров на все время работ (за исключе­нием времени, необходимого для измерения и испытаний) должны быть закорочены и на­дежно заземлены;
• предохранители в цепях трансформаторов напряжения и силовых трансформаторов на время наладочных работ должны быть сняты и должны храниться у наладчиков до включения уста­новки на рабочее напряжение;
• запрещается включать прибор последова­тельно в цепь вторичной обмотки трансфор­матора тока, находящегося в работе, не замк­нув обмотку накоротко при помощи токовых зажимов; неиспользованные вторичные обмот­ки трансформаторов тока должны быть на­дежно закорочены и заземлены;
• все работы, в том числе и работы, связан­ные с измерениями переносными приборами в установках, где введен эксплуатационный ре­жим, производят по наряду двумя наладчика­ми, одни. из которых должен иметь квалифи­кационную группу V по технике безопасности,
• выполнение всех мер безопасности несет руководитель наладочных работ.
• а другой — не ниже группы III при напряже­нии выше 1000 В. При этом оформляется со­ответствующая запись в «Журнале регистра­ции инструктажа по технике безопасности».

Ответственность за технику безопасности при совмещенном производстве наладочных и монтажных работ. Совмещенные монтажные и наладочные работы разрешаются в том слу­чае, когда исключается опасность поражения электрическим током монтажного и наладоч­ного персонала. Ответственность за общие ме­роприятия по технике безопасности несет ру­ководитель монтажных работ.

Исполнители-наладчики отвечают за соб­людение ими действующих правил техники бе­зопасности и инструкций, за достаточность и полноту принятых на рабочем месте и в рабо­чей зоне мероприятий, обеспечивающих собст­венную безопасность и безопасность окружаю­щих лиц.

При работах на действующих установках с частичным или полным снятием напряжения ответственность за выполнение требований безопасности работ несет служба эксплуата­ции заказчика.