2991

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный

технический университет»

С. А. Горемыкин, Н. В. Ситников

МОНТАЖ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Практикум

Воронеж 2020

ВВЕДЕНИЕ

Издание предназначено для студентов, обучающихся по направлению 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» и изучающих дисциплину «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования».

Практикум составлено с использованием материалов источников, указанных в библиографическом списке.

Издание включает четыре главы, заключение, библиографический список

иприложение.

Впервой главе представлены основные требования по монтажу и эксплуатации разборных и неразборных контактных соединений.

Во второй главе рассматриваются требования к монтажу и эксплуатации электрических аппаратов и установочной арматуры электропроводки двухкомнатной квартиры.

Втретьей главе даётся описание порядка монтажа и эксплуатации электрооборудования низковольтных трехфазных электрических сетей.

Вчетвертой главе показаны условия монтажа и эксплуатации воздушных линий электропередачи.

3

РАБОТА № 1

МОНТАЖ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ РАЗБОРНЫХ И НЕРАЗБОРНЫХ КОНТАКТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1)закрепить теоретические знания в части номенклатуры марок проводов, кабелей, электроустановочной арматуры и специализированного электроинструмента;

2)получить практические навыки по разделке проводов и кабелей, выполнению разборных и неразборных контактных соединений.

1. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ

1.1.Классификация проводов и кабелей

Проводом называют металлический проводник электрического тока, состоящий из одной или нескольких токопроводящих жил (ТПЖ), не имеющих отдельной изоляции каждой ТПЖ. Токопроводящая жила может состоять из одной проволоки – однопроволочная ТПЖ; или из нескольких проволок, скрученных вместе – многопроволочная ТПЖ. Провода с многопроволочными токопроводящими жилами обладают большей гибкостью, по сравнению с проводами, имеющими однопроволочные ТПЖ. Следует отметить, что токопроводящие жилы изготавливаются из меди и алюминия.

В зависимости от назначения, провода разделяют:

1)установочный провод – провод, применяемый для передачи электрической энергии в силовых и осветительных электросетях при неподвижной прокладке на открытом воздухе и внутри помещений;

2)электрический шнур – провод с изолированными жилами повышенной гибкости, служащий для электрического соединения с подвижными устройствами.

В зависимости от наличия изоляции, провода классифицируют:

1)голый провод – провод, у которого поверх токопроводящих жил отсутствуют изолирующие или защитное покрытие (А, АС);

2)изолированный провод – провод, покрытый изоляцией (из резины, поливинилхлорида (ПВХ) или полиэтилена) поверх токопроводящих жил.

Провода по предохранению от механических повреждений, классифици-

руют:

1)незащищенный изолированный провод – провод, не имеющий оболочку поверх электрической изоляции жил (АППВ, АППР, АПРТО);

2)защищенный изолированный провод – провод, имеющий оболочку поверх электрической изоляции жил (АПРН, ПРВД, АПРФ).

4

Оболочка предназначена для герметизации, а также защиты от внешних воздействий, изолированных токопроводящих жил провода.

Маркировка проводов:

первая буква в маркировке провода указывает материал токоведущей жилы (А – алюминий). Если буква «А» отсутствует в маркировке, то токоведущая жила выполнена из меди. Вторая буква в маркировке провода «П» – провод. Третья буква указывает материал изоляции провода (Р – резина, В – поливинилхлорид, П – полиэтилен). В целях наиболее полного описания в маркировке проводов и шнуров могут встречаться следующие буквы: О – оплётка, Т – для прокладки в трубах; П – плоский с разделительным основанием, Г – гибкий. Далее в маркировке следуют цифры, характеризующие площадь поперечного сечения провода (в мм2).

Кабелем называется одна или несколько изолированных (покрытые изоляцией из резины, ПВХ или полиэтилена) токопроводящих жил, заключенных в общую, герметичную оболочку. Кабели выполняют с медными и алюминиевыми токопроводящими жилами; могут быть как однопроволочными, так и многопроволочными.

В зависимости от назначения, кабели классифицируют:

1)силовые – предназначены для передачи электроэнергии в осветительных и силовых электроустановках. Кроме перечисленного, силовые кабели применяют в тех случаях, когда их использование экономически и (или) технически целесообразнее, чем использование провода;

2)контрольные кабели – предназначены для выполнения цепей контроля

исигнализации, а также для подключения электрических приборов и аппаратов.

В зависимости от количества жил, силовые кабели классифицируют:

1)одножильные;

2)двухжильные;

3)трехжильные;

4)четырехжильные;

5)пятижильные.

Маркировка кабелей: первая буква в маркировке силового кабеля указывает материал токоведущей жилы (А – алюминий). Если буква «А» отсутствует в маркировке, то токоведущая жила выполнена из меди. Далее следует буква, указывающая материал и конструкцию оболочки: С – свинец; А – алюминий; АШ – алюминий со сварным швом; СТ – сталь гофрированная; В – ПВХ; П – полиэтилен; Пс – полиэтилен самозатухающий; Н – найритовая резина; Г – оболочка кабеля – его последний конструктивный элемент. Далее следуют буквы, характеризующие изоляцию жил: Р – теплостойкая резина; В – ПВХ пластикат; П – полиэтилен; Ц – бумага, пропитанная нестекающей массой церезина. Бумажная изоляция не имеет буквенного обозначения. Далее следуют буквы, описывающие защитное покрытие: А – асфальтированный; Б – броня из двух стальных лент; П – плоская стальная оцинкованная проволока; К – круглая

5

стальная оцинкованная проволока; Шп – шланг полиэтиленовый защитный; Шв

– шланг защитный, поливинилхлоридный; Г – голый. Цифры за буквенным обозначением указывают количество жил кабеля и их сечение (в мм2).

Следует отметить, что электропроводка должна обеспечивать возможность легкого распознавания по всей длине проводников по цветам. Кабели и провода должны быть с цветовой маркировкой жил: нулевой рабочий – синего цвета; нулевой защитный – желто-зеленого; фазные – серый, черный, коричне-

вый [1].

1.2. Разборные и неразборные контактные соединения

Надежная работа электроустановок в значительной степени зависит от качества выполнения соединений и ответвлений, а также оконцевания и присоединения к ним проводов и кабелей.

Ко всем видам контактных соединений предъявляются следующие требования:

1)соединение должны быть механически прочным;

2)значение сопротивления контактного соединения должно быть соизмеримо со значением сопротивления данного материала на целом участке цепи;

3)соединение должно оставаться исправными в условиях частых нагревов и охлаждений вследствие изменения токов нагрузки и температуры окружающей среды.

Различают разборные и неразборные контактные соединения токоведущих жил проводов и кабелей.

1.2.1. Разборные контактные соединения

Разборные соединения широко применяются в силовых и осветительных электроустановках для включения в сеть бытовых электроприемников, электроинструментов и т.д.

Разборные соединения бывают:

1)штепсельные;

2)болтовые и винтовые.

Всетях бытовых электроприемников наибольшее распространение получили двухполюсные и трехполюсные штепсельные розетки с вилками различных форм и исполнений.

Вустройствах автоматики для выполнения разборных соединений проводов и кабелей с приборами и другими элементами применяются штепсельные разъемы.

Основными элементами разъемов является блочная часть или колодка, закрепляемая на электроустановке и вилка, расположенная на конце кабеля или провода. Колодка или розетка снабжена гнездами, а вилка штырьками. При установке разъемов необходимо помнить о том, что напряжение сети следует

6

подводить к гнездам, при этом штырьки не должны находится под напряжением.

По форме корпуса, штепсельные разъемы (ШР) разделяют на прямые и угловые, а также на цилиндрические и прямоугольные. По исполнению на герметичные и негерметичные.

В ШР предусматривают зажимы для прочной фиксации жгута из провода или кабеля.

Болтовые и винтовые разборные соединения используют в основном для присоединения жил проводов и кабелей непосредственно к выводам электрооборудования, а также для соединения и ответвления проводов от магистральных линий без их разрыва, например, при помощи сжимов. Сжим имеет в своем составе переходную пластинку, что дает возможность выполнять соединения токоведущих жил различных материалов, а также различных сечений.

При эксплуатации болтовые и винтовые контактные соединения испытывают напряжение, которое со временем ослабевает, поэтому, для обеспечения плотности контакта под головку стяжного болта или винта подкладывают пружинящую шайбу. На соединениях подверженных вибрации устанавливают контргайки.

При соединении алюминиевых и медных однопроволочных жил проводов кабелей сечением до 10 мм2 болтовые и винтовые зажимы должны иметь в своем составе ограничивающую шайбу-звездочку либо иное устройство препятствующие «выдавливанию» жилы из-под головки винта контактного зажима, а также разрезную пружинящую шайбу.

К контактным выводам жилы присоединяют по следующей последовательности:

определяют длину жилы необходимую для образования колечка, снимают изоляцию для жил сечением до 4 мм2 при помощи клещей КСИ, КУ1. При большой площади сечения необходимо снимать ножом, который располагают к поверхности провода под углом 10-15°. При этом нож должен скользить по поверхности жилы не повреждая её. Далее, при необходимости, жилы зачищают наждачной бумагой до металлического блеска и смазывают кварцевазелиновой пастой. Молотый кварц, входящий в состав пасты, разрушает окисную пленку, улучшая электрический контакт, а вазелин защищает механическое соединение от коррозии.

Выполняют изгиб конца жилы колечком по диаметру винта, выбирают шайбу-звездочку и пружинящую шайбу.

Для проводов сечением до 4 мм2 используют винты М4-М6, и шайбы звездочки диаметром 8.5-10.5 мм. Для жил сечением 6-10 мм2 используют винты М6-М8 и шайбы звездочки с наружным диаметром 12-16 мм. Далее присоединяют провод, направив изгиб кольца по часовой стрелке, винт затягивают до смыкания концов пружин, шайбы в зазоре. Поверхность зажимов, не имеющих гальванического покрытия, предварительно облуживают припоями марок ПОС.

7

Медные однопроволочные жилы, сечением до 10 мм2, присоединяют к плоским медным выводам с предварительной их зачисткой и оформлением в кольцо. Между головкой винта и жилой устанавливают шайбу-звездочку и пружинящую шайбу.

Медные многопроволочные жилы, сечением до 10 мм2, присоединяют к выводам электрооборудования после оконцевания жил наконечником, либо путем предварительного оформления в кольцо с последующей опайкой, при этом между наконечником устанавливают только пружинящую шайбу.

В настоящее время применяют следующие неизолированные наконечники для оконцевания жил проводов и кабелей:

1)ТМ (Т – труба, М – медь) – наконечник из сплющенной медной трубы, имеющий отверстие для присоединения под болт. Предназначен для оконцевания методом опрессовки медных жил проводов и кабелей;

2)ТМЛ (Т – труба, М – медь, Л – луженый) – отличается от наконечника ТМ наличием луженого электролитического покрытия медной трубы;

3)ТА – (Т – труба, А – алюминий) – наконечник из сплющенной алюминиевой трубы, имеющий отверстие для присоединения под болт. Предназначен для оконцевания методом опрессовки алюминиевых жил проводов и кабелей;

4)ТАМ (Т – труба, А – алюминий, М – медь) – наконечник из сплющенной алюминиевой трубы с медным напылением контактной части, имеющий отверстие для присоединения под болт;

5)ПМ (П – пайка, М – медь) – наконечник из трубы, имеющей олововисмутовое луженое электролитическое покрытие. Предназначены для оконцевания пайкой или опрессовкой медных жил кабелей и проводов;

6)НШП (Н – наконечник, Ш – штифтовой, П – плоский) – наконечник из трубы, имеющей олово-висмутовое электролитическое покрытие. Предназначены для оконцевания методом опрессовки медных жил кабелей.

Кроме того, применяют следующие изолированные наконечники для оконцевания проводов:

1)НКИ (Н – наконечник, К – кольцевой, И – изолированный) – предназначены для оконцевания методом опрессовки многопроволочных гибких медных жил проводов;

2)ВНКИ (В – виброустойчивый, Н – наконечник, К – кольцевой, И – изолированный) – предназначены для оконцевания методом опрессовки медных жил проводов;

3)НВИ (Н – наконечник, В – вилочный, И – изолированный) – предназначен для оконцевания методом опрессовки медных жил проводов;

4)НИК (Н – наконечник, И – изолированный, К – крюковой) – предназначен для оконцевания методом опрессовки многопроволочных медных жил проводов;

5)НШПИ (Н – наконечник, Ш – штифтовой, П – плоский, И – изолированный) – предназначен для оконцевания методом опрессовки многопроволочных медных жил провод.

8

6)НШКИ (Н – наконечник, Ш – штифтовой, К – круглый, И – изолированный) – предназначен для оконцевания методом опрессовки медных жил провод.

7)НШВИ (Н – наконечник, Ш – штыревой, В – втулочный, И – изолированный) – предназначены для оконцевания методом опрессовки многопроволочных гибких медных жил проводов.

Соединения медных и алюминиевых проводов электропроводок, сечени-

ем до 2.5 мм2, с медными проводниками осветительной арматуры выполняют при

помощи винтовых изолированных контактных зажимов ЗВИ (люстровых зажимов). Кроме того, для выполнения соединений в осветительных установках допускается использовать безвинтовые клеммы с пастой (типа WAGO 773, WAGO 222) и соединители «скрутка» проводов (типа СИЗ).

Следует отметить, что затяжку болтов и гаек на контактных соединениях рекомендуется выполнять гаечным ключом с регулируемым усилием момента затяжки.

1.2.2. Неразборные контактные соединения

Неразборные контактные соединения используются для соединения токоведущих жил проводов и кабелей между собой. Основные виды неразборных соединений – опрессовка, сварка и пайка.

1. Опрессовка Выполняется ручными клещами либо прессом механическим, пиротех-

ническим, гидравлическим, с помощью сменных пуансонов и матриц, которые выбирают по диаметру трубчатой части наконечника, либо соединительной гильзы.

В настоящее время применяют следующие электромонтажные гильзы для соединения жил проводов и кабелей:

1)ГАО (Г – гильза, А – алюминиевая, О – для соединения опрессовкой) – предназначены для соединения методом опрессовки алюминиевых жил кабелей;

2)ГМ (Г – гильза, М – медная) – предназначена для соединения методом опрессовки медных жил проводов и кабелей;

3)ГАМ (Г – гильза, А – алюминий, М – медь) – предназначена для соединения методом опрессовки алюминиевых и медных жил проводов и кабелей.

Различают два способа опрессовки: методом местного сдавливания, либо

методом сплошного обжатия. К примеру, опрессовку для однопроволочных алюминиевых жил сечением 2.5-10 мм2 выполняют в гильзах ГАО 4, 5, 6, 8 (цифры указывают длину контактного стержня в мм) которые выбирают в соответствии с сечением соединяемых жил.

Опрессовку выполняют в следующей последовательности: выбирают гильзу, зачищают концы жил на длину 20-30 мм в зависимости от типа гильзы.

9

Зачищают жилы и смазывают внутреннюю поверхность гильзы кварцевазелиновой пастой. Далее, вставляют жилы в гильзу. При суммарном сечении соединяемых жил меньше сечения гильзы, внутрь гильзы помещают проволоки из того же материала и производят опрессовку до полного соприкосновения пуансона с матрицей.

2. Сварка Различают следующие виды: электродуговая контактным разогревом,

термитная, газовая.

При оконцевании и соединении алюминиевых жил сваркой, применяют флюс ВАМИ, который предназначен для удаления оксидной пленки с поверхности жил и для защиты поверхности от последующего окисления. Перед сваркой данный флюс наносят тонким слоем на поверхность соединяемых жил.

Оконцевание и соединение выполненные сваркой, во избежание коррозии покрывают слоем влагостойкого лака, а затем изолируют лентой, покрывая лаком каждый её слой. Материал лака выбирают в зависимости от материала изоляции токоведущих жил.

3. Пайка Применяется в тех случаях, когда отсутствует возможность выполнения

сварки или опрессовки. Пайку выполняют либо при помощи пропанокислородной горелки, либо при помощи электропаяльника.

Для пайки алюминиевых жил используют припои марок ЦА-15 (припой цинково-алюминиевый, содержит 85% цинка и 15% олова) и ЦО-12 (припой цинково-оловянный, содержит 88% цинка и 12% олова.

Для пайки медных жил используют припои марок ПОС различных моди-

фикаций (ПОС-30, ПОС-40, ПОС-61, ПОС-90, ПОССу-61-0.5, ПОССу-40-0.5 и

т.д.). Наибольшее распространение для пайки медных проводов и кабелей получил припои ПОС-40 и ПОС-61.

Пример расшифровки маркировки припоев:

1) ПОС-30 – припой оловянно-свинцовый, содержит 30% олова и 70% свинца;

1) ПОССу-61-0.5 – припой оловянно-свинцовый сурьмянистый, содержит 61% олова, 0.5% сурьмы и 38.5% свинца.

Следует отметить, что для расключения жил кабелей в распределительных коробках, используются следующие виды неразборных контактных соединений: опрессовка, пайка и электродуговая сварка контактным разогревом.

1.3. Классификация электромонтажного инструмента

Номенклатура электромонтажного инструмента достаточно многообразна и определяется назначением и условиями применения. Рассмотрим наиболее распространенное электромонтажное оборудование и инструменты, которые используются при выполнении лабораторных работ.

10