книги из ГПНТБ / Комаров, А. Ф. Наладка и эксплуатация электрооборудования металлорежущих станков

нения металлокерамических контактов и надежного при­ водного механизма с фиксатором положения.

Ввиду простоты конструкций пакетные выключатели

ипереключатели не требуют какой-либо наладки. Ремонт пакетных выключателей сводится к замене износившихся частей новыми и зачистке контактов для удаления окислов

инагара. После ремонта необходимо убедиться в надеж­ ности контактных соединений и правильности собранной схемы.

3. Автоматические выключатели

Автоматические выключатели (автоматы) предназначены для защиты электрооборудования от перегрузок и корот­ ких замыканий, а также для не слишком частых комму­ таций электрических цепей. Автоматы обладают большой универсальностью, так как в зависимости от исполнения могут выполнять функции рубильников, выключателей, тепловых реле, реле максимального тока и минимального напряжения.

На металлорежущих • станках, установлены автоматы нескольких типов. Из них наиболее широко применяются автоматы А-3100, АК-63, ACT, АЕ-2000 и А-63. Конструк­ ции автоматов различны, но в каждом из них имеются общие узлы: контактная система, дугогасительные камеры, механизм привода, механизм свободного расцепления и элементы защиты — расцепители.

80

Контактная система является наиболее ответственной частью автомата. Она состоит из подвижных и неподвиж­ ных контактов, изготовленных на основе серебра. Такие контакты не свариваются при коротких замыканиях и надежно работают даже при отсутствии эксплуатационного ухода за ними. При номинальных токах до 200 А автоматы имеют одну пару контактов на полюс, а при больших токах — двухступенчатый контакт типа перекатываю­ щегося моста или пару главных и дугогасительных кон­ тактов. Дугогасительная камера обеспечивает надежное гашение дуги, возникающей при отключении короткого замыкания. Все автоматы, указанные выше, имеют руч­ ной привод; их включают рукояткой или кнопкой. С по­ мощью механизма свободного расцепления обеспечивается мгновенное замыкание и размыкание контактов со ско­ ростью, не зависящей от скорости движения рукоятки или кнопки.

Принцип работы механизма свободного расцепления заключается в следующем. При нормальном режиме работы автомата рычаги 3 и 4 занимают положение, ука­ занное на рис. 45. При чрезмерных перегрузках или то­ ках короткого замыкания толкатель 5 электромагнита или теплового реле ударяет по шарниру А и звено, со­ стоящее из рычагов 3 и 4, «ломается». Контакты 1 через рычаг 2 размыкаются, хотя ручка автомата 6 удерживается во включенном положении (рис. 45, б). При отключении автомата система рычагов занимает положение, указан­ ное на рис. 45, в и возвращает толкатель 5 в исходное положение.

В автоматы встраивают различные расцепители: тепло­ вые для защиты от перегрузок, электромагнитные для защиты от токов короткого замыкания и комбинирован-

Рис. 45. Механизм свободного расцепления автомата

81

установкой тока мгновенного сра­ батывания. Электромагнитные расцепители некоторых автоматов (ACT, АК-63) могут быть, кроме того, охаракте­ ризованы ампер-секундной характеристикой. У этих авто­ матов расцепители (при наличии замедляющего устрой­ ства) обеспечивают обратно зависимую от тока (как у пре­ дохранителей) выдержку времени при срабатывании.

Принцип действия жидкостного замедлителя поясняет рис. 46. Между полюсными наконечниками 4 электро­ магнита 2 размещается трубка 6, в которую вставлен плун­ жер 5 с пружиной 7. Трубка заполнена синтетической жидкостью, замедляющей движение плунжера. При пе­ регрузках якорь 1 втягивается внутрь катушки 3 в тот момент, когда плунжер, перемещаясь под действием пру­ жины 7, занимает положение, при котором обеспечивается необходимая магнитная индукция в воздушном зазоре. При малых токах перегрузки якорь втягивается в-момент, когда плунжер находится между полюсными наконечни­ ками, а при больших токах перегрузки — до подхода плунжера к полюсным наконечникам. При включении автомата, имеющего такой замедлитель, плунжер 5 вновь возвращается в исходное положение, а пружина 7 — взводится. Ток срабатывания электромагнитного расце­ пителя регулируют изменением силы нажатия пружины или числа витков катушки расцепителя.

Тепловой расцепитель аналогичен по конструкции и принципу действия тепловым реле. Тепловые расцепи­ тели характеризуются номинальным током и ампер-

82

секундной характеристикой. Вследствие неточности изго­ товления расцепители автоматов имеют большой раз­ брос характеристик срабатывания (от 15 до 30%), кото­ рый необходимо учитывать при выборе и эксплуатации.

При небольшой силе тока (до 50 А) тепловой расцепи­ тель делают с непосредственным подогревом биметалли­ ческой пластинки. Это дает возможность защиту от ко­ ротких замыканий выполнять на тепловом расцепителе, так как быстрое отключение автомата предохраняет биметаллическую пластинку от недопустимого перегрева. В этих случаях электромагнитный расцепитель не ставят. При силе тока 100 А и выше в автомат устанавливают либо электромагнитный расцепитель, либо комбиниро­ ванный. При силе тока свыше 50 А тепловые расцепители иногда выполняют с шунтом, поэтому через нагреватель­ ный элемент протекает только часть тока нагрузки. Комбинированные расцепители характеризуются номи­ нальным током, уставкой тока мгновенного срабатывания и ампер-секундной характеристикой. Они имеют те же недостатки, что и тепловые расцепители.

В некоторых случаях автоматы снабжаются дистан­ ционными расцепителями, представляющими собой обыч­ ный электромагнитный расцепитель, но получающий пи­ тание через аварийную кнопку «Стоп». При нажатии на эту кнопку через ее замыкающие контакты подается пи­ тание на катушку дистанционного расцепителя и послед­ ний отключает автомат. Для защиты электрооборудования станка от пониженного напряжения (менее 0,85 /71ЮМ) автоматы снабжают расцепителями минимального на­ пряжения, которые отключают автомат при напряжении питающей сети ниже 0,85 Д„ом.

В процессе эксплуатации возникает необходимость в ремонте и проверке автоматов. Наладка автомата может быть выполнена по следующей программе: внешний осмотр автомата; проверка состояния контактных соединений; проверка уставок срабатывания расцепителей; проверка сопротивления изоляции токоведущих частей; проверка надежности работы.

При внешнем осмотре обращают внимание главным образом на наличие и состояние основных частей автомата (подвижных и неподвижных контактов, гибких соедине­ ний, механизма свободного расцепления, рукоятки, дуго­ гасительных камер, расцепителей максимального тока, тепловых расцепителей и крепежных деталей). При не-

83

удовлетворительном состоянии деталей и основных узлов автомат ремонтируют в электроцехе. Следует иметь в виду, что на автоматах А-3160 и А-3110 невозможно заменить расцепители, поэтому при выходе из строя расцепителей приходится заменять весь автомат.

Опыт эксплуатации показал, что часто причиной не­ исправностей в электросхемах металлорежущих станков является окисление контактов электрических аппаратов (реле, пускателей, автоматов и переключателей). Состоя­ ние контактных соединений у автоматов проверяют перед сдачей электрооборудования станка в эксплуатацию после осуществления половины от допустимого числа отключе­ ний предельных токов короткого замыкания и при ре­ монтах. Определить по внешнему виду состояние кон­ тактов практически невозможно, так как очень часто бывает, что подгоревшее на вид контактное соединение при проверке оказывается хорошо приработанным, и его зачистка приводит к нарушению хорошего прилегания контактов, их перегреву и окислению, а в дальнейшем к выходу оборудования из строя.

Известны несколько способов контроля состояния кон­ тактных соединений. Наиболее широко распространен способ измерения милливольтметром падения напряжения на контактных соединениях при пропускании через них тока от источника постоянного тока напряжением 2—5 В. Испытание проводят следующим образом. Все испытуемые контактные соединения аппарата или ошиновки соеди­ няют последовательно, подают напряжение от источника постоянного тока и измеряют милливольтметром со щу­ пами падение напряжения на каждом контактном соеди­

При нормальном состоянии болтового или заклепоч­ ного контактного соединения падение напряжения на нем не должно превышать: для аппаратов с номинальной силой тока до 300 А — 2,5 ± 0,5 мВ, для аппаратов с номиналь­ ной силой тока свыше 300 А — 1,6 мВ. У автоматов А-3100, АК-63, ACT допускается падение напряжения на токоведущих частях до 70 мВ, а у автоматов А-63 — до 100 мВ.

При проверке контактов автоматов с тепловыми расце­ пителями устанавливают ток заведомо ниже тока расце­ пителя или пропускают ток, минуя расцепитель. Ток в первом случае не должен быть ниже 0,25 номинального

84

тока расцепителя, а падение напряжения приводится к номинальному значению тока контактного соединения

где U х — падение напряжения на контактном соединении

зачищают бархатным напильником или надфилем, после чего регулируют контакты и вновь проверяют падение напряжения.

Важными характеристиками контактов всех без исклю­ чения электрических аппаратов являются раствор кон­ тактов, провал (вжим) контактов и контактное давление. Для электрических аппаратов (в том числе и автоматов) в инструкциях по эксплуатации указывается величина раствора между разомкнутыми контактами и ее мини­ мальное значение. При уменьшении раствора ниже мини­ мально допустимого возникает опасность перекрытия контактов дугой при отключении токов короткого замы­ кания. Раствор между контактами измеряют с помощью мерительного инструмента (штангенциркуля, нутромера и т. п.). Раствор контактов для различных автоматов может колебаться от 8—10 мм у автоматов ACT до 30— 35 мм у автоматов А-3130.

Провал контактов (рис. 47) вследствие их обгорания

иизноса в процессе эксплуатации уменьшается, что при­ водит к уменьшению силы нажатия и росту переходного сопротивления на контактах. Значения величины провала

исилы нажатия контактов также приведены в инструкциях

ипаспортах на электрические аппараты. Для автома­ тов А-3160 величина провала контактов составляет 1— 1,2 мм, для автоматов А-3130 — 3,5 мм.

Контактное давление во время эксплуатации не должно выходить за пределы, указанные заводом-изготовителем, особенно в сторону уменьшения, так как при этом надеж­ ность электрических аппаратов резко снижается. Контакт­ ное давление измеряют динамометром (рис. 48). Между подвижным И неподвижным контактами помещают лист папиросной бумаги, крючком динамометра захватывают подвижный контакт и, оттягивая динамометр в напра­ влении, перпендикулярном оси пружины контакта, на­ блюдают показание динамометра в момент, когда лист

85

Рис. 48. Измерение нажатия контактов

бумаги можно будет удалить без заеданий. Сила нажатия в контактах должна быть в пределах 5—6 Н (0,5—0,6 кгс)

для автоматов А-63, А-3160; 8—12 Н (0,8—1,2 кгс) для автоматов ACT, АК-63, А-3110; 18—30 Н (1,8—3 кгс) —

для автоматов А-3120 и около 50 Н (5 кгс) для авто­ мата А-3130. При значительных отклонениях измеренной величины силы нажатия от указанных значений ее регу­ лируют контактной пружиной.

Тепловые расцепители автоматов проверяют следу­ ющим образом (рис. 49); включают автомат и устанавли­ вают по приборам токи во всех фазах равными 1,1 номи­ нального тока уставки расцепителя. Автомат не должен срабатывать в течение времени, которое приведено в тех­ ническом паспорте (обычно 1—2 ч). Затем увеличивают ток до 1,45 / ном (для автомата А-3130) или до 1,3 /,ю„ (для остальных автоматов). После этого автомат должен отключиться. Время срабатывания автоматов при ука-

А

Рис. 49. Схема проверки расцепителей автоматов

86

занных выше перегрузках также приведено в технических паспортах. При использовании этих чисел необходимо помнить, что они очень неточны, для каждого конкрет­ ного автомата возможны значительные отклонения вре­ мени и тока срабатывания: до 30% для А-3110 и 15% — у других автоматов. Кроме того, следует учитывать, что при температуре окружающего воздуха выше +20° С ток срабатывания уменьшается на 5—8%, а ниже +25° С— увеличивается на 4—7% на каждые 10° С.

Проверку тепловых расцепителей можно ускорить, если нагружать автомат током, в 2—3 раза большим номинального. При этом ток нагрузки должен подаваться во все фазы одновременно. Время срабатывания автома­

тов при различной кратности тока нагрузки k —

‘ном

по отношению к номинальному току уставки расцепителя приведено в табл. 12. Время срабатывания расцепителей определяют с помощью электрического секундомера или хронометра.

При одновременной нагрузке фаз автомата не может быть гарантирована надежная работа всех его тепловых элементов, поэтому, если значение тока и времени сраба­ тывания намного отличаются от приведенных выше ве­ личин, следует определять уставки тока срабатывания расцепителей первым методом.

При проверке автоматов, имеющих только электро­ магнитные расцепители, с целью уменьшения темпера­ турной погрешности из-за предварительного нагрева рас­ цепителя током нагрузки, устанавливают первоначальный ток нагрузки равным 70% тока уставки для автомата А-3110 и 85% — для остальных автоматов. Затем с по­ мощью нагрузочного устройства поднимают ток до тех пор, пока автомат не отключится. Сила тока срабатывания автомата не должна превышать значения 1,3 номиналь­ ного тока уставки расцепителя (для автомата А-3110) и 1,15 — для других автоматов. При несоответствии уста­ вок автоматов приведенным выше значениям регулируют расцепители или заменяют автоматы на новые.

При проверке автоматов, имеющих комбинированные расцепители, рекомендуется пользоваться «эквивалентом» (или эталоном). Эквивалент изготовляют из проводника необходимого сечения, его сопротивление должно быть равно сопротивлению одного полюса автомата, т. е. сумме сопротивлений теплового и электромагнитного рас-

87

Таблица 12

88

целителей и контактов. Подключают эквивалент к нагру­ зочному устройству через амперметр. С помощью нагру­ зочного устройства устанавливают ток в цепи эквива­ лента на 30% ниже тока уставки для автомата А-3110 и на 15% для других автоматов. Затем вместо эквива­ лента к нагрузочному устройству подключают по очереди полюсы автомата, при этом не должно происходить отклю­ чение автомата. При неудовлетворительных результатах предыдущего опыта устанавливают ток, протекающий через эквивалент, равным по величине 1,3 номинального тока уставки расцепителя для автомата А-3110 или 1,15 — для остальных автоматов.

Поочередным подключением к нагрузочному устрой­ ству полюсов автомата убеждаются в надежности сраба­ тывания автомата. Для того чтобы убедиться, что сраба­ тывание произошло именно благодаря электромагнитному расцепителю, необходимо произвести включение автомата сразу же после испытания, пока нагреватели теплового элемента еще не остыли. В том случае, если отключение автомата произошло от электромагнитного расцепителя, автомат включится.

Во время первичной наладки, а также в процессе экс­ плуатации необходимо проверять сопротивление изоляции токоведущих частей автомата мегомметром на 500 или 1000 В. Сопротивление изоляции контактных соединений и токоведущих шин автомата перед установкой должно лежать в пределах 10—20 МОм в зависимости от типа автомата. После прогрева током нагрузки в течение 5—8 ч сопротивление изоляции токоведущих частей автомата обычно снижается до 5—6 МОм.

Изоляцию токоведущнх частей автоматов проверяют совместно с другими электрическими аппаратами, свя­

за эксплуатацию энергохозяйства. При этом величина сопротивления изоляции должна быть не менее

0,5 МОм.

Работоспособность автоматов проверяют после уста­ новки их в шкаф путем многократного включения и от­ ключения. При этом привод автомата должен надежно фиксироваться во включенном и отключенном положениях,

аконтактная система осуществлять надежное замыкание

иразмыкание всех фаз автомата одновременно.

89