Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Жгуты и коммутационная аппаратура. Учебное пособие
.pdf
энергию для преодоления поверхностной силы сцепления или при деформации поля и возникновения туннельного эффекта.
Исследования катушек. После того как прозвонкой катушки уста-
новлен обрыв ее обмотки или замыкание на корпус или якорь, проверяются контакты ввода в катушку и при их исправности производится разматывание ее провода и определение места дефекта.
При разматывании провода обращается внимание на рядность обмотки (отсутствие перехлеста витков), на наличие (отсутствие) провала
крайних витков, на наличие правильности положения изоляционной междурядной прокладки, на наличие изоляции крайних витков от корпуса, на
отсутствие коррозионных поражений провода обмотки, на отсутствие механических или термических повреждений изоляции провода.
После установления места разрыва обмоточного провода и выдвижения версии возможной причины обрыва производится исследование условий работы
агрегата на ЛА: его расположение относительно источников
повышенной температуры, возможности попадания влаги, ГСМ и других
жидкостей на агрегат. Если окажется, что отказавший агрегат работает в
особых условиях (повышенной температуры, повышенной влажности,
возможности попадания в его полость ГСМ, пыли и т.п.), то целесообразно
провести эксперимент на такого типа агрегате, полностью соблюдая
усло-
вия, в которых он работает.
Поскольку одной из причин перегорания провода обмотки катушки
может быть перенапряжение в сети, то необходимо проверить нити самолетных ламп. Известно, что в случае перенапряжения в сети в первую очередь перегорают нити самолетных ламп; если нити самолетных ламп целы,
значит, перенапряжения в сети
не было.
Провести анализ статистики отказов этого типа агрегата в неблагоприятных условиях в таких же агрегатах, но в других условиях или на других типах ЛА. Установить, что именно отрицательно влияет на работоспособность агрегата. Если же аналогичные дефекты возникают независимо
от условий работы и типа ЛА, то это свидетельствует
о конструктивном
недостатке самого агрегата.
Для определения причины заедания якоря в каркасе катушки необходимо произвести тщательный анализ поверхностей контактирования
якоря и катушки, обращая внимание на места приработки в виде засветлений, на места задиров и налипания постороннего материала, на возможные
отслаивания хромового покрытия или места скопления продуктов коррозии
или других веществ.
Спектральным анализом определяют материал отложений или налипаний с тем, чтобы определить природу их образования.
Если признаков попадания посторонних частиц в зазор между якорем и каркасом катушки не имеется, то следует проверить геометрические
71
размеры каркаса катушки и якоря и возможные искривления оси каркаса
катушки. Для этого изготавливают специальный калибр, длина которого
должна быть не менее длины каркаса катушки, а диаметр равен диаметру
якоря. Заедание калибра в каркасе катушки будет свидетельствовать об искривлении ее оси. Обычно в этом случае обнаруживается деформация латунного
кольца, разъединяющего магнитное поле катушки.
Исследование контактов. Если радиографический контроль или
контроль замкнутых (разомкнутых) контактов выявил какой-либо дефект,
последовательность дальнейших операций исследования зависит от предполагаемой версии отказа.
При нарушении контакта (при наличии признаков возможного нарушения контакта) без нарушения или деформации деталей контактной
группы проводятся работы, которые можно провести только на собранном
агрегате. К таким работам
, например, относится определение контактного
давления. В тех агрегатах, где нет доступа к контактам, в корпусе высверливается отверстие диаметром 6 мм со стороны, противоположной неподвижным контактам (приняв необходимые меры предосторожности, чтобы
стружка не попала во внутреннюю полость), и через него с помощью проволочного крючка и динамометра измеряется усилие размыкания
контакт-
ных пар.
Если в замкнутых контактах цепь разомкнута, то не исключено, что
между ними находится посторонняя неметаллическая частица. В этом случае лучше осмотреть контакты в замкнутом состоянии, так как при разборке системы контактов они разомкнутся, и посторонняя частица может выпасть. Таким образом, прямого доказательства уже не будет
.
Для того чтобы осмотреть замкнутые контакты, нужно вскрыть полость контактов. Если имеется крышка, то снять крышку; если крышки
нет, необходимо вскрыть с помощью фрезы одну из стенок корпуса, на которой нет крепления механизма контактов. При вскрытии стенки обеспечить исключение попадания стружки во внутреннюю полость.
Обнаруженные посторонние частицы
между контактами в первую
очередь фотографируются и в дальнейшем исследуются с целью определения природы их образования: либо это продукты износа пластмассовых
деталей, либо это скол деталей или корпуса, либо это отслоившаяся пленка
лакокрасочного покрытия. Известно, что нарушения контактирования
могут вызвать частицы толщиной более 50 микрон.
Если посторонние частицы не обнаружены между
контактами и в их
полостях, то производится разборка контактной группы (должно быть
предварительное исследование кинематики механизма в собранном виде) и
исследование технического состояния контактов. При наличии пленки
на контактах определяется природа ее образования и компоненты материалов, из которых она состоит. Производится исследование материалов дета-
72
лей и изоляции проводом, лакокрасочного покрытия, клея и смазки, находящихся в закрытой полости контактов. Все эти материалы могут выделять
органические пары, которые под воздействием электрической дуги при
размыкании контактов (5…50 000 К) коксуются, образуя токонепроводящую пленку.
Известно, что токонепроводящие пленки преимущественно образу-
ются на контактах при коммутации электрических цепей с
индуктивным
характером нагрузки. В связи с этим необходимо провести анализ электрической схемы, в которой работает исследуемая группа контактов.
Если предварительной проверкой выявлено неразмыкание контактов,
а рентгенография не выявила разрушений деталей контактной группы и
механизма, то в полости или на контактах следует искать посторонние металлические частицы, которые могли образоваться вследствие
износа деталей и образования заусенцев либо вытекания припоя из мест соединения
токопроводов контактов.
Оценка работоспособности скользящих контактов может быть произведена путем измерения диапазона колебаний амплитудных значений
переходного сопротивления по длине контактной дорожки.
Оптимальным режимом контроля качества контактирования скользящих контактов является ток силой 1 мА при перемещении щетки по
контактной дорожке со скоростями в пределах 2…20 мм/с. Величина силы
тока выбрана из следующих соображений: применение при контроле стабильного тока даже 10 мА может быть причиной падения напряжения на
отдельных участках на величину более 900 мВ, тогда как пробой пленки
может наступить при 100 мВ.
Исследование кинематики. Как правило, рентгенографический кон-
троль однозначно выявляет неисправности кинематики контактной пары.
Проверяемый агрегат следует устанавливать в положение, при котором
плоскость снимка совпадала бы с плоскостью движения кинематики. Рентгенографический контроль проводится при всех положениях кинематики
либо включением ручки тумблера, нажатием штока концевого выключателя, либо подключением питания к обмотке реле или
контактора.
Для визуального анализа кинематики в сборе производится вскрытие
полости контактной пары (путем снятия крышки или вырезки стенки корпуса). Эта операция позволит провести фотографирование механизма в
сборе при различных положениях ручки или кнопки и визуально определить причину его отказа.
При обнаружении продуктов коррозии на деталях главным направлением
работы в этом исследовании становится определение путей попадания влаги в полость механизма. Для этого необходимо проанализировать
пути проникновения влаги в полость, где устанавливается агрегат, по сборочным чертежам определить, в каком положении он должен стоять, затем
73
сравнить с его фактическим положением (бывают ошибки в установке агрегатов). Провести анализ путей проникновения влаги в полость самого
механизма.
Метод определения функционального состояния электромагнитных коммутационных аппаратов (ЭМКА) в момент столкновения ЛА
с препятствием по магнитному состоянию их магнитопроводов.
В основу метода определения функционального состояния ЭМКА
положены следующие принципы:
1) ЭМКА, находящийся в момент воздействия ударной нагрузки под
током, имеет такую же величину остаточной магнитной индукции своего
магнитопровода, какую бы он имел после обесточивания при том же
напряжении на обмотке с нормальным отпаданием якоря без воздействия
ударной нагрузки. Это обусловлено
компенсацией возникающего в процессе ударной нагрузки магнитоупругого эффекта в магнитопроводе
напряженностью поля, создаваемого током обмотки реле.
2) ЭМКА, находящийся в обесточенном состоянии в момент воздействия ударной нагрузки, воспринимая ее, снижает свою первоначальную
остаточную индукцию в зависимости от величины ударного импульса
вследствие возникающего в магнитопроводе так называемого «шокэффекта».
Процедура
определения функционального состояния ЭМКА, предшествующего моменту столкновения ЛА с препятствием, состоит из четырех этапов.
Первый этап включает в себя процедуру анализа процесса разрушения ЛА в результате авиационного происшествия с целью определения характера воздействия внешних факторов на ЭМКА. При этом производится
сопоставление данных объективного контроля и анализа зарисовки
разбора
деталей и агрегатов ЛА с результатами исследований деталей и агрегатов
для установления количественных параметров воздействовавших факторов.
Второй этап заключается в определении фактического магнитного
состояния магнитопровода исследуемого ЭМКА: остаточной магнитной
индукции магнитопровода в целом и коэрцитивной силы; остаточной магнитной индукции отдельных деталей магнитопроводов; магнитной индукции в воздушном зазоре
между якорем и сердечником (если имеется доступ к воздушному зазору); напряженности магнитного поля рассеяния в
отдельных, наиболее информативных точках вокруг магнитопровода
ЭМКА (как со снятым кожухом, так и без снятого, если имеется возможность экранировать внешние магнитные поля в процессе измерений); изменения магнитной индукции магнитопровода при использовании обмотки
ЭМКА
в качестве измерительной.
Третий этап состоит в получении эталонных магнитных состояний
магнитопровода, принятого за эталон однотипного ЭМКА при имитации
74
воздействия па него наиболее значимых внешних факторов, имевших
место в результате авиационного происшествия. Магнитную подготовку
магнитопровода перед воздействием внешних факторов производят путем
включения ЭМКА на номинальное напряжение и последующего обесточивания путем разрыва цепи при соответствующем напряжении с нормальным отпаданием якоря.
Четвертый этап представляет собой сравнение (с учетом ошибок
измерений) магнитного состояния магнитопровода исследуемого аварийного
ЭМКА с полученными эталонными магнитными состояниями магнитопровода, принятого за эталон однотипного ЭМКА при воздействии на него
наиболее значимых внешних факторов. По близости к тому или иному эталонному магнитному состоянию с учетом погрешности измерения судят о
функциональном состоянии ЭМКА: была ли его обмотка
под током или
была обесточена, соответственно, был ли якорь его замкнут с сердечником
или был разомкнут (при условии исправности кинематики).
11. КОНТРОЛЬ И ИСПЫТАНИЯ ЗАЩИТНОЙ АППАРАТУРЫ
Надежность и бесперебойность электроснабжения оборудования ЛА
во многом зависит от аппаратуры защиты. В качестве такой аппаратуры
используют автоматы защиты многоразового действия и предохранители,
которые предназначены для защиты электрических цепей от перегрузок и
коротких замыканий с определенной выдержкой времени.
Под номинальным током автомата защиты или предохранителя понимают ток, который он
выдерживает неограниченно долго и не разрывает
цепь в случае кратковременного возрастания тока при пиках нагрузки.
Значение номинального тока указывается на аппарате защиты.
Автоматы защиты сети используют в цепях постоянного и трехфазного токов. По конструктивному исполнению они подразделяются на следующие типы:
автоматы со свободным расцеплением (АЗР, АЗРГ, A3K1M), ко-
торые срабатывают при токовых перегрузках независимо от того, удерживается ручка управления в положении «Вкл.» или нет;
автоматы без свободного расцепления (АЗС, АЗСГ, АЗФ1,
АЗФМ, A3, АЗ3, АЗД3, AЗ1), которые не размыкают цепь при токовых перегрузках, если ручка удерживается в положении «Вкл.».
Одновременно с защитой сети автоматы типов АЗР, АЗРГ, АЗС,
АЗСГ, АЗФ1, АЗФМ, A3, АЗ3, АЗДК-150, АЗД3-100УК используются в
качестве выключателей. Включение и отключение электрической цепи
этими
автоматами осуществляется с помощью рукоятки, автоматами типа
АЗД3-100 – с помощью кнопки.
75
Автоматы АЗС, АЗРГ, АЗР, АЗ1, AЗ предназначены для работы в
цепях постоянного тока напряжением до 30 В, автоматы АЗ3, АЗФМ,
АЗФ1, АЗД3 – для работы в цепях переменного тока напряжением до
220 В и частотой 400 Гц, автоматы АЗК1М – для работы в цепях постоянного и переменного токов.
Автоматы защиты сети представляют собой
выключатели с чувствительным биметаллическим элементом, обеспечивающим автоматическое
отключение защищаемой цепи. В зависимости от номинального тока автоматы изготавливаются в трех вариантах: с термобиметаллическим расцепителем без тормоза, с термобиметаллическим расцепителем с тормозом,
комбинированные – с термобиметаллическим расцепителем без тормоза и
электромагнитным расцепителем.
Основное назначение биметаллического тормоза – увеличение вре-
мени срабатывания
автомата при прохождении через него кратковременных повышенных пусков токов. Для защиты биметаллического расцепителя и контактов автомата от значительных токовых перегрузок и токов короткого замыкания в конструкции автоматов на 20 А и более предусмотрен
электромагнитный расцепитель. При токах (5...20) I
якорь электромагнита
н
притягивается к ярму и освобождает рычаг запирающего механизма, контакты разрывают цепь, а рукоятка автомата переходит в положение «Выключено».
Обозначения автоматов защиты расшифровываются следующим
образом: А – автомат, З – защиты, С – без свободного расцепления, Р – со
свободным расцеплением, Г – в герметичном корпусе, Ф – для цепей переменного тока, К – для кабин с красным светом. Цифры у наименований автоматов защиты обозначают номинальный ток. Пример обозначения –
АЗРГК-50.
Предохранители являются аппаратами защиты одноразового дей-
ствия. В зависимости от времени срабатывания они подразделяются на
инерционные и малоинерционные.
Инерционные предохранители типа ИП предназначены для защиты
электрических цепей от опасных по значению и времени токовых перегрузок и токов короткого замыкания. Используются в сетях постоянного тока
напряжением до 30 В.
Предохранители типа ИП – комбинированные, то есть имеют плавкий и нагревательный элементы. Это обеспечивает мгновенное срабатывание при коротких замыканиях в сети
или срабатывание с определенной
выдержкой времени при незначительном превышении номинального тока
в сети.
Ток срабатывания предохранителей типа ИП равен 1,2…1,4 номи-
нального в эксплуатационном диапазоне температур и давления.
76
Малоинерционные предохранители типа ПМ предназначены для
защиты электрических цепей от токов короткого замыкания и токовых перегрузок. Они устанавливаются в сетях постоянного и переменного токов.
Изготавливаются в двух конструктивных вариантах:
типа ПМ-2-50 с контактными выводами под держатель;
типа ПМ-75-150 с контактными выводами под болтовое соединение.
Предохранители имеют сигнализацию о срабатывании.
Ток срабатывания предохранителей типа ПМ составляет 1,4…2,3 но-
минального в эксплуатационном диапазоне температур и давления.
Тугоплавкие предохранители типа ТП предназначены для защиты
от перегрузок и токов короткого замыкания в электрических цепях постоянного тока напряжением до 30 В. Плавкий элемент предохранителя изготовлен из меди и защищен асбоцементным корпусом.
Ток срабатывания предохранителей типа ТП составляет 1…4 номи-
нального в эксплуатационном диапазоне температур и давления.
Предохранители типов СП и ПВ
предназначены для защиты электрических цепей от перегрузок и токов короткого замыкания в сетях постоянного тока напряжением до 30 В. Предохранители типов СП-1 и СП-2
используют также в цепях переменного тока напряжением до 208 В, частотой 400 Гц.
Плавкий элемент предохранителей расположен в стеклянной трубке
и изготовлен из медной эмалированной проволоки (СП
-1), медной посеребренной проволоки (ПВ-2), из серебряной проволоки (СП-2, СП-5,
ПВ-6-50) и из цинковой пластины (СП-10-40). Ток срабатывания предохранителей типа СП и ПВ составляет 1…2,5 номинального в эксплуатационном диапазоне температур и давления.
11.1. Особенности эксплуатации аппаратуры защиты
Перед установкой аппаратов защиты на ЛА необходимо проверить:
исправность аппаратов с помощью тестера или индикаторной
лампы;
для предупреждения возможного выхода из строя автоматов типа
АЗС, не имеющих свободного расцепления, включение их рукояток должно быть быстрым, без задержки рукой. В противном случае при наличии в
цепи перегрузки или короткого замыкания автомат получит тепловые токовые повреждения;
если после срабатывания автомата при повторном включении
также произойдет отключение цепи, то необходимо найти и устранить
причину перегрузки. Принудительная задержка рукоятки автомата допускается исключительно в аварийных случаях, когда можно пренебречь возможностью загорания проводов или выходом из строя самого автомата.
77
Монтаж и демонтаж аппаратов защиты производятся только при
обесточенной электрической сети.
При осмотре проверяют внешнее состояние, надежность крепления.
При загрязнении поверхности аппаратов очищают с помощью кисти и
продувают сжатым воздухом под давлением 0,1...0,15 МПа. Отверткой
проверяют надежность затяжки винтов крепления автоматов.
11.2. Установление причин отказов защитных устройств
Исследования включают в себя: анализ характерных неисправностей
автоматов защиты сети, которые представлены в табл. 11.1; внешний
осмотр автоматов; определение положения внутренних деталей у автоматов; проверку сопротивления изоляции; измерение усилия включения и отключения; проверку переходного сопротивления на контактах; проверку
автоматов на несрабатывание от номинального тока и срабатывание от
тока трогания; проверку
автоматов на виброустойчивость; проверку на
стабильность работы; разборку автоматов и осмотр их деталей.
Перечень характерных неисправностей автоматов защиты сети
Тип ав-
томата
Внешнее проявле-
ние неисправности
Характер (причина) отказа
(отказа)
1 2 3
АЗС Завышение време-
ни срабатывания
от тока трогания
Завышение времени срабатывания
Коррозия на оси биметаллического элемента
Затирание колодки
Деформация биметаллического элемента
Деформация температурного компенсатора
от тока
Все типы
автоматов
Большое падение
напряжения
на контактах
(большое пере-
ходное сопротив-
ление)
Наличие посторонних частиц на контактах
(ворс, пыль, масло и пр.)
Наличие окисных пленок на поверхностях
контактов
Недостаточное контактное давление
Большой подгар контактов
Большое переходное сопротивление
в месте подсоединения шины к биметаллическому элементу
АЗС Не срабатывает
от тока перегрузки
Заедание кинематики
Неправильная сборка автомата на заводеизготовителе
Таблица 11.1
78
1 2 3
Все типы
автоматов
Все типы
автоматов
Все типы
автоматов
Ручка не фиксируется в одном из
крайних положений
Разрыв электрической цепи
Завышение времени срабатывания от токов перегрузки
Продолжение табл. 11.1
Поломка штифта
Деформация корпуса автомата
Излом стяжных шпилек
Выпадение оси рычага из гнезда
Разрушение узла подвижного контакта
из-за несоблюдения размеров деталей узла
Выпадение из корпуса полуоси скобы узла
подвижного контактора
Разрушение биметаллического элемента
Наличие окисных пленок на поверхностях
контактов
Отсутствие контакта между неподвижным
контактом и биметаллическим элементом
Наличие грязи, пыли, ворса, масла на поверхностях контактов и во внутренней полости
Биметалл не соответствует стандарту
Биметалл вырублен по сварному шву
Измерение усилий включения и отключения. Измерение усилий
переключения ручки (включения кнопки) производится с помощью пружинных динамометров, работающих на растяжение (сжатие) с градуированной шкалой.
При измерении усилий включения и отключения автомат должен
быть прочно закреплен. Шток динамометра соединяется с ручкой автомата
на требуемом расстоянии.
Корпус автомата при измерении необходимо перемещать в плоскости, перпендикулярной
оси ручки, и в направлении ее движения так, чтобы
усилие всегда было направлено перпендикулярно оси ручки автомата.
Проверка усилия кнопочного автомата производится с приложением
усилия вдоль оси кнопки. Данные измерения производятся не менее трех
раз. Автомат будет удовлетворять требованиям технических условий в том
случае, если диапазон измеренных усилий, ограниченный максимальным и
минимальным значениями, будет соответствовать требуемым значениям.
Проверка автоматов на несрабатывание от номинального тока.
Для определения возможности срабатывания автоматов от номинального
тока необходимо: произвести предварительный прогрев автомата в термо-
79
стате c t = +60 °C в течение 30 мин (прогрев автоматов типа АЗС произво-
дится при t = +50 °С, типа АЗК1М и АЗКЗ – при t = +20 °С).
После прогрева нагрузить автомат номинальным значением тока. Результаты проверки считаются удовлетворительными, если автомат не сработал в течение 1 ч.
Проверка автоматов на срабатывание от токов трогания. Про-
верка автоматов на срабатывание от тока трогания позволяет определить
чувствительность его работы при незначительных перегрузках в сети. Следует отметить, что время срабатывания автоматов от тока трогания зависит
от ряда факторов, основными из которых являются: температура окружающего воздуха; сечение соединительных проводов; условия отвода тепла
от автомата и проводов
и т.д.
Проверка автомата защиты сети на срабатывание от тока трогания
проводится при строго заданном для данного типа автомата сечении проводов и конкретных условиях окружающей среды.
Перед проверкой автомат предварительно прогревается в термостате
при t = +60 °С в течение 30 мин. После чего автомат нагружается током
трогания. Для трехфазных автоматов данную
проверку можно проводить
как при пофазной нагрузке, так и при одновременном нагружении всех
трех фаз.
Исследование автоматов, подвергшихся воздействию высоких
температур.
При исследовании автоматов, подвергшихся воздействию высоких температур (при пожаре), возникает необходимость определения положения ручки (контактов) до пожара.
Известно, что при воздействии на автомат высокой температуры в
нем происходит отпуск и деформация пружин, вследствие чего рукоятка
не фиксируется в каком-либо положении. Происходит деформация корпуса
автомата, выплавление заливочной мастики, что
в свою очередь приводит
к разрушению кинематики.
От воздействия высоких температур (t = 260…290 °С) у таких автоматов, как АЗС-2, АЗФ1-2, происходит автоматическое срабатывание (выключение). Наблюдаются случаи автоматического срабатывания при
t = 370…385 °С у автоматов типа АЗС-2. До пожара защитные устройства
могли сработать и от тока короткого замыкания. Вышеперечисленные факторы затрудняют
определение положения рукоятки у автоматов до пожара.
Для определения положения ручки (контактов) у автоматов до воздействия на них высокой температуры (до пожара) необходимо:
определить примерную температуру, действовавшую на устрой-
ство с целью установления возможности его срабатывания от ее воздействия. Температура определяется по описанию как внешнего состояния автомата, так и состояния его деталей;
снять рентгенограмму и провести анализ снимка;
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]