2.4. Измерения при наладке и испытаниях

Проведению измерений предшествует ряд подготовительных работ: осмотр проверяемого аппарата с целью выявления и устранения дефектов; определение согласно проверяемой схеме испытательных значений силы тока и напряжения; составление схемы измерения; выбор измерительных приборов; подготовка ра­бочего места, оборудования и обеспечение без­опасных условий труда.

При выборе измерительного прибора обра­щают внимание на его исправность, возможность измерения исследуемой величины, равно­мерность шкалы и наличие необходимых пре­делов измерений; точность прибора (например, согласно ГОСТ 8213—75Е при приемосдаточ­ных испытаниях электрические параметры сва­рочных автоматов измеряют приборами клас­са точности не ниже 1,5); экономичность и отсутствие влияния параметров самого прибора на режим работы схемы.

Силу тока измеряют амперметрами, после­довательно включенными в цепь. Силу постоян­ного тока измеряют главным образом прибо­рами магнитоэлектрической системы. В уста­новках переменного тока используют ампер­метры преимущественно электромагнитной си­стемы. С целью уменьшения потребления мощ­ности самим прибором обмотку его выполняют из небольшого числа витков сопротивлением 0,1—0,2 Ом. Пределы измерений амперметров расширяют в цепях постоянного тока примене­нием шунтов — сопротивлений, включаемых параллельно амперметру; в цепях переменного тока применением трансформаторов тока.

Напряжение измеряют вольтметром, вклю­ченным параллельно в цепь. Обмотку вольтмет­ра выполняют из большого числа витков тон­кой проволоки с целью повышения электри­ческого сопротивления и уменьшения потреб­ляемой им мощности. Для расширения предела измерения вольтметра в цепях постоянного тока напряжением до 500 В обычно применяют до­бавочные сопротивления. В установках пере­менного тока высокого напряжения для рас­ширения пределов измерения применяют транс­форматоры напряжения.

Мощность в цепи постоянного однофазного тока измеряют либо косвенным методом ампер­метра — вольтметра при R_Н»R_A , (рис. 8, а), либо непосредственно электродинамическим ваттметром (рис. 8, б). В первом случае, учиты­вая, что R_A очень мало, замеренную мощ­ность вычисляют по формуле, Вт

Р = I_Н·U_Н,

где I_Н — сила тока, А; U_Н — напряжение, В.

Рис. 8. Схемы измерения мощности:

а — методом амперметра — вольтметра; 6 — непосредственно ваттметром; в — переменного тока ваттметром; г — трехфазной системы при симмет­ричной нагрузке

Активную мощность в цепи переменного однофазного тока измеряют ваттметром элект­родинамической системы (рис. 8, в). Неподвиж­ную катушку прибора, называемую токовой, включают в цепь последовательно, а подвиж­ную, являющуюся обмоткой напряжения вклю­чают параллельно. Для обеспечения правиль­ного включения ваттметра один из зажимов токовой обмотки и один из зажимов обмотки напряжения отмечены звездочками. Эти зажи­мы, называемые генераторными, соединяют вместе и включают со стороны источника питания.

Для измерения мощности трехфазной систе­мы применяют различные схемы включения ваттметров. При симметричной нагрузке актив­ную мощность можно измерить одним ваттмет­ром, при этом конец обмотки напряжения, не отмеченный звездочкой, включают в нулевую точку (рис. 8, г). Общую мощность системы определяют умножением на три показания ваттметра.

Электрическое сопротивление постоянному току измеряют в основном тремя методами: косвенным, непосредственной оценки и мостовым. В косвенных методах применяют измерители напряжения и тока.

На рис. 9, а и б представлены схемы вклю­чения приборов для определения малых сопро­тивлений (схема а), средних и больших сопротивлений (схема б). По показаниям амперметра РА и вольтметра РV находят искомое сопротивление: Rх=Uх/I. При этом исходят из усло­вий, что R_В»R_Х

Для метода непосредственной оценки сопротивления используют омметры. Наиболее высокую точность измерения сопротивлений получают применением мостов постоянного тока.

Рис. 9. Схема измерения сопротивления:

а, б - косвенным методом; в — методом сравнения

Сопротивление переменному току измеряют методом амперметра — вольтметра (см. рис. 9, а), по способу сравнения (рис. 9, в) и мостами переменного тока. При использовании способа сравнения неизвестного сопротивления Z_Х с известным активным сопротивлением R₀ (см. рис. 9, в) Z_Х определяют по формуле:

Z_Х = R₀·U_X/U₀.

Сопротивление изоляции определяют прибо­рами, состоящими из генератора постоянного тока (обычно с ручным приводом), магнито­электрического логометра и добавочных сопро­тивлений. Такие приборы называют мегомметрами. Наиболее распространены переносные мегомметры с напряжением на выходе 100, 200, 500, 1000 и 2500 В. Номинальная скорость вращения рукоятки мегомметра 120 об/мин. При любой скорости вращения рукоятки, отличаю­щейся от номинальной, напряжение на зажимах мегомметра будет отличаться от номинального не более чем на ±20 %.

Прежде, чем приступить к измерению сопротивления изоляции, необходимо убедиться, что на испытуемом объекте нет напряжения, затем тщательно очистить изоляцию от грязи и на 2 – 3 мин заземлить для снятия остаточных зарядов. Мегомметр присоединяют к испытуе­мому объекту раздельными проводами, имею­щими сопротивление изоляции не менее 100 МОм. Перед измерениями мегомметр подвергают проверке, заключающейся в том, что в момент вращения рукоятки прибора при замкнутых проводах стрелка прибора долж­на находиться у отметки шкалы «бесконеч­ность», а при короткозамкнутых — у нулевой ее отметки.

Измерения проводят при устойчивом поло­жении стрелки прибора, для чего ручку генера­тора вращают быстро и равномерно. Сопро­тивление изоляции определяют по показанию стрелки мегомметра. После измерений испы­туемый объект необходимо разрядить на землю. Сопротивление изоляции измеряют при ее тем­пературе не ниже +5°С. Сопротивление изо­ляции катушек контакторов, магнитных пускателей, автоматов, проводов цепей управления, распределительных устройств, сварочных и осветительных электропроводок должно быть не менее 0,5 МОм.

Для проверки исправности конденсаторов собирают схему, показанную на рис. 10, а. включением тумблера S стрелка амперметра PA (при отсутствии замыканий или других повреждений обкладок конденсатора) сначала резко отклонится в область больших токов, а затем плавно переместится в сторону нулевого деления, что соответствует времени заряда конденсатора. Графически это изображается кривой, называемой экспонентой (рис. 10, б).

Рис. 10. Проверка исправности конденсатора: а – электрическая схема проверки; б — график изменения тока заряда конденсатора

Емкость и индуктивность можно измерить методом амперметра — вольтметра (рис. 11), при этом пренебрегают активными потерями в конденсаторе и катушке индуктивности. Изме­ренные значения U и I подставляют в формулы:

Lх = U/(2f·I); Сх = I/(2f·U).

Рис. 11. Схема измерения емкости и индуктивности:

Сх — емкость; Lх — индуктивность; S — переключатель; РV — вольтметр; РА — амперметр

В схемах управления сварочного оборудо­вания применяют релейно-контакторную аппа­ратуру напряжением до 1000 В. К этой аппара­туре относят автоматические выключатели (ав­томаты), магнитные пускатели, контакторы, реле, предохранители и др. При пусконаладочных работах проводят внешний осмотр аппаратов, проверяют работу механической части и состоя­ние контактов, дугогасящих камер, изоляции, измеряют ее сопротивление, испытывают много­кратными включениями и отключениями при пониженном и номинальном напряжениях.

У автоматических выключателей проверяют тепловые элементы на срабатывание при пополюсной и одновременной на всех полюсах нагрузках испытательным током, равным двух- или трехкратному номинальному току расцепителя автомата. Тепловые расцепители защи­щают электрические цепи от перегрузок и сра­внивают с выдержкой времени. Автомати­ческие выключатели с электромагнитными рас­цепителями срабатывают мгновенно, защищая цепи от коротких замыканий.

В схемах сварочного оборудования магнит­ные пускатели широко применяют с тепловыми реле, защищающими электродвигатели от дли­тельных перегрузок. Втягивающие катушки пускателей должны надежно работать при напря­жении не ниже 85 % номинального. При сниже­нии напряжения в сети до 35—40 % номиналь­ного пускатель выключается. Сопротивление изоляции пускателя, измеренное мегаомметром напряжением 500 В, должно быть не менее 1 МОм. Корпус магнитного пускателя, как и других аппаратов, заземляют.

При наладке контакторов при обгорании или появлении брызг метал­ла на поверхности контактов их зачищают мел­кой стеклянной (но не наждачной) бумагой или бархатным напильником, при этом строго сохраняют первоначальный радиус закругле­ния и профиль контактов для того, чтобы не нарушить их необходимое перекатывание. Зачищают только капли и наплывы до вырав­нивания поверхности, но не до выведения ра­ковин. Затем контакты протирают хлопчато­бумажной салфеткой, смоченной в бензине. Если толщина контактов стала менее 0,5 перво­начальной, то их заменяют новыми. После окончания ремонта щуп толщиной 0,05 мм дол­жен проходить при сомкнутых контактах не более чем на 25 % контактной поверхности. Обгоревшие контактные поверхности или плас­тинки неподвижных контактов ремонту не под­лежат и должны быть заменены новыми.

Затем приступают к проверке контактора под напряжением, сначала при кратковремен­ном (1—2 с) включении. Если обнаружена значительная вибрация (гудение), то снимают отпечаток прилегания якоря к ярму, проклады­вая между ними бумагу. В случае выявления перекосов осуществляют дополнительную под­гонку, а иногда и притирку. При испытании аппаратов под током проверяют надежность гашения дуги по характеру вспышки при раз­мыкании и по состоянию контактных поверх­ностей. В случае затяжного гашения дуги про­исходит оплавление контактных поверхностей, при этом проверяют достаточность числа вит­ков дугогасительных катушек и направление их намотки.

В объем проверки реле также входят внеш­ний осмотр, проверка механической части, изоляция токоведущих частей, напряжения (тока) срабатывания и возврата реле.

Предохранители проверяют внешним осмот­рим, обращая внимание на исправность и чистоту контактных соединений и правильность выбора номинального тока плавкой вставки.

Электрические машины (электродвигатели, генераторы), являющиеся частью исполнительных механизмов сварочных аппаратов и установок, при пуско- наладочных работах проходят следующие общие основные испытания: внешний осмотр и проверку механической части, измерение сопротивления изоляции обмоток, определение воз­можности включения без сушки, испытание изо­ляции обмоток повышенным напряжением, снятие характеристик холостого хода и проверку вибрации подшипников.

При внешнем осмотре проверяют комплектность машины, заполнение подшипников смазкой и отсутствие ее течи, отсутствие во внут­ренних частях машины посторонних предметов (для этого пространство просвечивают и продувают сухим чистым сжатым воздухом с помощью резинового шланга без металлического мундштука), целость изоляции и соединений видимых частей обмоток и выводов, состояние коллектора со щеткодержателями и щетками, наличие заземляющей проводки и качество ее соединения с машиной (если она предусмот­рит проектом), состояние соединительной муфты и наличие защитного кожуха и надежность болтового крепления при фланцевом сое­динении.

Сопротивление изоляции обмоток электрических машин переменного тока напряжением до 500 В измеряют мегомметром напряжением 500 В. Сопротивление изоляции обмоток статора и ротора электрических машин переменного тока при температуре +10 - +30°С должно быть не менее 0,5 МОм. Для электрических машин постоянного тока напряжением до 500 В сопротивление изоляции обмоток и бандажей, измеренное мегомметром на напряжение 500 В, должно быть не менее 0,5 МОм.

Если при ремонте оборудования заменили электрическую машину, то определяют возможность ее включения без сушки, ввиду того, что она могла храниться в помещении с повы­шенной влажностью.

Перед пробным пуском машины ротор про­ворачивают вручную для проверки его свобод­ного вращения. Еще раз проверяют наличие смазки в подшипниках, надежность заземления корпуса, отсутствие посторонних предметов и включают электрическую машину на холостом ходу. Первое включение длится 1—2 с. Про­веряют направление вращения, состояние ходо­вой части, действие пусковой аппаратуры. При удовлетворительных результатах первого пуска осуществляют кратковременное включение и разгон электродвигателя до полной скорости. При этом следят за током нагрузки, коммута­цией щеток и отсутствием вибрации. Если пробные пуски дали удовлетворительные ре­зультаты, электродвигатель включают на об­катку, проверяя нагрев подшипников, обмоток и пакета железа магнитопровода. При проб­ных пусках электродвигателей-генераторов цепь обмотки возбуждения генераторов раз­мыкают.