Монтаж электрических машин и аппаратов
Общие понятия о проведении электромонтажных работ машин и аппаратов
Электротехническими установками называются устройства, производящие, преобразовывающие, распределяющие и потребляющие электрическую энергию. Для надежной и бесперебойной работы каждая электротехническая установка должна быть правильно спроектирована, обеспечена надлежащим электрооборудованием и электроматериалами. Монтаж всех объектов необходимо тщательно выполнять.
Требования, предъявляемые к электротехническим установкам, изложены в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ), выполнение которых обязательно при их проектировании и монтаже.
Монтаж электрических машин и аппаратов — это весьма ответственный, сложный и трудоемкий процесс, требующий тщательной предварительной подготовки. Помимо правильного и качественного выполнения монтажа с чисто технической точки зрения, к монтажным работам предъявляются требования в отношении сроков и стоимости их выполнения.
Монтаж крупных электрических машин связан обычно с вводом новых энергетических мощностей или с вводом в эксплуатацию крупных промышленных предприятий в установленные сроки. Таким образом, скоростные и качественные методы монтажа имеют большое значение.
Перед началом монтажа должны быть проведены необходимые организационно-технические мероприятия:
составление рабочего проекта организации работ, в котором должны быть указаны технологический процесс и календарный план проведения всех операций;
детальная разработка технологического процесса монтажа и доведение его до рабочего места;
правильная расстановка рабочей силы и осуществление максимальной механизации монтажных работ;
обеспечение безопасности производства работ, а также организация отопления, освещения и вентиляции;
обеспечение бесперебойного ведения монтажных работ путем своевременного и комплектного снабжения инструментами и материалами.
Электроустановки подразделяются на установки с номинальным напряжением до 1000 В включительно и электроустановки напряжением выше 1000 В.
Действующими считаются установки, которые полностью или частично находятся под напряжением или на которые в любой момент может быть подано напряжение включением коммутационной аппаратуры.
Наружными, или открытыми, называются электроустановки, находящиеся на открытом воздухе. Внутренними, или закрытыми, называются электроустановки, находящиеся в помещении. Установки, защищенные только навесами, сетчатыми ограждениями и т. п., рассматриваются как наружные.
Требования к монтажу электроустановок зависят от характера помещений, в которых они устанавливаются (смотрите — Классификация помещений по условиям окружающей среды).
Инструменты и приспособления, применяемые при монтаже электрических машин
При монтаже электрических машин (двигателей и генераторов) применяют ряд специальных инструментов и приспособлений.
Для проверки биения вращающихся частей (коллекторов, валов, роторов) пользуются индикаторами часового типа. Они состоят из системы связанных между собой рычагов или зубчатых колес, увеличивающих малые движения и позволяющих отсчитывать их на циферблате со стрелкой.
Индикатор 1 укрепляется на держателе 2 и вертикальной стойке 3, смонтированной на постаменте 4, что позволяет устанавливать его под любым углом. Индикатор может служить также для выверки центровки валов электрических машин.
Индикаторы изготавливаются с ценой деления 0,01 мм. При измерении постамент ставят на неподвижную опору, а измерительный стержень устанавливают перпендикулярно оси вала и приводят в соприкосновение с проверяемой поверхностью. Перед отсчетом величины биения необходимо убедиться в правильной установке индикатора. Для этого производят легкое постукивание по корпусу индикатора, при этом стрелка будет колебаться. Если она после колебания вернется в прежнее положение, то индикатор установлен правильно.
Для измерения вибрации электрических машин используют виброметры. Существуют виброметры многих типов, но при монтаже обычно применяются простейшие виброметры часового типа. Перед измерением прибор устанавливают на вибрирующую поверхность.
При монтаже крупных электрических машин необходимо выверить горизонтальность фундамента. Для этого применяют специальные устройства — гидростатические уровни или ватерпасы.
Кроме перечисленных, при монтаже применяются различного рода подъемные устройства. Для подъема грузов на небольшую высоту используют домкраты. По принципу действия домкраты бывают трех типов: реечные, винтовые и гидравлические. Грузоподъемность винтовых домкратов достигает 20 т. Подъем очень больших грузов осуществляют гидравлическими домкратами, грузоподъемность которых 750 т.
Монтаж электрических машин
Особенности монтажа электрических машин рассмотрим на примере асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.
Асинхронные электродвигатели являются наиболее распространенными и находят применение в промышленном электроприводе. Это объясняется тем, что асинхронные двигатели просты по устройству и работают от сети трехфазного тока.
Асинхронные двигатели строятся в двух исполнениях — с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором (с контактными кольцами). Двигатели с короткозамкнутым ротором — это самые простые двигатели по устройству и обслуживанию, так как они не имеют щеток.
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
Эти двигатели включаются в сеть трехфазного тока непосредственно без всяких дополнительных пусковых устройств. При пуске двигателя он потребляет из сети ток, который в 5 — 7 раз превышает рабочий ток двигателя. Поэтому раньше двигатели с короткозамкнутым ротором применялись только мощностью до 100 кВт. В настоящее время, для снижения пусковых токов асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором применяются специальные устройства плавного пуска и частотные преобразователи.
Асинхронные двигатели с фазным ротором применяются только в тех случаях, когда необходимо регулировать скорость вращения асинхронного двигателя посредством включения реостата в цепь ротора или же мощность системы не позволяет включать короткозамкнутый электродвигатель большой мощности из-за чрезмерного падения напряжения при пуске.
Выверка горизонтальности фундамента по уровням: 1 — гидростатические уровни
Электродвигатели устанавливаются или на фундаменте, или на рамах, собранных из стальных конструкций. Машины, работающие с ременной передачей, обычно монтируют на салазках 2, которые позволяют регулировать натяжение ремня. Салазки представляют собой литые или сварные балки корытообразного сечения, внутри которых перемещаются специальные ползуны. В них ввертывают болты 3, проходящие сквозь лапы станины. Ползуны устанавливаются путем зацепления за зубцы салазок.
Подтягиванием регулировочных болтов, упирающихся в лапы станины, можно передвигать машину параллельно ее оси и натягивать или ослаблять ремень. Если привод машины осуществляется через муфту, то машина устанавливается на раме или фундаменте. Способы монтажа машин малой мощности весьма различны. Они могут быть установлены нормально (лапами вниз), на стене или на потолке.
Перед началом монтажа производится надевание на конец вала шкива, шестерни или полумуфты. Ни в коем случае не допускается набивание этих деталей на вал ударами, так как при этом могут быть повреждены подшипники. Иногда даже наблюдается сдвиг ротора вдоль вала.
На рисунке ниже показано винтовое приспособление для насадки шкива на вал.
Насадка шиква на вал
При пользовании этим приспособлением усилие насадки воспринимается валом, в торец которого упирается шкворень приспособления. Для этого должна быть снята крышка подшипника со стороны, противоположной приводу. Для насадки шкива на вал более крупной машины можно применять винтовой домкрат, используя в качестве опоры стены здания или колонны. Горизонтальность плоскости установки выверяется при помощи уровней, которые надо помещать в двух перпендикулярных положениях.
Одной из основных операций монтажа электрических машин является центровка, которая предназначена для того, чтобы получить правильное взаимное положение соединяемых валов, обеспечивающее спокойную работу машин. Для этого необходимо, чтобы оси валов лежали на одной линии и центры валов совпадали. Наиболее распространенной является центровка при помощи двух скоб, закрепляемых на полумуфтах соединяемых машин.
Подробнее про монтаж электрических машин рассказано здесь:
Монтаж электрической аппаратуры
Для управления работой электродвигателей, генераторов и электрических сетей применяют различного рода электрические аппараты. Они служат для включения и выключения объектов электрооборудования и отдельных участков сети, для регулировки тока в обмотках при пуске и работе электродвигателей и генераторов, для защиты их от перегрузки и коротких замыканий, для изменения скорости и направления вращения.
Электрические аппараты используют также для автоматизации технологических процессов, разного рода специальных целей, как, например, электрической контактной сварки, захватывания деталей в процессе обработки, сигнализации и управления производством и т. д.
Пускорегулирующие и защитные аппараты являются весьма ответственной частью электрооборудования, поэтому монтаж их должен быть высококачественным и обеспечивать надежность работы электроприводов.
Все аппараты перед монтажом подвергаются тщательному осмотру для проверки их исправности. Каждый аппарат помещается в специальном кожухе, в лапах которого предусмотрены отверстия для крепления. Через эти отверстия производится разметка в панелях и рамах, на которые устанавливают аппараты. Многие современные электрисеские аппараты предназначены для крепления на DIN-рейку, что значительно облегчает их монтаж.
Металлические кожухи аппаратов должны быть присоединены к сети заземления. Подводимые к аппаратам многожильные провода и одножильные сечением более 10 мм 2 должны иметь механические сжимы или наконечники.
Подробнее про монтаж различных электрических аппаратов рассказано здесь:
Источник
Монтаж электродвигателей. Подготовка к монтажу
На монтажную площадку электродвигатели поставляются комплектными, имеющими исполнение, соответствующее условиям окружающей среды и способу крепления (монтажному исполнению). Их электрические характеристики должны соответствовать параметрам электрической сети (напряжению, роду и частоте тока), а механические характеристики — характеристикам рабочей машины или механизма. По экономическим соображениям частоту вращения электродвигателей часто принимают выше частоты вращения машины или механизма.
Монтаж электродвигателей выполняют в две стадии.
В период подготовительных работ определяют или уточняют место установки электродвигателя и аппаратуры управления (щита, ящика, пульта), подготавливают для них опорные основания, устанавливают закладные детали для крепления к опорному основанию, прокладывают стальные трубы (если силовая электропроводка в трубах), устанавливают (при установке на стене—кронштейн) и закрепляют на фундаменте салазки, следят за правильным выполнением фундамента строителями.
Электрооборудование, полученное для монтажа, очищают от пыли и консервирующих смазочных материалов, проверяют комплектность в соответствии с упаковочным листом, внешним осмотром устанавливают целостность всех наружных частей (корпуса, защитной крышки, колодки зажимов и др.), наличие всех крепежных болтов и их затяжку, состояние контактных колец, щеткодержателей, щеток и пускового реостата (для электродвигателя с фазным ротором). Затем проверяют подшипники качения по осевому и радиальному зазорам. У подшипников качения эти зазоры не должны наблюдаться визуально. Целостность и сопротивление изоляции обмоток статора и ротора проверяют мегаомметром 500 или 1000 В. Предельно допустимым сопротивлением изоляции обмоток по отношению к корпусу принято считать 1000 Ом на каждый вольт рабочего напряжения питающей сети. Для электродвигателей, включаемых в сеть напряжением 380 В, наименьшим допустимым сопротивлением изоляции его обмоток является 0,5 МОм. При меньшем сопротивлении изоляции обмоток и отсутствии видимых повреждений электродвигатель нужно просушить для удаления влаги из обмоток.
Если электродвигатель исправен (без дефектов), его вал очищают от остатков смазочных материалов, краски или ржавчины тканью, смоченной керосином. Пятна ржавчины удаляют шлифовкой с помощью наждачной бумаги № 00 или № 000, пропитанной минеральным маслом. Поверхность вала после полной очистки протирают тканью насухо и покрывают тонким слоем минерального масла. Снимают защитную крышку вентилятора, укладывают шпонку в шпоночную канавку и с помощью специального приспособления с нажимным винтом надевают шкив или полумуфту на вал электродвигателя, а второй шкив или полумуфту — на вал рабочей машины или механизма (рисунок 1).
Рисунок 1 – Насадка шкива на вал электродвигателя.Рисунок 1 – Насадка шкива на вал электродвигателя.
Шкивы или полумуфты снимают с валов электродвигателей с помощью специальных скоб или универсальных съемников (рисунок 2). Последними можно снимать с валов шкивы, полумуфты, шестерни и подшипники качения. Они позволяют захватывать деталь как с наружной, так и с внутренней стороны и развивать тяговое усилие до 20 кН. Использование приспособлений для снятия и насаживания шкивов, полумуфт позволяет все горизонтальные усилия, возникающие при этом в осевом направлении, передать на вал, а не на подшипники.
Рисунок 2 – Снятие шкива с вала электродвигателя:
а — съемником с двумя тягами; б — универсальный съемник с регулируемым раскрытием тяг; в — то же, но с самоустанавливающимися тягами.
В зависимости от взаимного расположения приводного органа машины и электродвигателя последний бывает различного монтажного исполнения: на лапах с горизонтальным или вертикальным валом; на лапах с фланцем с горизонтальным или вертикальным валом; с фланцем с горизонтальным или вертикальным валом и т. д.
Электрические машины прибывают на место монтажа в собранном или разобранном виде. Машины, прибывающие в собранном виде, как правило, перед установкой не разбирают. Если при внешнем осмотре выявлены повреждения и загрязнения машины в результате транспортировки и хранения, заказчик и монтажная организация составляют акт, определяющий необходимость и степень разборки машины. Такие работы монтажная организация выполняет по отдельному наряд-заказу в соответствии с инструкциями заводов-изготовителей.
Перед монтажом электрической машины проверяют состояние изоляции ее обмоток и, если оно неудовлетворительно, производят сушку обмоток. Проверку изоляции обмоток выполняют мегомметром.
Сопротивление изоляции обмоток электрических машин на номинальное напряжение до 1000 В включительно проверяют мегомметром на 500 В, выше 1000 В — мегомметром на 1000 В.
Сопротивление изоляции обмоток электрических машин относительно их корпуса RB0 (измеренное через 60 с после начала отсчета на шкале мегомметра) и сопротивление изоляции между обмотками при рабочей температуре машины должно соответствовать вычисленному по формуле, но не менее 0,5 МОм:
где Uн — номинальное напряжение обмотки машины, В; Р — номинальная мощность машины, кВт (для машин постоянного тока, кВ•А). За рабочую температуру принимают 75° С. Если сопротивление изоляции обмотки было измерено при другой температуре, но не ниже 10° С, оно может быть пересчитано на температуру 75° С (таблица 1).
Кроме того, можно пользоваться соотношением: при увеличении температуры на каждые 20° С сопротивление изоляции уменьшается примерно в 2 раза.
Если сопротивление изоляции обмоток электрических машин напряжением до 1000 В ниже величин, приведенных в таблице 1, необходимо произвести сушку обмоток. Существуют различные способы сушки электрических машин: индукционным нагревом, внешним нагревом, электрическим током от постороннего источника и др. Наиболее распространена сушка электрических машин индукционным нагревом (рисунок 3). При использовании этого способа можно одновременно сушить несколько машин, соединяя последовательно их намагничивающие обмотки.
Таблица 1 – Сопротивление изоляции обмоток электрических машин в зависимости от температуры
Обмотку из изолированных проводов наматывают на наружной поверхности корпуса машины и присоединяют к источнику переменного тока. Для сушки индукционным нагревом могут быть применены сварочные трансформаторы с регулировкой тока дросселем.
Если намагничивающую обмотку невозможно намотать по всей наружной поверхности станины, приподнимают машину над плитой, либо смещают обмотку на подшипниковые щиты, как показано на рисунке 3.
При сушке индукционным способом ведут непрерывное наблюдение за температурой обмотки (последняя не должна превышать 70° С) и через каждый час измеряют ее сопротивление изоляции. В начале нагрева сопротивление изоляции обычно падает, а затем начинает возрастать.
Сушку заканчивают, когда прекращается нарастание сопротивления изоляции. Если в процессе сушки сопротивление изоляции достигло требуемой нормами величины, но продолжает повышаться, сушку не останавливают. Ее продолжают до тех пop, пока сопротивление изоляции не будет примерно одинаковым в течение 2—3 ч. Другой распространенный способ сушки электрических машин — внешний нагрев (рисунок 4). Машину помещают в кожух, у которого внизу оставляют отверстие для входа нагретого воздуха, а вверху (в противоположном углу) отверстие для выхода теплого воздуха. Кожух должен быть огнестойким (из металла или листового асбоцемента). Если его выполняют из деревянных щитов, последние обшивают кровельной сталью по войлоку. Воздух нагревают с помощью тепловоздуходувки, ламп накаливания, нагревательных сопротивлений или батарей пароводяного отопления, которое устанавливают вблизи нижнего входного отверстия. Температуру нагретого воздуха у входа необходимо контролировать: она не должна быть выше 90° С. Каждый час измеряют также сопротивление изоляции обмоток.
Электрические машины сушат также электрическим током (переменным или постоянным) от постороннего источника. Для сушки асинхронных двигателей трехфазным током применяют напряжение на более 10—15% номинального. При этом ротор должен быть заторможен. В двигателях с фазным ротором обмотку закорачивают на кольцах.
При сушке асинхронных двигателей однофазным переменным или постоянным током ротор также должен находиться в неподвижном состоянии. Схемы включения обмоток двигателя в этом случае выбирают в зависимости от числа выводов обмотки статора (рисунок 5, а, б).
При сушке асинхронных двигателей током от постороннего источника недостаточна вентиляция, так как ротор двигателя находится в неподвижном состоянии. Поэтому ток сушки на каждой фазе не должен превышать 50—70% номинального.
Рисунок 3 – Схема сушки электрических машин индукционным нагревом
При этом необходимо вести непрерывный контроль за нагревом обмотки с помощью термометра (температура должна быть не выше 70° С). Если сушку производят по схемам, показанным на рисунок 5, в, г, рекомендуется каждые 2 ч переключать фазы обмотки электродвигателя так, чтобы нагрев всех трех фаз шел равномерно.
Рисунок 4 – Сушка внешним нагревом
Перед установкой электрических машин необходимо проверить по чертежам соответствие проекту фундаментов, кабельных каналов и монтажных проемов для транспортировки оборудования или его отдельных узлов.
Особое внимание должно быть обращено на уточнение массы перемещаемых электрических машин или их узлов (для машин, поступающих в разобранном виде) и на соответствие грузоподъемности кранов, кран-балок или других механизмов и приспособлений для подъема и перемещения машин.
Рисунок 5 – Схемы для сушки асинхронного двигателя однофазным переменным и постоянным током:
а, б — при шести выводах обмотки, в, г — при трех выводах обмотки
При этом необходимо учитывать, что превышение паспортной грузоподъемности такелажных приспособлений и оборудования не допускается.
Источник
