МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

 

Придніпровський державний металургійний коледж

 

 

 

 

МЕТОДИЧНА РОЗРОБКА ДО  САМОСТІЙНОГО ВИВЧЕННЯ

 

НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ «ЕЛЕКТРОТЕХНІКА В БУДІВНИЦТВІ»

 

для здобувачів освіти спеціальності 192 «Будівництво та цивільна інженерія»

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                   

 

 

 

 

Кам'янське, 2020 р.

Методична розробка до  самостійного вивчення навчальної дисципліни  « Електротехніка в будівництві» / для студентів спеціальності 192 «Будівництво та цивільна інженерія» Укладач

Устименко Ю.В.- викладач Придніпровського державного  металургійного коледжу -2020

Рецензент – Лісняк С.М.  викладач Придніпровського державного   металургійного коледжу, викладач – методист, голова циклової комісії електротехнічних дисциплін

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                  Ухвалено на засіданні ЦК                                                                                                                       електротехнічних  дисциплін     

                                                                                               Протокол  від _________№ _____                  

                                                            Голова ЦК                                                        

                                                                                           ___________  С.М. ЛІСНЯК

 

 

 

 

 

АНОТАЦІЯ ДО МЕТОДИЧНОЇ РОЗРОБКИ

 

Методична розробка  містить 58 сторінок,  1 таблицю,  26 рисунків, 11  джерел. 

ЕЛЕКТРОТЕХНІКА В БУДІВНИЦТВІ, ЕЛЕКТРИЧНЕ КОЛО, ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ,  ЕЛЕКТРООСВІТЛЕННЯ,  ЕЛЕКТРОМЕРЕЖА,

СТРУМ, ПОТУЖНІСТЬ.

 

Методична розробка  складена  відповідно  до  освітньої програми  підготовки  молодших спеціалістів для здобувачів освіти спеціальності 192 «Будівництво та цивільна інженерія». В методичній розробці викладаються теми курсу «Електротехніка в будівництві». Наводяться  основні  відомості  з  теорії  електричних кіл,  розглянуті  трансформатори  і  електричні  машини,  основи  електроніки  і електроприводу. Описується електрообладнання будівельних майданчиків, підприємств будівельної індустрії, інженерних систем будівель. 

Ця розробка призначена  для  здобувачів освіти  будівельних  спеціальностей,  викладачів  та інших читачів, які цікавляться використанням електротехнічного обладнання у виробництві й побуті. 

 

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗМІСТ                                                                     

Змістовий блок 1…………………………………………………………………………6
Тема №1 Змінний однофазний струм.Опір в ланцюгах змінного струму.
Потужність змінного струму.Поняття про трифазний струм.
Електровимірювальні прибори…………………………………………………………..6
Тема №2 Електричні машини постійного струму.
Класифікація машин постійного струму по способу збудження.
Електродвигуни постійного струму…………………………………………………….20
Змістовий блок 2………………………………………………………………………..27
Тема №3 Споживачі електричної енергії.Класифікація електричних
мереж.Провода та кабелі.Інвентарні електротехнічні пристрої……………………...27
Тема №4 Нагрів і охолодження електродвигуна.Експлуатація
електричних машин.   Електробезпека зварювальних робіт…………………………40
Тема №5 Безпека при електропідігріві. Влаштування
електричного освітлення на будівельному майданчику.
Класифікація умов праці по ступені електробезпеки.
Заходи по забезпеченню безпечного ведення робіт з
електроприладами………………………………………………………………………45
Тема №6		Захисне заземлення на будівельному
	майданчику………………………….................................................................................52
	Висновки ………………………………………………………………………………..57
	Перелік джерел посилання …………………………………………………………….58

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУП

 

          Електротехніка, електротехнології та електропостачання – галузі людських знань і практики, які швидко розвиваються. Тому фахівцю необхідно постійно поповнювати свої знання в області електротехнологій і використовувати їх у своїй практичної діяльності.

Дана методична розробка  відрізняється не настільки докладним викладом теоретичного матеріалу, як спеціальні підручники, але зачіпає безліч електротехнічних аспектів, які необхідно викласти в єдиному стилі, при єдиній термінології та єдиному фізичному висвітленні явищ і принципів дії електроустановок будівельних процесів. 

Вивчення  дисципліни  «Електротехніка  в  будівництві»  передбачено  навчальним планом будівельної спеціальності коледжу. Як правило,  її вивчають  на  3-му  курсі,  базуючись  на  знаннях  математики, фізики  і  теоретичної  механіки.  Відповідно до програми дисципліни матеріал курсу розділено на два модуля,  в  рамках  яких  він  згрупований  за  розділами. 

У першому змістовому модулі розглянуто теоретичні основи електротехніки, зокрема електричні кола постійного і змінного струму, а також електричні  вимірювання,модуль розкриває принципи роботи трансформаторів  і електричних машин, характерні режими їхньої роботи. Другий модуль містить відомості з основ електроніки і електропривода, опис особливостей  електрообладнання  будівельних  майданчиків,  підприємств  будівельної індустрії та інженерних систем будівель, а також матеріал присвячений питанням електробезпеки. 

 

 

 

 

 

 

 

ЗМІСТОВИЙ БЛОК 1

 

ЗАГАЛЬНА ЕЛЕКТРОТЕХНІКА

 

Тема №1 

Змінний однофазний струм

Опір в ланцюгах змінного струму

Потужність змінного струму Поняття про трифазний струм

Електровимірювальні прибори

 

Змінний однофазний струм

 

       Змінним  називають електричний струм, який  періодично (тобто через рівні проміжки часу) змінює свій напрямок і безперервно змінюється за величиною. Миттєві значення змінного струму (а також змінної ЕРС і напруги) через  рівні проміжки часу повторюються. Змінний струм має саме широке застосування в сучасній електротехніці. Практично вся електрифікація в усьому світі здійснюється на змінному струмі (на трифазному змінному струмі, про який викладено далі). 

Електроенергія змінного струму просто і економно може бути перетворена за допомогою трансформаторів з енергією низької напруги в енергію високої напруги і навпаки. Ця властивість використовують з метою зменшення втрат електроенергії при її передачі по проводах на великі відстані. 

Величини, що характеризують змінний струм. Величини, які повністю характеризують змінний струм, тобто дають повне уявлення про нього, називаються параметрами змінного струму. Амплітудним значенням або просто амплітудою називається найбільше значення змінного струму, якого він досягає в процесі змін. Амплітудні значення сили струму, напруги  і ЕРС позначаються відповідно

Iм,Uм,Ем. Миттєвим значенням називається значення змінного струму в будь-який момент часу. Миттєві значення сили струму позначаються літерою i, напруги - буквою и, ЕРС - літерою е.  

Значення сили струму (напруги, ЕРС), в √2 разів менше амплітудного значення, і називається діючим значенням змінного струму:

                                                                                   (1)

       Діючі значення змінного струму, напруги і ЕРС позначаються відповідно I, U, Е. Тобто величина діючого значення змінного струму дорівнює такій величині постійного струму, який, проходячи через один і той же опір протягом  одного і того ж часу, що і розглянутий нами змінний струм, виділяє однакову з ним кількість тепла. Струм, миттєві значення якого повторюються через певний проміжок часу, називається періодичним. Періодом Т називається час, за який відбувається повна зміна змінного струму (рис. 1). Частотою називається число періодів за1 с.

Частота, що дорівнює одному періоду за 1 с, називаєтся герцем.

 

Рисунок  1– Визначення параметрів змінного струму

 

       Векторна і розгорнута діаграми. Фаза і здвиг фаз. Графічно змінний струм можна зобразити, використовуючи прямокутну систему координат (розгорнута діаграма, рис.2, 6), або за допомогою векторів (векторна діаграма, рис. 2, а). Розгорнута діаграма наочно показує, як змінюється змінний струм з впливом часу. Векторна діаграма дозволяє розглядати фізичні процеси, що відбуваються в ланцюгах змінного  струму, і з достатньою точністю проводити графічне рішення завдань.

 

Рисунок 2 –  Векторна і розгорнута діаграми ЕРС

 

  Вектор –  це відрізок прямої, що має певну довжину і певний напрямок. Довжина вектора повинна відповідати амплітудному значенню змінного струму. Нехай вектор Iм обертається з постійною кутовою частотою ώ проти годинникової стрілки. Проекція вектора Iм на вісь i визначається виразом i= Iмsin ώt(див. рис. 2, а), яке відповідає миттєвому значенню змінного струму. Положення вектора визначається кутом, який називається фазовим кутом або просто фазою. Фаза дорівнює нулю, якщо вектор розташований горизонтально і спрямований вправо.

Кутова швидкість обертання (ώ) вектора називається круговою  або кутовою частотою. Кутова частота - це величина кута в радіанах, який описує вектор за 1 с:

 

                                                                                                                     ( 2)

       Якщо дві синусоїдально змінюючи величини одночасно досягають нульових і амплітудних значень, то вони збігаються по фазі. Вектори таких величин в будьякий момент часу мають однаковий напрям. Якщо вектори мають неоднаковий напрямок, то кажуть, що вони зрушені по фазі на кут <φ (див. рис. 2, б).

 

Опір в ланцюгах змінного струму

 

      Ланцюг змінного струму з активним опіром. Опори в ланцюгах змінного струму бувають активними і реактивними. Активні опори витрачають енергію, реактивні - не витрачають. Реактивними опорами, включеними в ланцюг змінного струму, є опори котушки індуктивності L і конденсатора С. Опір котушки називається індуктивним опором (XL), опір конденсатора - ємнісним (Хс). На рис. 3 показаний ланцюг змінного струму з активним опором та векторна діаграма, з якої видно, що струм і напруга збігаються по фазі. Вони змінюються по одному і тому ж закону, звідси,можна записати:

                                                                                             (3)                                                                                                 (4)

 

Рисунок  3– Змінний струм у колі з активним опором

 

Діюче значення сили струму в колі з активним опором дорівнює:

                                                                                                        (5) де  I - діюче значення напруги на опорі;       R- значення активного опору. 

 

Цей вираз є виразом закону Ома для кола з активним опором. Потужність, яка витрачається в ланцюгу на активному опорі, дорівнює:

                                                                                                     (6)

де φ - кут зсуву фаз між струмом і напругою. 

Так як струм і напруга співпадають по фазі, то кут зсуву φ= 0°, а cos φ= 1.

Потужність ж у ланцюзі дорівнює добутку діючих значень струму і напруги:

                                                                                                    (7)

 

Змінний струм в ланцюзі з індуктивним опором

 

         Якщо котушку індуктивності, активний опір якої дорівнює нулю,підключити до джерела змінного струму (рис. 4), то в котушці потече синусоїдально змінний струм.

 

Рисунок 4–  Змінний струм в ланцюзі з індуктивним опором

 

Згідно з правилом Ленца індукована в котушці ЕРС протидіє змінам сили струму. Це означає, що при збільшенні сили струму в котушці ЕРС самоіндукції прагне створити струм, спрямований назустріч викликаючого її струму, а при зменшенні сили струму вона, навпаки, прагне створити струм, який збігається за напрямом з ним. З векторної діаграми видно, що ЕРС самоіндукції відстає по фазі від струму на 90°. Напруга на котушці або на джерелі струму дорівнює:

                                                                                                        (8)

        Добуток кутової швидкості на індуктивність котушки (ώL) називається індуктивним опором XL:

                                                                                                                       (9)

      Енергія в котушці індуктивності не витрачається. В першу чверть періоду вона запасається в її магнітному полі, а в другу - віддається джерелу струму.   

Добуток напруги UL на величину сили струму I в ланцюзі називається реактивною потужністю. У розглянутім ланцюзі активна потужність дорівнює нулю, так як енергія в ній не витрачається, зсув по фазі між векторами струму  I і напругою U дорівнює 90° і cos φ = 0.

Змінний струм в ланцюзі з послідовними активним і індуктивним опорами

 

        Тепер розглянемо ланцюг з реальною котушкою, яку можна представити як ланцюг з послідовно включеними індуктивністю L і активним опором R (рис. 5). Якщо в ланцюзі з послідовними активним і індуктивним опорами протікає змінний синусоїдальний струм, то напруга на індуктивності, як було встановлено раніше,  випереджає струм на 90 °, а напруга на активному опорі співпадає з ним по фазі.Так як напруги UL, UR по фазі не співпадають, то напруга, прикладена до всього ланцюга, дорівнює їх геометричній сумі. Склавши вектори UL і UR, знаходимо величину вектора U, який зрушений по фазі відносно вектора струму I на кут φ < 90°, випереджаючи його. Таким чином, у ланцюгу  змінного струму послідовно з'єднаним  активним опором і котушкою індуктивності струм відстає по фазі від напруги. Побудувавши векторну діаграму, розглянемо трикутник зі сторонами UL,

UR, U. Цей трикутник називається трикутником напруг. Так як він прямокутний, то

                                                                                                                                                 (10)

 

Рисунок  5 – Схема ланцюга з послідовними активним і індуктивним опорами (а) і

векторна діаграма напруг (б)

     

       З трикутника напруг можна отримати подібний йому трикутник опорів зі сторонами R, XL і Z. З цього трикутника повний опір ланцюга дорівнює:

                                                                                                                 (11)

Так як зсув по фазі між струмом і напругою менше 90°, то енергія в такому ланцзі витрачається лише на активному опорі R. Активна потужність при цьому дорівнює:

                                                                                                                      (12)

 

Ланцюг змінного струму з ємністю

 

       Якщо до джерела змінного струму підключити конденсатор, то в ланцюзі з'явиться струм. Здатність конденсатора пропускати змінний струм пояснюється  тим, що під дією змінної синусоїдальної напруги конденсатор періодично заряджається і розряджається, внаслідок чого відбувається переміщення електричних зарядів у провідниках, що з'єднують конденсатор з джерелом струму. Співвідношення фаз струму і напруги представлено на рис. 6. В ланцюгу з ємністю струм випереджає по фазі напругу на 90°. Закон Ома для кола змінного струму з ємністю визначає діюче значення сили струму:

                                                                                                                          (13)

            Величина  називається ємнісним опором. Вона обернено

пропорційна частоті струму в ланцюзі і ємності конденсатора. Вимірюється в омах (Ом).

             

Рисунок 6 – Змінний струм у ланцюгу з ємністю

Потужність змінного струму

 

Для ланцюгів змінного струму розрізняють активну, повну і реактивну потужності.  

         Активна потужність являє собою дійсну потужність змінного струму, аналогічну потужності, що розвивається постійним струмом. Вона виробляє корисну роботу; може бути перетворена за допомогою електродвигунів в механічну потужність, механічну енергію; вимірюється у ватах (Вт) і визначається за формулою:

                                                                                                           (14)

Повною потужністю називають максимально можливу величину активної потужності, що розвивається змінним струмом при заданих значеннях напруги і сили струму і при найбільш сприятливих умовах, а саме, коли cosφ = 1. Повна потужність позначається латинською буквою S і вимірюється в вольтамперах  (В·А). З визначення повної потужності слідує вираз:

                                                                                                                    (15)

Порівнюючи між собою формули (14) (15), знаходимо співвідношення між активною та повною потужностями:

                                                                                                                                  (16)

                                                                                                                                  (17)

 

        Повною потужністю (кВ· А) прийнято вимірювати потужність генераторів змінного струму машин, що виробляють електроенергію, і трансформаторів, апаратів, призначених для перетворення електричної енергії однієї напруги в електричну енергію іншої напруги. Повна потужність цих машин визначається добутком номінальних (нормальних) величин їх напруги і сили струму (тобто величин цих параметрів, на які розраховані машини). А їх активна потужність залежить від коефіцієнта потужності, при якому вони працюють (Р= Scosφ). У свою чергу цей коефіцієнт потужності залежить від співвідношення величин активного і реактивного опору, включених в ланцюг, іншими словами, від характеру електроприймачів, що живляться даними генератором або трансформатором.          Реактивна потужність. Для розгляду реактивної потужності необхідно мати уявлення про активну і реактивну складову  змінного струму. Порівнюючи між собою формули для визначення потужності змінного і постійного струму, можна бачити, що на місці повної величини сили струму I у формулі потужності стоїть вираз Icos φ, де cos φ- величина, менше одиниці (і тільки в окремих випадках рівна їй). Звідси слідує, що в ланцюгах змінного струму не весь струм створює корисну, активну потужність,а тільки деяка його частина, яка називається активною складовою струму. 

Проекція вектора струму на горизонтальний напрямок, перпендикулярний вектору напруги, що дорівнює Isin φ, називається реактивною складовою змінного струму. Реактивна складова струму не бере участь у створенні активної потужності. Добуток чинної в ланцюзі напруги на реактивну складову струму носить назву реактивної потужності і позначається латинською буквою Q. Реактивна потужність вимірюється в одиницях, званих “вар”. З наведеного визначення реактивної потужності випливає співвідношення:

                                                                                                                     (18)

де    Q– реактивна потужність, вар; 

        U– напруга, В;          I– сила струму, А;          sin φ  –  числовий коефіцієнт, що залежить від кута зсуву фаз в даннім ланцюзі.

 

Рисунок  7–  Трикутник потужностей

 

Реактивна потужність, так само як і реактивна складова струму, характеризує собою ту енергію, яка йде на створення магнітного поля індуктивності або електричного поля конденсатора (якщо останній включений у цей  ланцюг). Ця енергія в процесі протікання змінного струму в ланцюгах із зсувом фаз здійснює безперервні коливання між джерелом енергії і її споживачем. Активна, реактивна і повна потужності змінного струму пов'язані між собою співвідношенням:

                                                                                                                     (19)

Це співвідношення можна представити як векторну діаграму, що отримується на підставі діаграми напруг чи струмів, носить назву “Трикутника потужностей” (рис. 7). Два катета цього трикутника являють собою в тому або іншому масштабі активну і реактивну потужності (у кВт і квар), а гіпотенуза - повну потужність (кВ· А). Кут φ чисельно дорівнює куту зрушення фаз струму і напруги в ланцюзі. Значення косинуса цього кута називають коефіцієнтом потужності.

 

Поняття про трифазний струм

 

        Трифазною системою називається сукупність трьох однофазних кіл, в яких діють три ЕРС однакової частоти, зсунуті за фазою одна відносно одної на 120°. Така система отримала найбільш широке застосування, бо вона дозволяє при передачі однієї і тієї ж потужності отримати економію металу в проводах, зменшити втрати енергії і створити прості і зручні в експлуатації трифазні двигуни змінного струму. На рис. 8 показана система, що складається з трьох окремих генераторів (рис. 8, б), і спрощена схема генератора трифазного струму (рис. 8, а).   Трифазний генератор має три обмотки, в яких індуктируються три ЕРС, які зсунуті по фазі на 120°. Кожна обмотка називається фазою, а напруга на фазі фазною напругою ( UФ). Навантаження підключається до обмоток генератора лінійними проводами і нульовим проводом, який в деяких випадках може бути відсутнім. Напруга між лінійними проводами називається лінійною напругою ( Uл.). Струм у фазі - генераторним струмом, а струм в лінійному проводі - лінійним струмом. Обмотки генератора і навантаження можуть включатися в “зірку” або “трикутник”. На рис. 9 показано з'єднання в “зірку”: початок або кінці обмоток генератора з'єднують в одну точку. До решти кінців обмоток підключають лінійні дроти, а до загальної точки - нульовий провід. Якщо навантаження рівномірне, то нульовий провід не потрібен, бо він забезпечує незалежність роботи фаз при нерівномірному навантаженні, коли по ньому протікають зрівняльні струми.

 

Рисунок 8– Схема генератора і розгорнута діаграма трифазного струму: 

а –  спрощена схема генератора трифазного струму, б – схема, що складається  з трьох генераторів, в –  діаграма напруги генератора.

 

Рисунок 9 – Схема з'єднання обмоток генератора і споживачів  в «зірку»

 

      Лінійна напруга при з'єднанні в «зірку» √3 разів більше фазного, лінійні та фазні струми однакові:

                                                                                                          (20)

        Щоб з'єднати обмотки генератора в  «трикутник», необхідно кінець першої обмотки з'єднати з початком другої; кінець другої з початком третьої; кінець третьої з початком першої. Лінійні проводи підключають до точок з'єднання фаз (рис. 10).

 

Рисунок 10 – Схема з'єднання обмоток генератора і споживачів в «трикутник»

 

       При з'єднанні в «трикутник» лінійні та фазні напруги дорівнюють, а лінійний струм в√3 разів більше фазного:

                                                                                                      (21)

     Потужність трифазної системи складається з потужностей кожної фази. Щоб знайти загальну потужність, треба за формулою Р= IФUФcosφ визначити потужність кожної фази і всі три потужності скласти. Так поступають при будь-яких навантаженнях.  Загальна потужність може бути визначена за формулою:

                                                                                                          (22) ,

якщо навантаження рівномірне, тобто якщо опір і характер навантаження всіх трьох фаз однаковий.

Електровимірювальні прибори

 

Електровимірювальними приладами називаються прилади, що служать для вимірювання електричних величин. Вони класифікуються за такими ознаками: 

-                          за родом вимірюваної величини: амперметри, вольтметри, омметри, ватметри та комбіновані; 

-                          за родом струму: прилади постійного струму, змінного струму і комбіновані;

-                          за принципом дії: магнітоелектричні, електромагнітні, електродинамічні, індукційні, термоелектричні, електростатичні, електронні та ін; 

-                          за погрішностями  вимірювань: на вісім класів - 0,05; 0,1; 0,2;  0,5; 1; 1,5; 2,5 і 4. Цифри показують максимальну похибку у відсотках, яка можлива у приладі даного класу. Наприклад, похибка показань амперметра класу 1,5 не перевищує ±1,5%. 

      Існує два основних методи електричних вимірювань: метод безпосередньої оцінки і метод порівняння. 

У методі безпосередньої оцінки вимірювана величина відраховується безпосередньо за шкалою приладу. Переваги методу - зручність відліку показань приладу і мала витрата часу на операцію вимірювання. Недолік - порівняно невисока точність вимірювань.

У методі порівняння вимірювана величина порівнюється безпосередньо з еталоном. Метод порівняння використовується в лабораторних умовах. Крім звичайних приладів, які вказують той або інший вимір на даний момент часу (зазвичай стрілкою нашкалі приладу), існують самопишучі вимірювальні прилади, записуючі безперервно на рушівній стрічці свої свідчення.

Умовні позначення, що визначають основні характеристики приладу, які виносяться на шкалу електровимірювального приладу (табл№1).

 

Таблиця №1 – Основні умовні позначення, що виносяться на шкалу  електровимірювального приладу

                                                                                                            Приклад. На шкалі приладу є наступні умовні позначення:                                                                   

Це означає, що похибка при вимірюванні - 2,5%; рід струму - постійний і змінний; електромагнітна вимірювальна система; вертикальна установка; ізоляція випробувана при напрузі 2 кВ; прилад призначений для установки в закритих неопалюваних приміщеннях.

 

 

Запитання для самоперевірки

1.   Що називають змінним електричним струмом?

2.   Як називаються величини, що характеризують змінний струм?

3.   Частотою називається…………………………………..

4.   Опори в ланцюгах змінного струму бувають……………………..

5.   Для ланцюгів змінного струму розрізняють………….,……………..і……………. потужності.

6.Що називають трифазною системою?

7.  Напруга між лінійними проводами називається……………………………..

8.  Які схема з'єднання обмоток генератора і споживачів ви знаєте?

9.  Що називають електровимірювальними приладами?

 

ЕЛЕКТРИЧНІ МАШИНИ

Тема №2 

Електричні машини постійного струму

Класифікація машин постійного струму по способу збудження

 Електродвигуни постійного струму

 

Електричні машини постійного струму

 

        За призначенням електричні машини постійного струму діляться на генератори і двигуни. Генератори постійного струму застосовують у тих галузях техніки, в яких для технологічних цілей потрібен постійний струм: електроліз, електричне зварювання, а також для живлення двигунів постійного струму. Двигуни постійного струму застосовують для підйомних пристроїв, в електричній тязі, для приведення в дію прокатних станів, гребних гвинтів суден і в інших видах регульованого електроприводу. В будівництві постійний струм застосовують для електроприводу потужних екскаваторів, які отримують живлення від двигуна генератора,що перетворює енергію змінного струму в енергію постійного струму, а також для зарядки акумуляторів і в рідкісних випадках для електричного зварювання. 

Пристрій машини постійного струму. Основними частинами машини постійного струму (рис. 11) є: нерухома частина-статор, обертовий ротор-якір і два підшипникових щита. Статор складається із станини, осердя полюсів електромагнітів, виконаних з тонких листів сталі, ізольованих один від одного лаковою плівкою або тонкими аркушами паперу. На сердечники надіті котушки з ізольованого мідного дроту, яка являється обмоткою порушення машини. Ротор машини, який  в машинах постійного струму називається якорем, являє собою циліндричне тіло, зібране з тонких листів сталі, так само як сердечники електромагнітів. В якорі машини влаштовують пази для розміщення обмотки, кінці якої прикріплюють до пластин колектора,ізольованим один від одного і валу якоря непровідниковим матеріалом - миканитом. На зовнішню поверхню колектора накладають щітки, які за допомогою траверси прикріплені до нерухомої частини машини.

 

Рисунок 11– Пристрій машини постійного струму: 1 – колектор, 2 –  щітки, 3 –  осердя якоря, 4 – осердя головного полюса, 5– полюсна котушка, 6 –  статор, 7– підшипниковий щит, 8 –  вентилятор, 9– обмотка якоря

            При обертанні якоря обертається і колектор, а щітки ковзають по його поверхні, залишаючись нерухомими. Вал якоря обертається в підшипниках, закріплених в підшипникових щитах. 

 Розглядаючи спрощену схему (рис. 12), на якій між двома магнітами розташований один обертовий виток обмотки якоря, можна зрозуміти призначення і принцип дії колектора. Кінці обмотки якоря з'єднані з двома пластинами колектора, по якому ковзають дві щітки. При обертанні якоря в його провідниках буде наводитися синусоїдальна мінлива електрорушійна сила. При наявності колектора з верхньої щіткою весь час виявляється сполученим провідник, який рухається під північним полюсом, а з нижньої - провідник, який рухається під південним полюсом електромагніту. В результаті цього між щітками буде діяти ЕРС, що змінюється в часі (рис. 13). Всі точки кривої розташовані вище нульової лінії (напруга весь час буде зберігати один знак). Таким чином колектор випрямляє змінну напругу.

 

Рисунок  12– Спрощена схема генератора постійного струму

        Але ЕРС (див. рис. 13) ще не є напругою постійного струму, так як його величина два рази за один оборот якоря зазнає змін від нульового значення до максимального. Якщо намотати на якір обмотку, яка складається не з одного, а з двох витків, і розташувати їх на якорі перпендикулярно один одному, то ЕРС, що наводяться в них при обертанні якоря, будуть відрізнятися один від одного по фазі. В той момент, коли в одному витку ЕРС дорівнює нулю, в іншому вона буде мати максимальне значення.

 

Рисунок  13–  Випрямлення колектором змінної ЕРС при одній котушці на якорі генератора

          При відповідному з'єднанні витків ЕРС,які в них наводяться будуть складатися і на щітках машини вийде сумарна напруга, яке має значно менші коливання за   величиною (рис. 14).  

В машинах постійного струму,які випускаються на заводах,обмотки  якоря мають значно більше число котушок і пластин колектора. Відповідним збільшенням числа котушок обмотки і пластин колектора одержують сумарну напругу на щітках  (виводах) генератора з дуже малими коливаннями за величиною.

 

Рисунок  14–  Випрямлення колектором змінної ЕРС при двох котушках на якорі генератора

Класифікація машин постійного струму по способу збудження

 

         Робочі властивості машин постійного струму залежать значною мірою від способу з'єднання обмотки збудження з якорем машини. По способу живлення обмотки збудження машини постійного струму підрозділяються: на машини з паралельним збудженням (шунтові), машини з послідовним збудженням (серієсні) і машини зі змішаним збудженням (компаундні) (рис. 15). 

Машини з паралельним і змішаним збудженням застосовують в якості  генераторів, так і двигунів з послідовним збудженням - тільки в якості двигунів. У машинах з паралельним збудженням обмотка збудження приєднується паралельно обмотці якоря (рис. 16,а), машинах з послідовним збудженням послідовно з обмоткою якоря (рис. 16, б). У машинах зі змішаним збудженням обмотка збудження має дві частини: одну, з'єднаних паралельно, а іншу - послідовно з обмоткою якоря (рис. 16, в) . Обмотки збудження, що приєднують паралельно, виконують з невеликого перерізу проводів; обмотки ж, приєднувані послідовно, що розраховуються на проходження через них повного струму генератора, виконують з проводів великого перерізу.

 

Рисунок  16 –  Збудження машин постійного струму: а –  паралельне (шунтове), б– послідовне (серієсне), в –  змішане (компаундне), R – навантаження.

 

ЕРС, яку розвиває будь-який генератор постійного струму,прямо пропорційна числу обертів і величині магнітного потоку, створюваного полюсами. Магнітний потік залежить від струму в обмотці збудження. Регулювання ЕРС генератора постійного струму може здійснюватися зміною або числа його оборотів, або величини струму збудження:

                                                                                                                    (22) де р –  число пар полюсів; 

N– число всіх провідників обмотки;  а –  число паралельних гілок; 

Ф –  магнітний потік обмотки збудження (Вб);  n –  частота обертання якоря, хв^-1.

Електродвигуни постійного струму

Величина обертового моменту двигуна постійного струму (М) виражається наступним співвідношенням:

                                                                                                                               (23)

де k– постійна двигуна, залежить від його конструкції; 

Ф– магнітний потік, Вб; 

I_я –  сила струму якоря, А. 

Швидкість двигуна підпорядковується рівнянню:

                                                                                                                   (24) де R_я – опір обмотки якоря, Ом.

 

       Двигун паралельного збудження, схема включення якого наведена на рис. 17,а приєднується до мережі так, щоб обмотка збудження завжди перебувала під повною напругою мережі. Тому магнітний потік двигуна залишається постійним, що не залежить від навантаження, а сила струму в обмотці якоря зростає пропорційно навантаженню. З формули (22) видно, що обертаючий момент двигуна також зростає пропорційно навантаженню. Швидкість обертання зменшується за формулою (23) незначно. Регулювання швидкості обертання, як показує формула (23), досягається зміною напруги, що підводиться до двигуна; введенням опору в ланцюг якоря або зміною магнітного потоку. Введення опору в ланцюг якоря викликає зменшення швидкості двигуна; регулювання швидкості відбувається при постійному моменті.

 

Рисунок  17– Схеми вмикання електродвигунів з паралельним (а) і послідовним (б) збудженнями

         Цей спосіб застосовується для підйомників, лебідок, поршневих компресорів, насосів і т. д. Однак він пов'язаний із значними втратами, зумовленими нагріванням додаткового опору, через який  протікає весь струм якоря. Найбільше поширення має регулювання частоти обертання двигуна зміною магнітного потоку. Це досягається реостатом, включеним в обмотку збудження. При зменшенні сили струму збудження зменшується магнітний потік, а отже, збільшується частота обертання двигуна. У цьому випадку регулювання відбувається при постійній потужності.  Включення реостата в ланцюг обмотки збудження не викликає значних втрат енергії завдяки невеликому значенню сили струму збудження. У двигуні паралельного збудження обмотка збудження має великий опір і, отже, сила струму в цій обмотці і в реостате невелика. 

Електродвигун з послідовним збудженням включають у мережу за схемою, зображеною на рис. 17, б. Своїми характеристиками двигуни послідовного збудження значно відрізняються від двигунів паралельного збудження. Внаслідок того, що через обмотку збудження двигуна, послідовно з'єднану з обмоткою якоря, проходить весь його струм, одночасно із збільшенням навантаження двигуна, різко зростає величина магнітного потоку його полюсів. Також різко падає кількість його оборотів, яке, як вже зазначалося, змінюється зворотно пропорційно магнітному потоку. У зв'язку з цим такі двигуни, по-перше, розвивають великий обертовий момент при малих обертах (зокрема, при пуску в хід) і, по-друге, мають велику перевантажувальну здатністю. Разом з тим, зі зменшенням навантаження на валу частота обертання двигуна швидко зростає і при малих навантаженнях (менше 1/4 нормальної) він набуває швидкісті, яка небезпечна для його цілісності. 

Вхолосту, тобто без навантаження, серієсні електродвигуни взагалі не можна пускати, вони йдуть, як прийнято говорити, на «рознос». Це є негативною властивістю серієсного електродвигуна. За своїми характеристиками ці електродвигуни найбільше підходять для приводу підйомно-транспортних пристроїв. Їх широко застосовують в електричній тязі (трамваї, тролейбуси, електричні залізниці). 

У будівельній практиці двигуни послідовного збудження застосовують на деяких типах потужних екскаваторів з живленням від двигунів-генераторів і на електричних навантажувачах з живленням від акумуляторів.

  Регулювання швидкості двигунів послідовного збудження принципово не відрізняється від двигунів з паралельним збудженням, тільки значення сили струму в обмотці збудження установи або якоря змінюється не реостатом, а їх шунтуванням -відведенням частини струму від цих обмоток. Для зміни напрямку обертання двигунів постійного струму (реверсування) необхідно змінити полярність магнітного поля або напрям сили струму в обмотці якоря. Цю операцію виконують перемиканням відповідних обмоток - якоря або збудження.

 

Запитання для самоперевірки

1. За призначенням електричні машини постійного струму діляться ….….. і……... 2. По способу живлення обмотки збудження машини постійного струму підрозділяються?......... Перелічіть.

3. З яким збудженням ви знаєте схеми вмикання електродвигунів?

 

ЗМІСТОВИЙ БЛОК 2 ЕЛЕКТРОТЕХНІКА В БУДІВНИЦТВІ

 

Тема №3

Споживачі електричної енергії

Класифікація електричних мереж

Провода та кабелі

Інвентарні електротехнічні пристрої

 

Споживачі електричної енергії

 

Приймачем електроенергії (електроприймачем) є електрична  частина технологічної установки або механізму, отримуюча енергію з мережі і витрачаюча її на виконування технологічних процесів. Споживаючи електроенергію з мережі, електроприймач, по суті,перетворює її в інші види енергії: механічну, теплову, світлову чи в електроенергію з іншими параметрами (за родом струму, напрузі, частоті). 

Деякі технологічні установки мають кілька електроприймачів: верстати, крани, і т. п. Електроприймачі класифікуються за такими ознаками: напруги, роду сили струму, його частоті, одиничної потужності, ступеня надійності електропостачання, режиму роботи, технологічним призначенням. По напрузі електроприймачі поділяються на дві групи: до 1000 В і понад 1000 В. За родом сили струму електроприймачі поділяються: на приймачі змінного струму промислової частоти (50 Гц), постійного струму і змінного струму частотою, відмінною від 50 Гц (підвищеної або зниженої).

Одиничні потужності окремих електроприймачів і електроспоживачів різні - від десятих часток кіловата до декількох десятків мегават. 

За ступенем надійності електропостачання правила пристрою електроустановок (ППЕ) передбачають три категорії: 

1.    Електроприймачі I категорії - електроприймачі, перерва постачання електроенергії яких  пов'язана з небезпекою для людей чи тягне за собою великі матеріальні збитки (доменні цехи, котельні виробничого пара, підйомні та вентиляційні установки шахт, аварійне освітлення та ін). Вони повинні працювати безперервно. 

2.    Електроприймачі II категорії - електроприймачі, перерва електропостачання яких призводить до масової недовідпуски продукції, простою технологічних механізмів, робочого, промислового транспорту, порушення нормальної діяльності міських і сільських жителів. 

3.    Електроприймачі III категорії - усі інші електроприймачі, що не підходять під визначення I і II категорій. Електроприймачі даної категорії допускають перерву електропостачання не більше однієї доби.

 

Характеристики електроприймачів

До загальнопромислових установок відносяться вентилятори, насоси, компресори, повітродуви і т. п. В них застосовуються асинхронні і синхронні двигуни трифазного змінного струму частотою 50 Гц, на напругах від 127 В до 10 кВ, а там, де потрібне регулювання продуктивності, - двигуни постійного струму. Характер навантаження рівний, поштовхи її спостерігаються тільки при пуску. Основні агрегати (насоси, вентилятори тощо) мають тривалий режим роботи. Дана група електроприймачів відноситься, як правило, до першої категорії надійності. Деякі вентиляційні і компресорні станції відносяться до другої категорії надійності. Регульований електропривід технологічних механізмів і двигуни верстатів з підвищеною швидкістю обертання одержують живлення від перетворювальних установок. Режими їх роботи різні і визначаються режимом механізму. 

Перетворювальні установки на промислових підприємствах служать для живлення електроприймачів, механізмів і установок, які через особливості технологічних режимів повинні працювати або на постійному, або на змінному струмі з частотою, відмінною від 50 Гц. Перетворювачами струму служать двигунигенератори, ртутні і напівпровідникові випрямлячі, що живляться від трифазних мереж змінного струму промислової частоти на напругах до 110 кВ.

 До електротехнологічних установок відносяться електронагрівальні і електролізні установки, установки електрохімічної, електроіскрової і ультразвукової обробки металів, електромагнітні установки (сепаратори, муфти), електрозварювальне обладнання.

 Електронагрівальні установки об'єднують електричні печі і електротермічні установки, які за способом перетворення електроенергії в теплову розділяються на печі опору, індукційні печі і установки, дугові електричні печі, печі конденсаторного нагріву. Печі опору одержують живлення від трифазних мереж змінного струму частотою 50 Гц, в основному на напрузі 380/220 В. Індукційні плавильні печі випускаються зі сталевим осердям і без нього, потужністю до 4500 кВ· А. Живлення індукційних печей і установок гартування і нагріву здійснюється від трифазних мереж змінного струму частотою 50 Гц, на напрузі  380/220 В і вище залежно від потужності. Перераховані печі і установки індукційного нагріву відносяться до приймачів другої категорії надійності. 

Електрозварювальне обладнання живиться напругою 380 або 220 В змінного струму промислової частоти. Потужності електрозварювального устаткування в залежності від його типу можуть бути від 100 В · А до 1 МВ· А. Дугове електрозварювання на змінному струмі виконується за допомогою одно - або трифазних зварювальних трансформаторів або машинних перетворювачів. На постійному струмі застосовуються зварювальні двигуни-генератори. Для контактного зварювання використовуються одно - або трифазні зварювальні установки.  

Електрозварювальне обладнання працює в повторно-короткочасному режимі. Однофазні зварювальні приймачі (трансформатори і установки) дають нерівномірне навантаження за фазами трифазної мережі живлення. Коефіцієнт їх потужності коливається в межах 0,3 ... 0,7. Зварювальні установки по ступеню надійності  відносяться до другої категорії. Потужність електроприводів підйомнотранспортних пристроїв визначається умовами виробництва, її значення коливається від декількох до сотень кіловат. Для їх живлення використовується змінний струм напругою 380 і 660 В і постійний струм напругою 220 і 440 В. Режим роботи - повторно-короткочасний. Навантаження на стороні змінного трифазного струму - симетричне. Коефіцієнт потужності змінюється відповідно завантаженню в межах від 0,3 до 0,8. По надійності електропостачання підйомно-транспортне устаткування відноситься до першої або другої категорії (залежно від призначення і місця роботи).

 Електричні освітлювальні установки є в основному однофазними приймачами. Лампи світильників мають потужності від десятків ватів до декількох кіловатів і живляться напругою до 380 В. Світильники загального освітлення (з лампами розжарювання або газорозрядними) живляться переважно від мереж 220 або 380 В. Світильники місцевого освітлення з лампами розжарювання на 12 і 36 В живляться через знижуючі однофазні трансформатори. Рівномірне завантаження фаз трифазної мережі досягається шляхом групування світильників по фазах. Характер навантаження- тривалий. 

Електроосвітлювальні установки відносяться до другої категорії надійності. У тих випадках, коли відключення освітлення загрожує безпеці людей або неприпустимо за умовами технологічного процесу, передбачаються системи аварійного освітлення. Лампи ДРЛ, для яких характерне тривале запалення, в таких системах не застосовуються.

 

Класифікація електричних мереж

 

         Електричні мережі служать для передачі і розподілу електричної енергії. Вони поділяються на повітряні лінії, кабельні лінії та електропроводки.  Повітряні лінії (ПЛ) прокладаються на відкритому повітрі і складаються з ізольованих або неізольованих проводів, прикріплених лінійною арматурою до опор, ізоляторів або кронштейнів, до стін будівель та інженерних споруд. 

Кабельні лінії прокладаються переважно під землею, у траншеях, каналах, колекторах і складаються з одного або декількох, прокладених спільно, кабелів.  Електропроводку прокладають усередині будівель і споруд або за їх зовнішніми стінам. Вони виконуються ізольованими проводами різних марок і кабелями з гумовою ізоляцією, розрахованими на напругу до 1 000 В. 

На будівельних майданчиках для живлення електроенергією будівельних механізмів і електроосвітлювальних установок споруджуються в основному тимчасові електричні мережі, що складаються переважно з повітряних ліній, як більш дешевих і легко здійсненних. Всередині будівель, що будуються виконуються тимчасові електропроводки. Кабельні підземні лінії застосовують тільки в окремих випадках, коли з тих чи інших причин використання повітряних ліній на даній ділянці будівництва неможливо.

         Електричні мережі на будівельних майданчиках мають специфічні особливості, пов'язані з живленням електроенергією пересувних будівельних машин і механізмів. При зміні типу цих машин, їх розташування і кількості змінюється і розташування центрів електричного навантаження на території будівництва. Звідси і випливає основна особливість мереж на будівельних майданчиках: вони повинні бути мобільні (рухливі), здатні швидко слідувати за змінами електричного навантаження. У зв'язку з цим на будівництві відіграють велику роль переносні ділянки електромереж, виконувані переважно шланговими кабелями, і так звані інвентарні електротехнічні пристрої різного роду, які легко переміщуються з місця на місто. До таких пристроїв відносяться: пересувні трансформаторні підстанції; пересувні і переносні розподільні шафи; вмикальні пункти; освітлювальні вежі; пускові ящики для електродвигунів. 

Переносні ділянки електромереж та інвентарні пристрої в поєднанні з тимчасовими повітряними лініями забезпечують подачу електроенергії в різні точки будівельного майданчика в короткі терміни і з мінімальними витратами. Всі електричні мережі споруджуються відповідно до вимог Правил влаштування електроустановок (ПВЕ). 

          До тимчасових електромереж пред'являються ті ж вимоги, що і до постійних. Суворе дотримання цих вимог при спорудженні тимчасових електромереж є необхідною умовою забезпечення електробезпеки працюючих на будівельному майданчику.

Провода та кабелі

 

            Основним матеріалом для струмопровідних жил проводів і кабелів в даний час є алюміній. Для виготовлення голих проводів застосовується також сталь. Мідь, хоча і має більшу електропровідність, ніж алюміній, застосовується в дуже обмежених випадках (наприклад, коли необхідна особлива гнучкість дроту).           В якості ізоляційних матеріалів для виготовлення ізольованих проводів і кабелів застосовують гуму, кабельний папір, просочений спеціальними складами, і пластмаси, наприклад поліхлорвініл. Пластмасова ізоляція володіє рядом позитивних властивостей і тому з кожним роком збільшується її застосування у виробництві кабельної продукції. 

Всі дроти і кабелі випускаються нашою промисловістю за єдиною шкалою перерізів струмоведучих жил: 0,5; 0,75; 1; 1 ,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95;

120; 150; 185; 240; 300; 400 мм². Струмоведучі жили проводів і кабелів виготовляють переважно багатодротовими. 

Проводи. Для повітряної лінії електропередачі напругою до 1 кВ на будівельних майданчиках застосовують ізольовані або неізольовані дроти, розташовані на відкритому повітрі і прикріплені лінійною арматурою до опор, ізоляторів або кронштейнів, стін будівель та інженерних споруд. Повітряна лінія електропередачі із застосуванням самоутримних ізольованих проводів (СІП) позначається ВЛІ. 

Самонесучий ізольований провід - скручені в жгуг ізольовані жили, причому несуча жила може бути як ізольованою, так і неізольованою. Механічне навантаження може сприйматися або несучою жилою, або всіма провідниками жгута. 

Неізольовані алюмінієві дроти (марка А) випускаються багатодротовими перетином від 16 до 400 мм². На будівельному майданчику вони застосовуються перерізом не вище 150 мм². 

Особливий тип проводів - сталеалюмінієві дроти, що складаються із сталевого троса, на який навиті алюмінієві дроти. Сталевий трос служить для збільшення міцності проводу. Сталеалюмінієві  дроти на будівельному майданчику застосовують для спорудження ліній електропередачі напругою 35 кВ і вище. В сучасних умовах на ВЛ повинні, як правило, застосовуватися самонесучі ізольовані проводи. 

          Силові кабелі. Кабелем називають одножильний або частіше ізольований провід багатожильний спеціальної конструкції в герметичній оболонці. Кабелі, призначені для передачі електроенергії, носять назву силових. 

Силові кабелі в даний час випускаються головним чином з алюмінієвими жилами (одне-, двох-, трьох - і чотирьохжильні), з ізоляцією з паперу, просоченою маслоканіфольним складом, а також з пластмасовою ізоляцією. 

Відмінною особливістю кабелів є наявність герметичної (алюмінієвої, свинцевої або пластмасової) оболонки, призначеної для оберігання від проникнення всередину кабелю вогкості. У зв'язку з цим при прокладанні силових кабелів застосовують особливі методи з'єднання їх за допомогою спеціальних з'єднувальних муфт. Вільні кінці  піддаються особливій обробці з герметичним накінечником.

         Кабелі, що призначаються для прокладки безпосередньо в землі, в траншиях, захищені від механічних впливів (поверх герметичної оболонки) бронею зі сталевих стрічок, покритою зверху шаром кабельної пряжі, просоченою бітумом. 

        Уявлення про конструкції кабелів з паперовою просоченою ізоляцією дає рис. 18. Четверта жила кабелю (рис. 18, б) служить нульовим проводом і робиться меншого перетину (близько половини перерізу фазних жил). Кабелі на напругу 6 і 10 кВ відрізняються від кабелів на напругу до 1 кВ посиленою ізоляцією струмоведучих жил.

 

Рисунок  18 – Кабель силовий з паперовою просоченою ізоляцією, броньований:  а –  загальний вигляд трижильного кабелю; б –  поперечний розріз чотирьохжильного кабелю; 1 –  струмоведучі жили,2, 3 –  відповідно фазова і поясна ізоляції з просоченого кабельного паперу, 4– оболонка алюмінієва або свинцева, 

5– сталева стрічкова броня, 6– шар кабельної пряжі.

 

         Для електропостачання будівельних майданчиків застосовують в основному наступні марки силових кабелів з паперовою ізоляцією:

а) при напрузі до l кВ - кабель ААБ, силовий броньований, в алюмінієвій оболонці, з алюмінієвими жилами, призначений для прокладки в траншеях; у разі прокладання в каналах (наприклад, при використанні постійних споруд споруджуваного підприємства) застосовується такий же кабель, але без зовнішнього покриву з кабельної пряжі понад броні - броньований голий - марки ААБГ; 

б) при напрузі 6 та 1 кВ - кабель ААБ і АСБ тієї ж конструкції, що й низьковольтні, також для прокладки в траншеях, але в алюмінієвій або свинцевій оболонці. На напругу до 1 кВ застосовують трьох - і чотирьохжильні кабелі, на 6 і 10 кВ - трьохжильні. 

          Кабелі з просоченою паперовою ізоляцією мають ряд недоліків: їх не можна сильно згинати, так як при різких вигинах псується ізоляція жил (радіус вигину повинен  дорівнювати не менше 15 зовнішнім діаметрам кабелю); не можна прокладати при низьких температурах без попереднього прогріву (з-за крихкості оболонки), не можна прокладати на велику висоту по вертикалі, так як в цих умовах при нагріванні кабелю струмом з нього починає витікати просочувальний склад і ізоляція кабелю втрачає свої властивості.

           Зазначених недоліків не мають силові кабелі з пластмасовою ізоляцією. Такі

кабелі з ізоляцією з поліетилену або полівінілхлориду в полівінілхлоридній оболонці броньовані та неброньовані з кожним роком отримують все більше застосування. Промисловість випускає їх на напруги 1; 6 і 10 кВ трьох - і чотирьохжильними з перерізом жил до 150 мм². У марках цих кабелів друга буква вказує матеріал герметичної оболонки (В - полівінілхлорид), а третя - матеріал ізоляції (П - поліетилен, полівінілхлорид). 

        Наприклад: кабель марки АВПБ – з алюмінієвими жилами, з поліетиленовою ізоляцією в полівінілхлоридній оболонці, броньований; кабель марки АВВБ - такий же, але з полівінілхлоридною ізоляцією. 

До переваг кабелів з пластмасовою ізоляцією крім усунення зазначених вище недоліків, властивих кабелів в паперовій просоченій ізоляції, слід віднести також відсутність металевих (алюмінієвих чи свинцевих) оболонок, що знижує масу кабелів і витрату кольорового металу на їх виготовлення.

           Встановлювальні проводи і кабелі. Проводи з гумовою і пластмасовою ізоляцією (настановні) і кабелі з гумовою ізоляцією служать для виконання електропроводок. Випускають їх, як правило, на напругу до 500 В з алюмінієвими жилами; з мідними жилами виготовляють тільки особливо гнучкі проводи.

             Назвемо найбільш застосовувані в умовах будівництва марки установочних проводів і кабелів з гумовою ізоляцією: 

АПР і АПВ- проводи одножильні алюмінієві, перший з гумовою ізоляцією в обплетінні з просоченої бавовняної пряжі, другий - з поліхлорвініловою ізоляцією і без обплетіння; призначення - прокладка по роликах і ізоляторах, а також в трубах і безпосередньо (без труб) в каналах і порожнинах будівельних конструкцій;   ПРГ і ПВГ - гнучкі проводи з мідними жилами з великою кількостю тонких дротів; застосовуються для з'єднання рухомих частин машин і апаратів; 

АВРГ і АНРГ- кабелі з алюмінієвими жилами з гумовою ізоляцією в герметичній оболонці з поліхлорвінілу, двох - і трьохжильні прокладаються безпосередньо по поверхні стін і стель; використовуються для прокладки в сирих приміщеннях і в приміщеннях з хімічно активним середовищем; 

АППВ і АПН- плоскі дроти двох - і трьохжильні з алюмінієвими жилами в ізоляції з поліхлорвінілу (АППВ) або гуми (АПН); призначення - постійні електропроводки в освітлювальних мережах; прокладаються приховано або відкрито, безпосередньо по стінам і стелям (без роликів);

ПРД і ПРВД - двожильний кручений дріт (шнури) з мідними жилами з гумовою ізоляцією в обплетінні з бавовняної пряжі або у поліхлорвініловій оболонці.         Шлангові кабелі і дроти. Для приєднання переносних електроприймачів призначені шлангові кабелі і дроти. Їх застосовують на будівельних майданчиках для живлення електроприводу пересувних будівельних машин та механізмів - кранів, екскаваторів, компресорів; для живлення зварювальних трансформаторів, електроінструмента  і т. д.  Випускаються вони тільки з мідними жилами, сплетеними з тонких дротиків (для більшої гнучкості). 

Для захисту від механічних впливів та від проникнення вогкості до струмопровідних жил шлангових кабелів  та проводів на додаток до гумової ізоляції жил мають товсту (5 ... 8 мм товщиною) гумову оболонку. Особливість їх – наявність додаткової, так званої заземлювальної, жили, призначеної для заземлення корпусів         будівельних         механізмів з     електроприводом.Для живлення електроприймачів напруги до 500 В на будівництві застосовують шлангові кабелі і дроти переважно наступних марок:

ШРПС - шлангові шнури переносні (для живлення електроінструменту, зварювальних трансформаторів та переносних світильників); двох - і трьохжильні з додатковою заземлюючою жилою; 

КРПТ - шлангові кабелі переносні важкі (для живлення електроприводу будівельних механізмів) двох - і трьохжильні з додатковою заземлюючою жилою (рис. 19); 

ГРШ і ГРШН - шлангові кабелі шахтні (врубові) гнучкі трьохжильні з заземлюючою жилою; відрізняються більшою (порівняно з маркою КРПТ) міцністю; 

ПРГД - шлангові проводи гнучкі для дугового зварювання одножильні.

 

Рисунок  19 – Шланговий кабель марки КРПТ: 1 – заземляюча жила, 2–гумова оболонка, 3 – прогумова тканина, 4 – ізоляція жил, 5 – мідна струмоведуча жила,

6–вулканізаційна гума, 7– обмотка тканинною стрічкою.

 

Для живлення будівельних машин з високовольтним електроприводом  промисловістю випускаються шлангові кабелі на напругу 3 і 6 кВ наступних марок:

КШВГ і КШВГЛ - шлангові кабелі високовольтні гнучкі трьохжильні з додатковою заземлюючою жилою;  

ПШ - шлангові кабелі гнучкі, торф'яні; застосовуються для живлення електроприводу будівельних механізмів в особливо сирих місцях; мають посилену гумову ізоляцію та заземлюючу оплітку (під шланг) з мідних дротів;виготовляються також і для напруги до 500 В.

Інвентарні електротехнічні пристрої

        

  Інвентарні електротехнічні пристрої. Застосування інвентарних (пересувних і переносних) електротехнічних пристроїв впорядковує електрогосподарство будівельного майданчика, підвищує надійність роботи і забезпечує більшу безпеку працюючих на будівництві. Пристрої ці досить різноманітні. Крім описаних вище комплектних пересувних підстанцій КПП, на передових будівництвах широко застосовують також інвентарні розподільні шафи для приєднання окремих ліній (рис. 20) , вмикальні  пункти для будівельних механізмів і електроінструменту (рис.

21), силові ящики, обладнані описаними вище блоками запобіжник - вимикач (рис. 22), стійки і вишки для світильників і прожекторів і ряд інших пристроїв. При будівництві багатоповерхових виробничих корпусів, а також житлових і громадських будівель вельми доцільно застосування інвентарних стояків з металевих або жорстких гофрованих паперових труб з закладеними в них проводами і поверховими коробками “відбору потужності”.Такі стояки встановлюються у сходових клітках будівлі, що будується. Наявність їх дозволяє правильно, зручно і безпечно організувати тимчасове електропостачання будівлі, що будується.

 

 

Рисунок  20–Інвентарна розподільча шафа з блоками запобіжник – вимикач

 

Рисунок  21– Інвентарні вмикальні пункти: а – для живлення баштового крана, б – для живлення ручного інструменту.

 

Рисунок 22 – Силовий ящик з блоком запобіжник-вимикач типу ЯБПВ

 

Запитання до самоперевірки

1.   Що являється приймачем електроенергії?

2.   За якими ознаками класифікуються електроприймачі?

3.   Перелічіть характеристики електроприймачів. 4. Електричні мережі служать для …………………………

5.   Які марки силових кабелів застосовують?

6.   Які інвентарні електротехнічні пристрої застосовують на будівельному майданчику?

 

 

 

 

ЕЛЕКТРОПРИВІД У БУДІВНИЦТВІ

 

Тема 4

Нагрів і охолодження електродвигуна

Експлуатація електричних машин

Електробезпека зварювальних робіт

 

Нагрів і охолодження електродвигуна

 

           Енергія,яка втрачається в електродвигуні йде на нагрів його частин. З моменту пуску електродвигуна температура нагріву його поступово підвищується і досягає усталеного стану, коли кількість тепла, що виділяється електродвигуном в одиницю часу, в той же проміжок часу віддається в навколишнє середовище.     Допустиме навантаження електродвигунів визначається нагріванням його обмоток, норми нагріву яких залежать від роду ізоляції. Ізоляційні матеріали, які застосовуються в електромашинобудуванні, розділяються по теплостійкості на наступні класи ізоляції:

Клас 0 - непросочені волокнисті матеріали з целюлози і шовку. 

Клас А - просочені волокнисті матеріали з целюлози і шовку. 

Клас В - матеріали на основі слюди, азбесту і скловолокна, застосовувані з органічними зв'язувальними і пропитуваючими складами. 

Клас Е - синтетичні органічні плівки. 

Клас F-матеріали на основі слюди, азбесту і скловолокна застосовуються в поєднанні з синтетичними зв'язуючими і пропитуваючими складами. 

Клас Н - матеріали на основі слюди, азбесту і скловолокна, застосовувані в сполученні з кремнійорганічними єднальними і пропитуваючими складами.  Клас С - слюда, керамічні матеріали, скло, кварц, що застосовуються без зв'язуючих складів.

Найбільша допустима температура нагрівання (°С) для ізоляції класу А - 105; класу В - 130; класу F - 155; класу Н-180; С-класу-більш 180. Зниження температури у електродвигунів з вентиляцією при холостій роботі відбувається інтенсивніше, ніж при повній зупинці, так як для охолодження внутрішніх частин при їх обертанні створюються більш сприятливі умови.

 

Експлуатація електричних машин

 

При експлуатації електропривода електродвигун повинен бути негайно відключений: 

при нещасному випадку з людиною;  появі диму або вогню з електродвигуна або апаратури;  сильної вібрації електродвигуна;  поломки  механізму; 

неприпустимому нагріванні підшипників;

надмірному зниженні швидкості електродвигуна, що супроводжується сильним його нагріванням;  несподіваному непереборному стопоренні двигуна.

Якщо з місця, де встановлений двигун, не видно апарат управління приводом, то поблизу двигуна повинен бути встановлений додатковий  аппарат,який комутує, що запобігає дистанційному пуску двигуна при його ревізії або огляді. Перед  пуском встановленого електродвигуна його очищають від пилу. Очищають від пилу, сміття, бруду місце, де він встановлений. Перевіряють, чи немає в двигуні сторонніх предметів.  Продувають його сухим стисненим повітрям при тиску не вище 0,2 МПа, вимірюють опір ізоляції, перевіряють стан зовнішніх болтових з'єднань. Оглядають підведені кабелі і затяжку болтів заземлення. Перевіряють відповідність напруги мережі і електродвигуна. Провертають ротор вручну, перевіряють правильність з'єднання валів електродвигуна і приводимого механізму. При наявності пускового реостата перевіряють, чи введений він повністю. Якщо при пуску двигун не обертається, гуде або обертається поволі, він повинен бути негайно відключений і неполадки усунені.

Необхідно вести систематичне спостереження за роботою електродвигунів. Воно полягає в контролі електричних параметрів,навантаження, температури двигуна і його підшипників, періодичного вимірювання його опору. Для контролю навантаження в ланцюзі живлення двигунів середньої і великої потужності встановлюють амперметри (зазвичай у двох фазах), де червоною рискою має бути

зазначений найбільший допустимий (або номінальний) струм електродвигуна.  Температура двигуна вимірюється термометром, вбудованою термопарою або термисторними датчиками, які приклеюються до лобових частин обмоток до інших частин машин. 

Вимірювання опору ізоляції проводять мегометром на відключеному від мережі двигуні.

          Зовнішній огляд заземлення електричних машин повинен проводитися щодня. Періодичність технічних оглядів і ремонтів встановлюється місцевими інструкціями. Для баштових кранів профілактичні огляди зазвичай проводяться не рідше одного разу на 10 днів, середнього ремонту – не рідше одного разу на рік. Технічні огляди захищених двигунів в пилуватих або вологих приміщеннях слід проводити не рідше, ніж один раз на тиждень, а поточні ремонти - раз на два-три місяці; закриті двигуни оглядати один раз на два місяці, а поточні ремонти-один раз на рік.

 Капітальний ремонт двигунів призначається в залежності від їх стану, виявленого при огляді або поточного ремонту. Для електродвигунів, що працюють у важких умовах, капітальний ремонт повинен проводитися не рідше, ніж один раз у два роки. При огляді і поточному ремонті двигуна і його пуску, регулювальну і захисну апаратуру чистять, продувають стисненим повітрям, підтягують кріпильні вузли,провіряють звук, нагрівання і наявність мастила підшипників, підтягують і зачищають контактні з'єднання, оглядають заземлення, заміняють, якщо необхідно, щітки, чистять пусковий реостат, доливають в нього масло. В цей же час проводяться заміри опору ізоляції мегометром. Заміна, хоча б часткова, обмоток електродвигуна відноситься вже до капітального ремонту, сюди ж відноситься правка валу, заміна або заварка підшипникових щитів і т. д.

Під час експлуатації електричних приводів велике значення має спостереження за мастилом електричних машин та механічних передач. Мастило для підшипників повинно бути відповідних марок. Необхідно в підшипниках ковзання з кільцевим змащуванням доливати масло один раз в тиждень або декаду і повністю міняти один раз в два-три місяці. У кулькових і роликових  підшипниках мастило міняють два рази в рік. Кришки підшипників ковзання повинні бути щільно закриті для запобігання попадання в них вологи і пилу. Підшипники не повинні  сильно нагріватися (якщо руку важко утримати на гарячому підшипнику, двигун слід зупинити).

 При незадовільних свідченнях опору ізоляції можливо, що ізоляція необов'язково пошкоджена, а просто була вологою. При цьому електродвигуни та апарати піддаються сушці. Є спеціальні сушильні шафи. Малі двигуни можна просушувати софітами з лампами розжарювання.

 

Електробезпека зварювальних робіт

 

          Захист від ураження електричним струмом. При справному стані устаткування і правильному виконанні зварювальних робіт можливість ураження струмом виключається. Однак у практиці ураження електричним струмом відбуваються внаслідок несправності зварювального обладнання або мережі заземлення, неправильного підключення зварювального обладнання до мережі,  неправильного ведення зварювальних робіт.

У цих випадках поразки від електричного струму відбувається при дотику до струмонесучих частин електропроводки і зварювальної апаратури. Величина сили струму, що проходить через організм людини, залежить від його електричного опору. Цей  опір визначається не тільки умовами праці, але і станом здоров'я людини. Небезпека ураження зварювальника і підсобних робітників струмом особливо велика при зварюванні великогабаритних резервуарів, під час роботи всередині ємностей лежачи або напівлежачи на металевих частинах зварюваного виробу або при виконанні зовнішніх робіт в сиру погоду, у вологих приміщеннях, котлованах, колодязях та ін.

Тому зварювальні роботи повинні виконуватися при дотриманні основних умов безпеки праці. Корпус зварювального агрегату або трансформатора повинен бути заземлений. Заземлення здійснюється, як правило, за допомогою мідного дроту, один кінець якого закріплюється до корпусу зварювального генератора або трансформатора до спеціального болта з написом “земля”, а другий кінець приєднується до заземлювальної шини. Заземлення пересувних зварювальних апаратів і генераторів проводиться до їх включення в силову мережу, а зняття заземлення - тільки після відключення від силової мережі. При зовнішніх роботах зварювальні агрегати і трансформатори повинні перебувати під навісом, в наметі або в будці для захисту від дощу і снігу. При неможливості дотримання таких умов зварювальні роботи під час дощу або снігопаду не виробляють, а зварювальну апаратуру вкривають від впливу вологи.

 Для підключення зварювальних апаратів до мережі повинні використовуватися настінні ящики з рубильниками, запобіжниками і затисками. Довжина проводів мережевої напруги не повинна перевищувати 10 м. При необхідності нарощування провіду застосовують сполучну муфту з міцною ізоляційною масою або дріт з електроізолюючою оболонкою. Провід підвішується на висоті 2,5 ... 3,5 м. Спуски слід укладати в металеві труби. Вводи і виводи повинні мати втулки або воронки, які захищають проводи від перегинів, а ізоляцію від псування. Всі зварювальні дроти повинні мати справну ізоляцію і відповідати струмам,які застосовуються. Наприклад, для зварювального ланцюга при силі зварювального струму l00 А необхідно застосовувати проводи марки ПР або ПРГ перетином не менше 10 мм², при силі струму до 300 А перетин повинен бути не менше 50 мм², а при силі струму 600 А - 100 мм². Застосування оголених проводів і проводів зі старою і розпатланою ізоляцією забороняється. При роботах всередині резервуара або при зварюванні складної металевої конструкції до зварника призначають чергового спостерігача, який повинен забезпечити безпеку робіт і при необхідності надати першу допомогу.

 

 

 

Питання для самоперевірки

1.   Ізоляційні матеріали, які застосовуються в електромашинобудуванні, розділяються по теплостійкості на наступні класи ізоляції………….Перелічіть.

2.   Для чого потрібна експлуатація електричних машин?

3.   Обгрунтуйте,як людина зможе захистити себе  від ураження електричним струмом?

4.   Зварювальні роботи повинні виконуватися при дотриманні основних умов безпеки праці.Яких?

5.   При силі зварювального струму l00 А необхідно застосовувати проводи марки

…..або ….. перетином не менше …….мм².

 

ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ БУДІВЕЛЬНИХ КРАНІВ І ПІДЙОМНИКІВ

ЕЛЕКТРОПІДІГРІВ  БЕТОНУ І  ЕЛЕКТРОВІДТАЮВАННЯ ГРУНТУ

 

Тема №5

Безпека при електропідігріві

Влаштування електричного освітлення на будівельному майданчику

Класифікація умов праці по ступені електробезпеки

Заходи по забезпеченню безпечного ведення робіт з електроприладами

 

 

Безпека при електропідігріві

 

Безпека праці при електропрогріві при напрузі до 10 кВ мерзлого грунту полягає в повному виключенні потрапляння людей і тварин в зону небезпечних крокових напруг. Багаторазовими вимірюваннями встановлено величини крокових напруг в грунтах при робочій напрузі на електродах 10 кВ; безпечна крокова напруга  40 В спостерігалася, як правило, на відстані 9 ... 10 м від електродів, які беруть участь у прогріві грунту. 

      Напруги вимірювалися між вертикальними котрольними електродами, заглибленими  в грунт на 1,5 м і на 5...7 м. Огородження небезпечної зони електропрогрівання передбачає розташування на відстані 15 м від крайніх робочих електродів багатоярусного м'якого мотузкового бар'єру, укріпленого на інвентарних дерев'яних опорах. Кінці мотузок кріпляться до важелів кінцевих вимикачів, що встановлюються на опорах. Кінцеві вимикачі спрацьовують при різній напрузі з горизонтальних мотузяних перешкод, що викликають відключення напруги,яка підводиться до установки електропрогрівання грунту.

 

Влаштування електричного освітлення на будівельному майданчику

 

Зовнішнє освітлення території будівельних майданчиків здійснюється переважно прожекторами заливаючого світла. Прожектори (головним чином, типу ПЗС-35) встановлюють групами по 3...4 і більше на щоглах, висота яких залежить від сили світла і потужності прожекторів: чим більше сила світла прожектора, тим вище він повинен бути встановлений.

При цьому оптична вісь прожектора встановлюється майже горизонтально під кутом 8... 15° вниз по горизонталі. Практично приймається наступна мінімальна висота установки прожекторів над рівнем землі: ПЗС -45 з лампою 1000 Вт - 21 м, ПЗС-35 з лампою 500 Вт - до 13 м. Доцільно застосовувати інвентарні переносні прожекторні щогли. Одна з таких конструкцій щогл представлена на рис. 23.

Відстань між прожекторними щоглами вибирається зазвичай від 80 ... l00 до 200 ...

250 м (менші цифри відносяться до прожектора меншої потужності).

Для додаткового освітлення робочих зон застосовуються інвентарні переносні стійки з прожекторами малої потужності (з лампами  200 Вт) або зі світильниками. На рис.24 представлені такі інвентарні стійки. Крім того, на екскаваторах та інших будівельних машинах також зазвичай встановлюються прожектори малої потужності, які додатково висвітлюють зону роботи.

 Освітлення доріг, які не потрапляють в зону, освітлену прожекторами, здійснюється світильниками з арматурою зовнішнього освітлення СПО або “Універсал” з лампами потужністю 200... 300 Вт. Світильники підвішують на кронштейнах до опор (стовпів) повітряної лінії, яка їх живить на висоті близько 6 м від землі і на відстані 25... 35 м один від іншого. Для цієї ж мети, а також і для висвітлення окремих майданчиків території будівництва з успіхом можуть застосовуватися світильники з більш економічними ртутними лампами типу ДРЛ. Загальне освітлення виробничих підприємств будівництва здійснюється або лампами розжарювання або люмінесцентними лампами за допомогою світильників.

 Для сухих виробничих приміщень застосовують світильники “Універсал”, кільцеві ПМ -1 з лампами розжарювання або світильники типів ОД і ОДР з люмінесцентними лампами. Сирі і пилові приміщення висвітлюють ущільненими світильниками типу ПУ або РН з лампами розжарювання; можуть застосовуватися також світильники «Універсал». Світильники підвішують зазвичай на висоті 2,5 ... 3,5 м над робочими поверхнями, відстань між ними приймають приблизно рівним подвоєній висоті підвісу. Місцеве освітлення робочих місць у майстернях виконується за допомогою світильників АМО-60, які випускаються для цих цілей,  а також іншими, з лампами розжарювання.

 

Рисунок 23– Інвентарна телескопічна прожекторная щогла типу ТПМ-6: а – вид збоку; б – вид спереду;1 – розподільний щиток, 2 – прожектори,

3 – металоконструкція, 4 – ручна лебідка.

 

 

Рисунок 24 –Інвентарні стійки зі світильниками: а-стійка телескопічна типу ИПСК-2 з двома світильниками для освітлення робіт пo цегляній кладці;б- стійка типу ПТС-2 з одним світильником  для місцевого освітлення робочих зон

 

Для тимчасового освітлення будівель, що будуються використовують ті ж перераховані вище світильники з лампами розжарювання. В доповнення до загального освітлення застосовують, як правило, місцеве освітлення робочих зон, для чого використовують інвентарні переносні стійки і підвісні пристрої зі світильниками. За вимогами  безпеки  праці тимчасове освітлення будівель рекомендується влаштовувати на пониженій напрузі (36 В),яку одержують від знижувальних трансформаторів. Якщо ж тимчасове освітлення має напругу 220 і 127 В, світильники, згідно правил, повинні бути підвішені на висоті не менше 2,5 м від підлоги або настилу; при цьому має бути звернуто особливу увагу на стан ізоляції проводів тимчасової проводки, цілісність ізолюючої оболонки патронів  і т. П.

Класифікація умов праці по ступені електробезпеки

 

         Умови з підвищеною небезпекою ураження людей електричним струмом: наявність вологості (пари або о конденсуюча волога, що виділяється у вигляді дрібних крапель, і відносній вологості не більше 75%); наявність провідного пилу (технологічний або інший пил, осілий на проводах, проникаючи всередину машин і апаратів та залягая на електроустановках, погіршують умови охолодження ізоляції, але не викликає небезпеку пожежі або вибуху; наявність струмопровідних основ (металевих, земляних,залізобетонних, цегляних); наявність підвищеної температури незалежно від пори року і різноманітних теплових випромінювань (температура перевищує 35 °C, короткочасно 40°C); наявність можливостей одночасного дотику людини  до маючих з'єднання з землею металоконструкцій будинків, технологічним апаратом з одного боку і до металевих корпусів електрообладнання - з іншого.          Особливо небезпечні умови ураження людей електричним струмом: наявність вогкості (дощ, сніг, часте обприскування і покриття вологою стелі, стін, предметів, що знаходяться всередині приміщень); наявність хімічно активного середовища; наявність одночасно двох або більше умов підвищеної небезпеки.         Умови без підвищеної небезпеки поразки людей електричним струмом: відсутність умов, що створюють підвищену або особливу небезпеку.

Роботи, вироблені в діючих установках, у відношенні заходів безпеки поділяються на категорії: при повному знятті напруги; з частковим зняттям напруги; без зняття напруги поблизу і на струмопровідних  частинах; без зняття напруги вдалині від струмопровідних частин, що перебувають під напругою.

 

Заходи по забезпеченню безпечного ведення робіт з електроприладами

 

Організаційні заходи. Робота з електроустановками проводиться за нарядом, розпорядженням, у порядку поточної експлуатації.

Наряд - письмове завдання, викладене на бланку встановленої форми, що визначає місце, час початку і закінчення робіт, умови безпечного ведення робіт, склад бригади і осіб,відповідальних за безпеку робіт. За нарядом повинні виконуватися роботи: з повним зняттям напруги; з частковим зняттям напруги; без зняття напруги поблизу і на струмопровідних  частинах, які знаходяться під напругою.

Розпорядження - завдання на роботу з електроустановками, записане в оперативному журналі. Розпорядження має разовий характер, видається на одну роботу і діє на одну зміну або протягом години в залежності від характеру роботи.

За розпорядженням можуть проводитися роботи: без зняття напруги вдалині від струмопровідних частин, що перебувають під напругою, тривалістю не більше однієї зміни, позапланові короткочасні і невеликі за обсягом роботи (тривалістю до 1 год.),викликані виробничою необхідністю, з повним або частковим зняттям напруги, а також без зняття напруги поблизу і на струмопровідних частинах, що знаходяться під напругою; деякі види робіт з повним або частковим зняттям напруги в електроустановках напругою до 1000 В тривалістю не більше однієї зміни.  До робіт, що виконуються за розпорядженням без зняття напруги вдалині від струмопровідних частин, відносяться: прибирання коридорів та службових приміщень відкритих і закритих РУ; ремонт освітлювальної апаратури, заміна ламп (поза камер і комірок, при знятті напруги з дільниці освітлювальної мережі, на якій проводяться роботи); догляд за щітками, кільцями і колекторами електричних машин, відновлювання написів на кожухах та ін.

 До робіт, що виконуються за розпорядженням в разі виробничої необхідності, без зняття напруги поблизу і на струмопровідних частинах, що перебувають під напругою, належать: роботи на кожухах електроустаткування; вимірювання струмовимірювальними кліщами; заміна запобіжників до 1000 В; перевірка нагрівання контактів штангою, визначення  вібрації шин штангою;фазування; контроль ізоляції штангою. Ці роботи виконуються короткочасно (до 1 год.) і не менш ніж двома працюючими.

До робіт з електроустановками до 1000 В з повним або частковим зняттям напруги, що виконуються за розпорядженням, належать: ремонт магнітних пускачів, пускових кнопок, автоматичних вимикачів, рубильників, реостатів, контакторів та аналогічної апаратури, встановленої поза щитів і збірок; ремонт окремих електроприймачів (електродвигунів, електрокалориферів); ремонт окремо розташованих магнітних станцій і блоків керування; заміна запобіжників; ремонт освітлювальних дротів. Роботи повинні виконуватися двома працюючими.           В порядку поточної експлуатації оперативним або оперативно-ремонтним персоналом проводяться роботи на закріпленій ділянці протягом однієї зміни за спеціальним переліком з подальшим записом в оперативному журналі.

 Технічні заходи. Ведення робіт з частковим або повним зняттям напруги в установках до 1000 В. Відключаються всі силові та інші трансформатори з боку вищої і нижчої напруги. Відключення може бути вироблено: комутаційним апаратом з ручним керуванням, контакти якого видно з лицьового боку (якщо при цьому контакти не видно, то необхідно відкрити щитки, дверцята кожухів або зняти самі кожухи); контакторами з автоматичним приводом і дистанційним керуванням при знятті запобіжників оперативного струму від'єднанням кінців вмикаючої котушки. При відсутності переносного заземлення приймають додаткові заходи: знімають запобіжники, застосовують ізольовані накладки в рубильниках і автоматах, відключають кінці живильних ліній і т. д.

Перевірка відсутності напруги повинна проводитися покажчиком напруги. Відсутність напруги повинна перевірятися на всіх фазах. Перевірка проводиться в діелектричних рукавичках. Перевірка відсутності напруги в мережах до 1000 В проводиться покажчиком напруги або переносним вольтметром. Застосування контрольних ламп допускається при лінійній напрузі до 220 В.

Заходи, що забезпечують безпеку робіт без зняття напруги. Робоче місце електромонтера повинно розташовуватися так, щоб струмовідні частини, що перебувають під напругою, були перед ним або з одного боку. Необхідно користуватися захисними засобами. Спецодяг працюючих повинен бути глухим і мати опущені і застебнуті рукава, головний убір надівати обов'язково.

 Захисні засоби. Захисними засобами називаються прилади, апарати, переносні пристрої, що служать для захисту персоналу від ураження електричним струмом. Мінімальні норми комплектів захисних засобів електроустановок напругою до 1000 В при введенні їх в експлуатацію наступні: покажчик напруги - один; ізолюючі кліщі - одні; діелектричні рукавички, калоші - по дві пари; монтерейський інструмент з ізолюючими ручками - не менше двох комплектів; переносні заземлення - не менше двох; попереджувальні плакати - не менше двох комплектів; діелектричні килимки - два; тимчасові огорожі - не менше двох комплектів; захисні окуляри – одна пара; протигаз - один.

 

Питання для самоперевірки

 

1.   В чому полягає безпека праці при електропрогріві?

2.   Чим здійснюється зовнішнє освітлення території будівельних майданчиків?

3.   Для додаткового освітлення робочих зон застосовуються………………… 4. В доповнення до загального освітлення застосовують місцеве освітлення робочих зон, для чого використовують………………………………..

5.   Перелічіть умови з підвищеною небезпекою ураження людей електричним струмом.

6.   Які особливо небезпечні умови ураження людей електричним струмом?

7.   Як проводиться робота з електроустановками?

8.   До робіт з електроустановками до 1000 В з повним або частковим зняттям напруги, що виконуються за розпорядженням, належать…………………………..

9.   Заходи, що забезпечують безпеку робіт без зняття напруги.

 

ЕЛЕКТРОБЕЗПЕКА НА БУДІВЕЛЬНОМУ МАЙДАНЧИКУ

 

Тема № 6 

 

Захисне заземлення на будівельному майданчику

 

       Одним з найбільш важливих заходів, значно підвищуючих електробезпеку працюючих на будівництві людей, є правильний пристрій захисного заземлення. Умови роботи електроустановок на будівельних майданчиках під відкритим небом - вогкість, атмосферні опади, пересувні механізми з електроприводом, тимчасові електромережі – створюють підвищену небезпеку поразки людей електричним струмом.

         Причиною ураження людей електричним струмом може бути не тільки дотик до струмопровідних частин. При пошкодженні ізоляції корпуси електродвигунів або пускової апаратури, найголовніше, пов'язані з ними металеві частини будівельних машин і механізмів виявляються під напругою. Доторкнувшись до них, людина при відсутності захисних засобів може бути уражена електричним струмом. Такі випадки особливо небезпечні тим, що робітники, що обслуговують машини, не очікуючи небезпеки, постійно стикаються з її металевими частинами. Захистом від ураження струмом при переході напруги на металеві конструктивні частини служить захисне заземлення.

 Заземленням будь-якої частини електроустановки називають переднавмисне електричне з'єднання її з землею за допомогою дрота (заземлюючого провідника), приєднаного до металевого заземлювача, який має безпосереднє зіткнення з землею.

Заземлення і заземлюючі провідники носять назву заземлюючого пристрою.   Заземленню підлягають металеві частини будівельних машин і механізмів з електроприводом, корпуси електроінструментів, корпуси електрообладнання і пускорегулювальних апаратів, конструкції, каркаси і кожухи електротехнічних пристроїв і інші металеві частини, які можуть опинитися під напругою в результаті пошкодження ізоляції.  Захисне заземлення виконується по-різному в залежності від напруги та системи електропостачання.

  Мережі напругою до 1000 В (мережі 380/220 В) на будівельних майданчиках споруджуються по чотирипровідній системі “зірка” з нулем. В таких мережах, згідно з правилами, в обов'язковому порядку заземлюється нейтраль (нульова точка) силових трансформаторів (система з глухозаземленою нейтраллю). Для цього у кожного ТП влаштовують заземлюючий контур, до якого приєднують вивід нульової точки трансформатора, а отже, і нульовий дріт мережі. Опір заземлюючого пристрою ТП, згідно з правилами, має бути не більше 4 Ом (для трансформаторів потужністю до 100 кВ · А ця норма підвищується до 10 Ом).

Нульовий провід повітряних ліній повторно заземлюють через кожні 250 м, а також на кінцях ліній і відгалужень, в тому числі обов'язково у зоні роботи будівельних механізмів – баштових кранів, екскаваторів і т. д.

 У мережах з глухозаземленою нейтраллю захисне заземлення виконують приєднанням заземлених  частин установки до заземленого  нульового дроту електромережі (рис. 25). Дія такого заземлення (раніше воно називалося занулення) полягає в тому,що в разі пошкодження ізоляції і появи напруги на корпусі обладнання створюється коротке замикання в одній з фаз трансформатора через нульовий провід, в результаті чого пошкоджена частина установки автоматично відключається, так як під дією струму короткого замикання негайно перегорає плавка вставка запобіжника або відключається автомат.

Заземлення корпусів будівельних машин здійснюється за допомогою заземлювальної жили шлангового кабелю, що живить електродвигун машини. Один кінець заземлювальної жили приєднується до заземлювального болта на корпусі (або металоконструкціях) машини, а інший - до заземлювального болта на корпусі пускового ящика або вмикаємого пункту, через який подається живлення до машини. Корпус пускової скриньки приєднується до нульового дроту мережі.

 

Рисунок  25– Схема захисного заземлення у чотирьохпровідній лінії

 

  Деякі особливості має заземлення баштових кранів. Крім заземлення металевої конструкції і корпусів електрообладнання крана,  яке виробляють  за допомогою четвертої жили шлангового кабелю, обов'язково заземлюють підкранові рейкові шляхи.

  При цьому перемички між усіма стиками рейок, а також між двома нитками рейок виконуються зварюванням. Рейки приєднуються (окремими провідниками) до повторного заземлення нульового проводу і до заземлювального болта вмикаємого пункту крана. В окремих випадках в електроустановках будівельних організацій можуть бути мережі трифазного струму напругою до 1000 В (трьохдротові), що працюють з ізольованою (незаземленою) нейтральною точкою силових трансформаторів. Такого роду мережі іноді будують на торфорозробках і в підземних виробках. В таких мережах, а також у всіх електроустановках на напругу вище 1000 В (наприклад, у будівельних машин з високовольтним електроприводом) захисне заземлення виконують спорудою місцевого заземлювального пристрою (окремого заземлюючого контуру) з долученням до нього заземлюємих  частин обладнання (рис. 26). Місцевий заземлювальний пристрій при цьому повинен матималий опір. Згідно з правилами опір такого заземлюючого пристрою в установках на напругу до 1000 В не повинно перевищувати (так само, як у ТП) 4 Ом; у мережах напругою 6... 10 кВ це значення визначається розрахунком, але не повинно перевищувати 10 Ом. Дія заземлення в цьому випадку полягає в тому, що воно знижує до безпечної величини напруження, яке може з'явитися на корпусі машини або апарата при пошкодженні ізоляції.

 

Рисунок  26– Захисне заземлення в трьохпровідній лінії

 

 В якості штучних заземлювачів застосовують забиті в землю відрізки  кутової сталі перерізом 50 х 50 мм,довжиною 2...2,5 м або сталеві стрижні з круглої сталі діаметром 12 ... 14 мм, довжиною до 4... 5 м (пруткові заземлювачі). Окремі заземлювачі пов'язують між собою у загальний заземлюючий контур сталевими смугами перетином 40 х 40 мм; з'єднання виконують на зварюванні. Заземлюючі провідники приєднують до заземлювального контуру (до сталевої смуги) також зварюванням, а до корпусів апаратів і машин - болтами. Необхідну кількість заземлювачів в контурі визначається розрахунком. Чим менше має бути електричний  опір заземлюючого пристрою, тим більше потрібно заземлювачів. При цьому велике значення має характер грунту, в якому виконується заземлення. Більш сприятливі ґрунти глинисті, найменш сприятливі -піщані і скелясті.

При влаштуванні заземлень і під час експлуатації електрообладнання потрібне проведення ряду вимірів (перевірка відповідності заземленого пристрою нормам). Для цієї мети служать спеціальні прилади - вимірювачі заземлень. Такі вимірювання виконують фахівці-електрики у відповідності з наявними інструкційними вказівками.

 

Питання для самоперевірки

1.    Захистом від ураження струмом при переході напруги на металеві конструктивні частини служить………………..

2.    Нульовий провід повітряних ліній повторно заземлюють через кожні …… м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВИСНОВКИ

 

Методична розробка до самостійного вивчення навчальної дисципліни «Електротехніка в будівництві» складена відповідно до програми підготовки молодших спеціалістів спеціальності 192 «Будівництво та цивільна інженерія».

В методичній розробці викладаються теми курсу і завдання з прикладами розв'язання. Наводяться основні відомості з теорії електричних кіл, розглянуто трансформатори й електричні машини, основи електроніки й електроприводу. Описується електрообладнання будівельних майданчиків, підприємств будівельної індустрії, інженерних систем будівель.

Методична розробка призначена для студентів будівельних спеціальностей, викладачів та інших читачів, які цікавляться використанням електротехнічного обладнання у виробництві й побуті.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПЕРЕЛІК ДЖЕРЕЛ ПОСИЛАННЯ

 

1.   А. Є. Ачкасов, В. А. Лушкін, В. М. Охріменко та ін.; за ред. В. М. Охріменка

Електротехніка у будівництві: підручник / Харк. нац. акад. міськ. госп-ва. – Х.: ХНАМГ, 2010. 384 с.

2.   В.Е. Зайцев, Т.А. Нестерова Электротехника. Электроснабжение, электротехнология  и электрооборудование строительных площадок 5-е изд. –М.: Академия 2008.128с.

3.   ДБН В.2.5-23:2010 Проетування електрообладнання об'єктів цивільного призначення К.:Міністерство регіонального розвитку та  будівництва України2010.164с.

4.   Коруд В.І.,Гамола О.Є.,Малинівський С.М. Електротехніка: Підручник/ За заг.ред. В.І. Коруда - 3-тє вид.,переобл. і доп.- Львів: Магнолія плюс, видавець СПД ФО

В.М.Піча, 2005. 447 с.

5.   Колонтаєвський Ю.П., Сосков А.Г. Промислова електроніка та мікросхемотехніка: теорія і практикум / За ред. А.Г. Соскова. - К.: Каравела, 2004. 432 с.

6.   Матвіїв Д.І. Основи електротехніки і електроніки: Навч. посібник. - Дніпропетровськ: НГУ, 2005. 133 с.

7.   Мілих В.І. Електротехніка та електромеханіка: Навч. посібник. – К.: Каравела, 2005.  375 с.

8.   Титаренко М.В. Електротехніка: Навч. посібник. - К.: Кондор, 2004. 240 с.

9.   http://www.ing-sistem.ru/ - Сайт «Інженерні системи».

10.                       http://www.elma.ho.ua/index.html - Сайт «Електричні машини. Питання і відповіді».

11.                       http://www.stn.com.ua - Сайт компанїї «Сучасні технології нагрівання».