Необходимость наладить электрооборудование не столь очевидна, как, скажем, необходимость его смонтировать. Да и результаты наладки не так вещественны, осязаемы, как при монтаже. Казалось бы, чего проще: подать напряжение на смонтированное электрооборудование и, нажав кнопку, ввести его в действие.
Так, однако, можно поступить только в самых простых случаях, например при включении освещения в жилых домах; в подавляющем же большинстве электрические схемы после монтажа подлежат наладке.
Прежде всего, электрооборудование надо проверить. Объясняется это тем, что при изготовлении, транспортировке и монтаже оборудования и аппаратуры возможны их повреждения, отклонения от проекта, скрытые дефекты и, наконец, просто ошибки, особенно при выполнении соединений в сложных схемах. Если пренебречь проверкой, то результатом скорее всего будет отказ в работе либо серьезная авария.
Изучение проектной и технической документации
В наладке большое значение имеет последовательность операций. Сначала изучают проектную и техническую документацию по электрооборудованию пускового комплекса, которую обычно представляет отдел капитального строительства предприятия-заказчика. Затем проверяют комплектность поставки оборудования, соответствие его проекту. При этом наладчики не просто знакомятся с проектными решениями, но и выявляют недочеты и ошибки принципиальных схем и корректируют монтажные схемы.
Документация завода-изготовителя содержит паспорта электрооборудования, где приведены номинальные данные, конструктивные параметры, инструкции по включению и эксплуатации, а в некоторых случаях описание методики и устройств для испытаний.
Внешний осмотр
Производится внешний осмотр оборудования с записью основных паспортных данных, выявляются дефекты и недоделки. Все замечания по проектным материалам и оборудованию сообщают заказчику. Как правило, устранение дефектов оборудования или его замену осуществляет заказчик, а необходимые изменения и исправления монтажа - персонал электромонтажной организации.
Проверка правильности электрических соединений
Правильность электрических соединений проверяют «прозвонкой». Этот несколько жаргонный термин обязан своим происхождением электрическому звонку, с помощью которого обнаруживали наличие электрического соединения. И хотя впоследствии звонок заменила лампочка карманного фонарика, название операции осталось прежним. Устройство для прозвонки привычно называют «пробником».
Обычно правильность соединений проверяют по принципиальной схеме, так как при проектировании в монтажную схему могут вкрасться ошибки.
Проверку релейно-контактных схем управления к сигнализации удобно вести по функциональным цепочкам, которые на принципиальных схемах располагаются параллельно друг другу. Заметим, что прозвонку можно не производить, если схема несложна и есть основания надеяться на правильность монтажа. В этих случаях схему сразу опробуют под напряжением, убедившись предварительно в отсутствии коротких замыканий и «земли». Отключают главные (иначе — первичные) цепи, т. е. силовые кабели и шины, питающие электрическим током двигатели, преобразователи и другие электроустановки.
На схемы управления, сигнализации и защиты (это вторичные цепи) подают оперативное напряжение через предохранители или иные защитные аппараты.
В каждой параллельной цепочке должен включиться «свой» электромагнитный аппарат (или загореться лампочка в схеме сигнализации), если замкнуть все контакты, которые на схеме обозначены разорванными; они называются замыкающими (нормально открытыми) контактами. Если этого не происходит, то либо неисправен сам аппарат (обрыв обмотки, механическое повреждение), либо в цепи имеется разрыв из-за неправильного монтажа, обрыва провода, отсутствия контакта в наборе зажимов и т. п.
Место разрыва можно определить с помощью переносного вольтметра: здесь он покажет полное напряжение питания цепи.
Прерывание каждого из размыкающих (нормально закрытых) контактов, соединенных последовательно, должно приводить к отключению аппарата в его цепи.
Измерение электрических параметров электрооборудования
В задачу проверки электрооборудования входит также измерение различных электрических параметров. Многие измерения являются типовыми: они выполняются в электроустановках самого различного назначения.
К типовым параметрам можно отнести напряжение, силу тока, мощность, частоту и фазу переменного тока, время, электрическое сопротивление.
Некоторые параметры характерны только для определенного типа электроустановок, и вопросы их измерений излагаются вместе с наладкой этих установок: это, например, измерение частоты вращения, сопротивления заземляющих устройств, осциллографирование и др.
Испытание изоляции повышенным напряжением
Итак, электрооборудование и монтаж проверены на соответствие проекту, ошибки — если они были — исправлены. Можно включить электроустановку на рабочее напряжение, в эксплуатацию? Нет, не раньше, чем электрооборудование будет испытано. Объем и виды испытаний регламентируются правилами, но общим для всех электроустановок является испытание изоляции повышенным напряжением.
Провода, кабели покрыты слоем электроизоляционного материала, препятствующим созданию электрического контакта токопроводящей жилы с другими проводниками или металлическими конструкциями (с корпусом, с «землей»). Ту же функцию выполняют изоляторы, на которых крепятся неизолированные токоведущие шины.
Изоляция выбирается на рабочее напряжение электроустановки «с запасом», служить она должна долго. Поэтому перед включением изоляцию подвергают кратковременному воздействию напряжения, в несколько раз превышающего ее рабочее напряжение: так легче выявить скрытые дефекты изоляции, которые могли бы проявиться впоследствии.
Измерение сопротивления изоляции постоянному току
Некоторое представление о качестве изоляции может дать ее сопротивление постоянному току, измеряемое с помощью специального прибора — мегаомметра. Чем выше электрическое сопротивление изоляции, тем она лучше, конечно, при отсутствии скрытых ее дефектов. Небольшой ток, который протекает через изоляцию под воздействием приложенного к ней напряжения (рабочего или испытательного), называется током утечки.
Когда испытания производятся на переменном напряжении, к току утечки, обусловленному сопротивлением постоянному току и характеризующему прочность изоляции, добавляется еще составляющая, обусловленная емкостью испытуемого объекта.
Мало того, что этим искажается информация о качестве изоляции: увеличение тока требует и соответствующего повышения мощности испытательной установки, что вовсе нежелательно. Поэтому протяженные объекты, например кабели, имеющие значительную емкость относительно земли, испытываются на постоянном, точнее, на выпрямленном токе.
Протекая по изоляции, постоянный ток заряжает емкость и достигает установившегося значения не сразу: при сухой изоляции через несколько десятков секунд после включения, при влажной — значительно быстрее.
Принято измерять мегаомметром сопротивление изоляции через 15 и 60 с после приложения напряжения, а степень ее увлажненности характеризовать так называемым коэффициентом абсорбции (абсорбция — здесь: поглощении влаги всем объемом материала изоляции).
Изоляция считается выдержавшей испытания, если: не произошло пробоя или перекрытия изоляции (сильные разряды, выделение газа или дыма и т. п.), не замечено сильного нагрева изоляции; ток утечки (или сопротивление изоляции) не выходит за допустимые пределы.
Определение мест повреждения кабелей
Если вследствие каких-либо причин (механических повреждений, отсыревания, старения) электрическая прочность изоляции снижается, дефектные места при испытаниях высоким напряжением повреждаются. Что тогда? Фарфоровые изоляторы, на которых крепятся шины, не ремонтируются и подлежат замене. Другое дело — кабели: заменить силовой кабель напряжением выше 1 кВ полностью трудно и дорого, поэтому поврежденный участок его вырезают, а концы сращивают.
Но прежде надо с достаточной точностью обнаружить место повреждения кабеля. Существуют различные методы и приборы, позволяющие измерить расстояние до места повреждения либо указать его непосредственно. Некоторые методы требуют, чтобы переходное сопротивление в месте повреждения было сравнительно невелико. Для выполнения этого условия часто приходится дополнительно «прожигать» кабель с помощью специальных установок.
Наладка схем управления, защиты и сигнализации
При испытании, проверке схем управления, защиты и сигнализации следует иметь в виду, что сопротивления изоляции всех элементов схемы включены параллельно. Поэтому даже при достаточно высоком сопротивлении изоляции отдельных элементов общее сопротивление изоляции схемы в целом может быть небольшим.
Если общее сопротивление изоляции схемы оказывается ниже 0,5 — 1 МОм, рекомендуется схему разобрать, т. е. отключить обмотки электромагнитных аппаратов, приборы, измерительные трансформаторы и пр., а затем измерить сопротивление изоляции каждого аппарата и проводов и выявить элементы с пониженной изоляцией.
Наладка релейно-контакторной аппаратуры
Релейно-контакторная аппаратура схем опробуется в действии при номинальном и пониженном напряжении оперативного тока. При отказах проверяют напряжение (ток) срабатывания аппаратов, находят и устраняют дефекты в их сборке и регулировке.
Наладка заземляющих устройств
Одним из важнейших элементов электроустановки является заземляющее устройство, назначение которого снизить опасность поражения людей электрическим током при повреждении изоляции. Заземляющее устройство состоит из заземлителей и заземляющих проводников.
Заземлители — это проводники, находящиеся в соприкосновении с землей. Посредством заземляющих проводников с ними соединяют заземляемые части электрооборудования, например металлические корпуса.
В первую очередь стремятся использовать естественные заземлители (железобетонные фундаменты, металлические конструкции и т. п.). В качестве искусственных заземлителей применяют стальные стержни или угловую сталь. Забитые в землю на некотором расстоянии друг от друга и соединенные стальной полосой, они образуют контур заземления в электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью корпуса электрооборудования соединяют с нейтралью питающего трансформатора.
При замыкании фазы сети на корпус образуется контур однофазного короткого замыкания (так называемая цепь фаза-нуль): фаза трансформатора - фазный провод - нейтральный провод - нейтраль трансформатора.
Под действием тока короткого замыкания электроприемник должен быстро отключиться от сети ближайшим аппаратом защиты - автоматическим выключателем или плавким предохранителем. Надежность быстрота срабатывания аппарата будут тем выше, чем больше ток заыкания, т. е. чем меньше сопротивление цепи фаза нуль.
При наладке проверяется надежность соединений за земляющих проводников, измеряется сопротивление заземляющего устройства, сопротивление цепи фаза-нуль.
Проверка первичным током
К числу испытаний, общих для различных электроустановок, относится проверка первичным током. Эти испытания проводятся для проверки вторичных токовых цепей и аппаратов максимальной защиты, отключающих электроустановку в случае аварии, при токах, намного превышающих рабочие значения.
Первичные цепи имеют очень небольшое сопротивление, поэтому нагрузочные устройства, применяемые для подачи в эти цепи испытательного тока, могут выполняться на небольшое выходное напряжение порядка нескольких вольт и, следовательно, на сравнительно небольшую мощность. Обычно для этой цели применяют понижающие трансформаторы с большим коэффициентом трансформации, которые позволяют получать ток нагрузки до нескольких тысяч ампер.
Настройка электрооборудования
Наконец, настройка электрооборудования и аппаратуры. Это, пожалуй, самая сложная, подчас и самая трудоемкая часть наладочной технологии. Цель ее — обеспечить правильное взаимодействие и надежную работу производственного оборудования.
Надо тщательно настроить аппаратуру и элементы схем управления в рабочих режимах, обеспечить правильное действие блокировок и датчиков электрических и технологических параметров, а также надежное совместное функционирование централизованных и местных систем автоматики.
Аварии в электроустановках чреваты тяжелыми последствиями не только для самого электрооборудования, но и для производства, а главное — для людей. Предотвратить аварию или, по крайней мере, свести к минимуму возможные последствия — такую задачу выполняет защитная электроаппаратура.
Чтобы успешно выполнить эту задачу, защита должна быть правильно настроена. Это значит, что защитный аппарат должен надежно сработать при том именно значении параметра, которое характерно для данного вида аварии: например, при коротком замыкании на зажимах двигателя он должен отключиться ближайшим аппаратом максимальной защиты, который вместе с тем не должен срабатывать от пусковых токов двигателя.
После того, как электрооборудование прошло проверку, испытание и настройку, оно может быть поставлено под напряжение, но включать его в работу еще рано: электроустановки должны быть испытаны под нагрузкой. Ведь при предварительных испытаниях некоторые режимы приходилось имитировать или создавать искусственно, а другие можно проверить только по рабочей схеме. На этой стадии и производится комплексное опробование электрооборудования и, наконец, сдача его заказчику.
Андрей Повный
