Електротехніка
ТЕМА 7 (3 години): "Електрообладнвння підйомно-транспортних механізмів"
27.10.2021 Тема уроку "Вимоги до захисних заземлень. Норми опору заземлюючих пристроїв".
Захисне заземлення - це навмисне електричне з'єднання із землею або її еквівалентом (водою) металевих не струмопровідних частин обладнання, які можуть опинитися під напругою.
Сфера застосування захисного заземлення - це трифазні трипровідні мережі з ізольованою нейтраллю з напругою до 1000 В і трифазні мережі з будь-яким режимом нейтралі напругою вище 1000 В.
При цьому в приміщеннях з підвищеною електронебезпекою і особливо небезпечних захисне заземлення (ЗЗ) обов'язкове при номінальній напрузі вище 36 В змінного і 110 В постійного струму, а в приміщеннях без підвищеної небезпеки при напрузі 500 В і вище.
У вибухонебезпечних приміщеннях (ЗЗ) обов'язкове при будь-яких напругах. Виконує подвійну роль, додатково боротьба із статичною електрикою.
Принцип дії захисного заземлення
Він полягає у зниженні до безпечних значень напруги дотику і кроку, обумовлених "замиканням на корпус". Це досягається зменшенням потенціалу заземленого устаткування, а також вирівнюванням потенціалів за рахунок збільшення потенціалу основи, на якій стоїть людина, до потенціалу, близького за величиною до потенціалу заземленого устаткування.
Принципова схема захисного заземлення має вигляд, зображений на рис.3.1.
Рисунок 3.1 - Принципові схеми захисного заземлення:
а - в мережі з ізольованою нейтраллю до 1000 В і вище;
б - в мережі із заземленою нейтралю вище 1000 В;
1 - заземлене устаткування;
2 - заземлювач захисного заземлення;
3 - заземлювач робочого заземлення:
rз, rр - опори відповідно захисного і робочого заземлень;
Iз - струм замикання на землю
ПУЕ обмежує величини опору захисного заземлення. Для установок до 1000 В, якщо потужність джерел електричного струму Р > 100 кВт, тоді RЗ = 4 Ом; при Р < 100 кВт - RЗ = 10 Ом.
Улаштування захисного заземлення
Конструктивно захисне заземлення є сукупністю заземлювачів, що знаходяться в ґрунті, і проводу, який з'єднує їх з устаткуванням, що заземлюється.
Самі заземлювачі можуть бути двох видів:
а) штучні - виконані спеціально для цілей заземлення;
б) природні - пристосовані для заземлення вже існуючі конструкції.
Природними заземлювачами можуть бути використані металеві трубопроводи, за винятком тих, що вміщують горючі гази і рідини, і трубопроводи, покриті ізоляцією від корозії. Використовуються обсадні труби колодязів, свердловин, арматура будівель із залізобетону, що має контакт із землею, свинцеві оболонки кабелів, прокладених в землі.
Використання природних заземлювачів дає певний економічний ефект, але вони мають також істотний недолік - вони доступні не електротехнічному персоналу і можуть бути пошкоджені як заземлювачі.
Якщо опір природних заземлювачів не задовольняє вимоги ПУЕ або їх взагалі немає, то додають або влаштовують штучні заземлювачі.
У траншею глибиною 0,8 м забивають труби завдовжки 3-4 м (або прутки). Верхні кінці, що виступають, з'єднують смугою зв'язку і два кінці якої заводять в приміщення, а траншею засипають. З'єднання труб зі смугою зв'язку дозволяється тільки зварюванням, а в приміщенні допускається болтове з'єднання.
Порядок розрахунку штучного заземлення такий:
1. У відповідності до вимог пуе визначається допустимий опір проходженню струму в заземленні Rз. Для мереж з напругою до 1000 В можна взяти Rз = 4 Ом.
2. Визначається питомий опір ґрунту, який рекомендовано для розрахунків, табл, Омсм.
3. Визначаються підвищувальні коефіцієнти для вертикальних заземлювачів (труб або стрижнів) КП.Т та для з'єднувальної смуги КП.С, які враховують зміну опору ґрунту в різні пори року залежно від наявності опадів.
25.10.2021 Тема уроку "Призначення та класифікація підйомно-транспортних механізмів, що використовуються на будівельному майданчику".
До вантажопідйомних машин (ВПМ), які найчастіше використовують у будівництві і на підприємствах будівельної індустрії, відносять стрілові, баштові, козлові, мостові й інші крани, а також підйомники різного призначення.
Електрообладнання цих машин має спільні конструктивні особливості й призначення. Робота електрообладнання ВПМ характеризується наступними особливостями:
- режим роботи - повторно-короткочасний;
- часті зміни напрямку обертання (реверс);
- необхідність регулювання частоти обертання привода;
- значні перевантаження, вібрація;
- утруднений доступ для обслуговування й ремонту;
- робота в умовах забруднення, вологості, значного перепаду температур.
Для забезпечення наведених умов роботи електрообладнання ВПМ повинно відповідати вимогам підвищеної міцності, мати високоякісну ізоляцію та надійний захист від впливу навколишнього середовища. Цим вимогам відповідають машини й апарати спеціального кранового виконання.
Електрообладнання ВПМ за призначенням поділяють на основне (обладнання електропривода) і допоміжне (обладнання робочого і ремонтного освітлення й опалення).
До основного електрообладнання належать:
- електродвигуни;
- апарати керування електродвигунами - контролери, командоконтролери, контактори, магнітні пускачі, реле керування;
- апарати регулювання частоти обертання електродвигунів - пускорегулюючі реостати, гальмові машини;
- апарати керування гальмами - гальмові електромагніти й електрогідравлічні штовхачі;
- апарати електричного захисту - захисні панелі, автоматичні вимикачі, максимальні й теплові реле, запобіжники, розподільні ящики й апарати, що забезпечують максимальний і нульовий захист електродвигунів;
- апарати механічного захисту - кінцеві вимикачі й обмежники вантажопідйомності, що забезпечують захист крана і його механізмів від переходу крайніх положень і перевантаження;
- напівпровідникові випрямлячі, що забезпечують живлення обмоток збудження гальмових машин, обмоток магнітних підсилювачів, силових кіл і кіл керування деяких типів кранів;
- генератори змінного і постійного струмів, які застосовують на деяких типах баштових кранів як джерела живлення для всього електрообладнання або електрообладнання приводів окремих механізмів;
- апарати й прилади, які використовують для різних перемикань і контролю в силових колах і колах керування: кнопки, рубильники, вимикачі, перемикачі, вимірювальні прилади.
До допоміжного обладнання належать:
- освітлювальні прилади (світильники, прожектори);
- прилади електрообігріву (електропечі, нагрівачі);
- прилади звукової сигналізації (дзвінки, сирени);
- апарати керування й захисту (трансформатори, вимикачі, запобіжники та ін.), встановлені в колах освітлення й опалення.
ТЕМА 6 (2 години): "Електрифіковані засоби малої механізації та переносні ліхтарі"
21.10.2021 Тема уроку "Класифікація освітлювальних приладів та особливості експлуатації переносних ліхтарів"
Правильна організація електричного освітлення на будівельному майданчику має істотне значення для успішного виконання будівельно-монтажних робіт, особливо в осінньо-зимовий період при скороченні світлого часу доби. Недостатня освітленість робочого місця знижує продуктивність праці, погіршує якість роботи і, крім того, часто є причиною травматизму.
Достатність освітлення і його якість оцінюють показниками, для визначення яких служать світлові величини й одиниці їхнього виміру.
У Міжнародній системі одиниць (SI) основною світловою величиною є сила світла (позначається латинською буквою J); одиниця її виміру - кандела (скорочено - кд).
Друга, не менш важлива світлова величина - світловий потік (позначається латинською буквою F); одиниця його виміру - люмен (скорочено - лм). Достатність освітлення на тій або іншій площині або в тій або іншій точці визначається величиною освітленості (позначається латинською буквою Е); одиниця виміру освітленості - люкс (лк).
Для виконання точних робіт в механічних майстернях за нормами потрібна освітленість в 100... 150 лк, для читання – освітленість порядку 75 лк.
Будівельними нормами і правилами встановлені мінімальні величини освітленості, необхідні для тих або інших виробничих, службових і побутових приміщень. На їхній основі розроблені норми електричного освітлення будівельних і монтажних робіт .
Освітлення може бути загальним, місцевим і комбінованим. При цьому загальне освітлення підрозділяється на рівномірне й локалізоване. При загальному рівномірному освітленні освітлюється все приміщення або зовнішня площадка, світильники встановлюють рівномірно. При загальному локалізованому освітленні на окремих ділянках приміщення або зовнішньої території створюється більша освітленість. На таких ділянках встановлюють додаткові світильники або їх розміщують більш часто. При місцевому освітленні освітлюють тільки робочі поверхні, при комбінованому - застосовують і загальне і місцеве освітлення.
В умовах будівництва застосовують як загальне (рівномірне й локалізоване), так і комбіноване освітлення місць роботи (останнє в ремонтних заводах, майстернях та інших подібних приміщеннях).
Крім звичайного, робочого, освітлення, влаштовують аварійне освітлення, що забезпечує мінімальну освітленість. Для аварійного освітлення влаштовують окреме живлення. Джерела світла. Як джерела світла у будівництві й у промисловості застосовують лампи розжарювання і газорозрядні лампи, які, в свою чергу, поділяють на ртутні лампи низького тиску - люмінесцентні й ртутні лампи високого тиску - лампи ДРЛ. У лампах розжарювання світлова енергія створюється за рахунок нагрівання тонкої вольфрамової нитки електричним струмом, що проходить нею. Нитка вміщена у скляну колбу, заповнену інертним газом; є також конструкції ламп розжарювання, у яких нитка вміщена у вакуум. Розпечена (при температурі порядку 3000°С) нитка яскраво світиться. Колба лампи укріплена на металевому різьбовому цоколі, за допомогою якого лампа ввертається у патрон, який служить для її приєднання до проводів електромережі.
Лампи розжарювання випускають на напруги 220, 127, 36 і 12 В. На будівельних майданчиках, як правило, застосовують лампи на 220 В. Їх випускають потужністю від 15 до 1500 Вт. Лампи розжарювання для напруг 36 і 12 В випускають потужністю від 11 до 100 Вт. При зниженні напруги проти номінальної світловий потік і світловіддача ламп розжарювання різко знижуються. Підвищення напруги понад 105% номінальної значно зменшує термін служби лампи. Дія газорозрядних ламп заснована на електричному розряді в середовищі розрідженого газу. Порівняно з лампами розжарювання вони характеризуються меншим споживанням електричної енергії.
Люмінесцентна лампа являє собою довгу (порядку 450... 1500 мм) скляну трубку з двома цоколями на кінцях, заповнену розрідженим газом - аргоном і невеликою кількістю парів ртуті. На внутрішню поверхню трубки нанесений шар спеціального складу - люмінофора. У цоколі лампи впаяні вольфрамові електроди. При вмиканні лампи у електричну мережумик між її електродами в парах ртуті в трубці виникає газовий розряд і невидиме ультрафіолетове випромінювання, під впливом якого люмінофор починає світитися - дає яскраве видиме світло. Люмінесцентні лампи вмикають у мережу за допомогою спеціальних пускорегулюючих пристроїв (ПРП). Люмінесцентні лампи випускають потужністю у 15, 20, 30, 40 і 80 Вт, п'яти типів за кольоровістю (фарбуванням) випромінюваного світла: ЛДЦ - денного світла, призначені для правильної світлопередачі; ЛД - денного світла; ЛХБ - холодного білого світла; ЛТБ - теплого білого світла й ЛБ - білого світла. За світловіддачею на 1 Вт потужності усі люмінесцентні лампи значно (в 2,5...4 рази) перевершують лампи розжарювання.
Найбільшу світловіддачу мають лампи білого світла (ЛБ), вони рекомендуються для освітлення усіх виробничих приміщень, крім тих, де потрібне правильне розрізнення колірних відтінків.
На відміну від люмінесцентної лампи в лампі ДРЛ електричний розряд відбувається не у всій колбі, а в маленькій трубці («пальнику») з кварцового скла, прозорого для ультрафіолетових променів . Під впливом ультрафіолетового випромінювання пальника спеціальний люмінофор, нанесений на внутрішню поверхню колби, дає яскраве, злегка зеленувате світло (близьке до білого). Лампи ДРЛ мають різьбовий цоколь і вгвинчуються до тих же патронів, що й лампи розжарювання. Але у мережу вони вмикаються так само, як і люмінесцентні, за особливою схемою за допомогою спеціальних пускорегулюючих апаратів (ПРА), що містять дросель, конденсатори, розрядники та ін. Випускають лампи ДРЛ потужністю 250, 500, 750 і 1000 Вт. Вони є високоекономічними джерелами світла.
Правильно організоване освітлення, насамперед, повинне створювати достатню освітленість для того, щоб око людини могло легко, не стомлюючись, розрізняти усі деталі, необхідні при певній роботі. Крім того, освітлення повинне бути якомога рівномірним, без різких тіней; джерело світла не повинне бути видним безпосередньо оком (для того щоб не було сліпучої дії). Для створення необхідних умов освітлення, що задовольняють вказаним вимогам, служить освітлювальна арматура. Освітлювальна арматура разом з вміщеною до неї лампою називається світильником.
Світильники служать для освітлення предметів, розташованих на відносно невеликих відстанях. Як освітлювальні прилади далекої дії застосовують прожектори різних типів. Для освітлення будівельних майданчиків служать прожектори заливаючого світла, які працюють із звичайними лампами розжарювання потужністю від 200 до 1000 Вт
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 й потужності прожекторів: чим більша сила світла прожектора, тим вище він повинен бути встановлений. Оптична вісь прожектора встановлюється майже горизонтально - під кутом 8...15° униз 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 - 13 м. Відстань між прожекторними щоглами вибирають звичайно від 80... 100 до 200...250 м (менші цифри відносяться до прожекторів меншої потужності). Доцільно застосовувати інвентарні переносні прожекторні щогли.
Для додаткового освітлення робочих зон застосовуються інвентарні переносні стояки з прожекторами малої потужності (з лампами 200 Вт) або із світильниками. Крім того, на екскаваторах та інших великих будівельних машинах також встановлюють прожектори малої потужності, які додатково освітлюють зону роботи.
Освітлення доріг, які не потрапляють до зони, освітленої прожекторами, здійснюється світильниками з арматурами зовнішнього освітлення СПО або «Універсаль» з лампами потужністю 200...300 Вт. Світильники підвішують на кронштейнах до опор (стовпів) їхньої живильної повітряної лінії на висоті близько 6 м від землі й на відстані 25...35 м один від одного. Для цієї ж мети, а також і для освітлення 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 «Універсаль», кільцеві ПМ-1 з лампами розжарювання або світильники типів ОД і ОДР з люмінесцентними лампами. Сирі і пильні приміщення освітлюють ущільненими світильниками типу ПУ або РН з лампами розжарювання; можуть застосовуватися також світильники «Універсаль». Світильники підвішують звичайно на висоті 2,5...3,5 м над робочими поверхнями, відстань між ними приймають приблизно рівною подвоєній висоті підвісу.
Місцеве освітлення робочих місць у майстернях виконують за допомогою світильників, що випускаються для цих цілей, АМО-60 і іншими з лампами розжарювання. Для тимчасового освітлення споруджуваних будинків використовують ті ж перелічені вище світильники з лампами розжарювання. На додаток до загального освітлення застосовують, як правило, місцеве освітлення робочих зон, для чого використовують інвентарні переносні стояки й підвісні пристрої із світильниками. За вимогами техніки безпеки тимчасове освітлення будинків рекомендується влаштовувати на зниженій напрузі (36 В), одержаній від знижувальних трансформаторів. Якщо ж тимчасове освітлення має напругу 220 і 127 В, світильники, відповідно до правил, повинні бути підвішені на висоті не менше 2,5 м від підлоги або настилу; при цьому необхідно звернути особливу увагу на стан ізоляції проводів тимчасової проводки, цілісність ізолюючої оболонки патронів та ін.
18.10.2021 Тема уроку "Загальні відомості та класифікація електрифікованих засобів малої механізації"
У виробництві застосовуються різноманітні механізми й ручні машини, оснащені електроприводом. Однією й тією ж машиною при застосуванні різних стандартних або спеціальних робочих інструментів або спеціалізованих насадок можна виконувати різні технологічні операції й обробляти різні матеріали, тому електричні ручні машини можна розділити за основним, відповідним назві машини призначенням, на наступні групи:
свердлильні машини; шліфувальні машини;
машини для розпилювання деревини;
гайковерти й шуруповерти; машини ударної дії;
вібратори.
Електричні ручні машини (ЕРМ) приводяться до руху електродвигуном або електромагнітом, що складає з машиною єдине ціле.
Як двигуни застосовують:
- асинхронні трифазні електричні машини з короткозамкненим ротором, нормальною й підвищеною частотою струму;
- асинхронні однофазні електричні машини з короткозамкненим ротором, нормальною і підвищеною частотою струму;
- обернені (тобто обертається статор, а ротор закріплений нерухомо) асинхронні трифазні електричні машини з короткозамкненим ротором, нормальною й підвищеною частотою струму;
- універсальні колекторні електричні машини;
- електричні машини зворотно-поступального руху (електромагнітні).
В ЕРМ переважно застосовують спеціально виготовлені для них електродвигуни, що працюють на напрузі 36 або 220 В.
У пересувних машинах використовують також двигуни загального призначення на напругу 380/220 В.
Спеціалізованими заводами з виготовлення ручних машин застосовуються наступні умовні позначки електродвигунів:
КН - колекторний нормальної частоти струму;
КНД - колекторний нормальної частоти струму з подвійною ізоляцією;
АН - асинхронний нормальної частоти струму;
АП - асинхронний підвищеної частоти струму.
Наступні за буквами цифри позначають габарит двигунів (діаметр і довжину активної сталі статора або індуктора). Через ручне використання цієї групи електричних механізмів особливу увагу при їхній розробці приділяють питанням електричної ізоляції.
Ізоляція електричних ручних машин ЕРМ випускають трьох класів виконання за напругою та ізоляцією:
I клас - на номінальну напругу 220 В, у яких хоча б одна металева деталь, доступна для дотику, відділена від частин, що перебувають під напругою тільки робочою ізоляцією;
II клас - на номінальну напругу 220 В, в яких всі металеві деталі, доступні для дотику, відділені від частин, що перебувають під напругою, подвійною або посиленою ізоляцією;
III клас - на номінальну напругу 36 В. ЕРМ першого класу небезпечні щодо ураження робітника електричним струмом.
При роботі їх необхідно надійно заземлювати, використовувати гумові килимки й діелектричні рукавички, але навіть за цих умов в будівельних умовах їх не скрізь дозволяється експлуатувати. Повна електробезпека роботи з машинами I-го класу може бути забезпечена тільки при вмиканні їх до мережі через захисно-вимикальний пристрій, що гарантує вимикання машини від мережі у разі витоку струму й короткого замикання обмоток двигуна. Час спрацьовування захисту не більше 0,05 с. ЕРМ другого класу (з подвійною ізоляцією) - найбільш прогресивні, тому що вони можуть живитися від освітлювальної мережі, їх не потрібно заземлювати, при цьому забезпечується повна електробезпека роботи при дотриманні правил експлуатації.
Подвійна ізоляція машин здійснюється двома основними способами:
- статор (індуктор з котушками) двигуна, щітковий механізм, вимикач і усі струмопровідні (сполучні) проводи розміщені в корпусі й рукоятці з ізоляційного матеріалу (високоміцна пластмаса), а вал ротора (якоря) має електроізоляційну втулку, що ізолює його від ротора (якоря) і колектора;
- статор (індуктор з котушками) двигуна, щітковий механізм і всі струмопровідні (сполучні) проводи змонтовані в пластмасовому або алюмінієвому корпусі, який монтують в захисному пластмасовому корпусі. До корпуса кріпиться рукоятка, в якій встановлений електровимикач і струмопровідний кабель (як варіант пластмасова втулка може бути поміщена між статором і зовнішнім металевим корпусом). Вал двигуна не має проміжної ізоляційної втулки, замість втулки другою ізоляцією служить ведена шестірня з електроізоляційного матеріалу (пластмаса, текстоліт). Шестірня може мати тільки маточину з електроізоляційного матеріалу, а вінець - сталевий. Машини II класу (з подвійною ізоляцією) на корпусі або на заводському щитку мають спеціальний знак