А. с. брюханов, в. а. королев

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ

ПО УЧЕБНОЙ ЭЛЕКТРОМОНТАЖНОЙ ПРАКТИКЕ

Часть 2

ОМСК 2005

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

_________________

А. С. Брюханов, В. А. Королев

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ

ПО УЧЕБНОЙ ЭЛЕКТРОМОНТАЖНОЙ ПРАКТИКЕ

Часть 2

Утверждено редакционно-издательским советом университета

Омск 2005

УДК 621.336

ББК 39.217.22

Б90

Методические указания к практическим занятиям по учебной электромонтажной практике. Часть 2/ А. С. Брюханов, В. А. Королев; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2005. 41 с.

В методических указаниях изложены основные теоретические сведения по технологии электромонтажных работ, связанных с изготовлением, ремонтом устройств системы тягового электроснабжения и предусмотренных программой электромонтажной практики.

Предназначены для студентов первого курса специальности 190401 (101800) – «Электроснабжение железных дорог».

Библиогр.: 2 назв. Табл. 1. Рис. 34.

Рецензенты: канд. техн. наук, доцент В. И. Черняков;

канд. техн. наук, доцент В. М. Павлов.

________________________

© Омский гос. университет

путей сообщения, 2005

Оглавление

Введение.............................................................................................................5

Занятие 1. Устройство и включение электросчетчиков активной

мощности.......................................................................................................6

Занятие 2. Устройство осветительных и групповых щитов..................10

Занятие 3. Устройство коммутирующих аппаратов...............................13

Занятие 4. Устройство силовых и контрольных кабелей......................16

Занятие 5. Разделка, оконцевание и стыковка силовых кабелей.........19

Занятие 6. Прокладка кабельных линий в траншее...............................24

Занятие 7. Экскурсия на тяговую подстанцию........................................27

Занятие 8. Устройство и включение трехфазных асинхронных

электродвигателей.........................................................................................27

Занятие 9. Устройство и включение силовых трансформаторов..........33

Занятие 10. Экскурсия в электровозное депо............................................39

Библиографический список..........................................................................40

ВВЕДЕНИЕ

В современных условиях одним из важнейших показателей развития любой страны является уровень развития её энергетики.

Возможность передачи электрической энергии на значительные расстояния, возможность преобразования электрической энергии в механическую с помощью электропривода обусловило широкое применение электричества в промышленности и на транспорте.

Современный инженер должен обладать совокупностью общеобразовательных, общетехнических и общепроизводственных знаний и умений, т.е. его подготовка должна основываться на политехническом обучении. Такие знания и умения обеспечивают хорошую ориентацию во всей системе современного производства, позволяют выполнять широкий круг взаимосвязанных по технологии сложных видов работ, постоянно повышать квалификацию, совершенствовать профессиональное мастерство, высокопроизводительно и творчески работать в условиях динамично развивающегося производства с различными формами организации труда.

Данное учебно-методическое пособие предназначено для подготовки студентов по рабочей специальности электромонтера тяговой подстанции, электромонтера района контактной сети

Необходимыми для подготовки по указанной группе специальностей являются:

сведения об основах электромонтажных работ;

вопросы монтажа, обслуживания и ремонта осветительных и силовых электроустановок;

устройство коммутирующих аппаратов;

устройство и включение электросчетчиков активной мощности;

вопросы разделки, оконцевания и стыковки силовых кабелей;

вопросы монтажа кабельных линий;

устройство и включение трехфазных асинхронных электродвигателей;

устройство и включение силовых трансформаторов.

В методических указаниях последовательно отражены техника и технология электромонтажных работ, приведены сведения о применяемых материалах и технических средствах, рассмотрены вопросы охраны и безопасности труда, что должно обеспечить формирование у учащихся целостного представления о выбранной ими специальности.

Занятие 1

Устройство и включение электросчетчиков активной мощности

Ц е л ь з а н я т и я: изучить устройство, принцип действия электрических счетчиков и схемы включения их в измерительные цепи.

П рактика эксплуатации электрических установок всегда связана с измерением таких электрических величин, как напряжение, сила тока, сопротивление, мощность, энергия и частота. Электросчетчики активной мощности предназначены для контроля расхода электрической энергии и определения режима работы электроустановки.

С

Рис. 1. Схема включения счетчика электрической энергии индукционной системы

а

б

четчик активной мощности индукционной системы, схема включения которого приведена на рис. 1, имеет две обмотки – параллельную ОН, включенную на напряжение, и последовательную ОТ, через которую протекает ток, потребляемый электроприборами. Магнитные потоки Ф от последовательной и параллельной обмоток пересекают край алюминиевого диска Д, в котором наводятся местные вихревые токи, порождающие в диске магнитные поля. Эти поля, взаимодействуя с основными магнитными потоками, приводят диск во вращение. Число оборотов диска регистрируется счетным механизмом СМ, который показывает расход электрической энергии в гектоватт-часах или киловатт-часах.

Магнит М предназначен для торможения диска при выключенной нагрузке. Диск пересекает магнитное поле постоянного магнита, и вокруг места пересечения диска магнитными линиями возникает вихревой ток, порождающий магнитный поток, который, взаимодействуя с полем магнита, препятствует вращению диска.

В маркировке счетчиков буквы и цифры означают: С – счетчик; О – однофазный; А – активной энергии; Р – реактивной энергии; 3 и 4 – для трех или четырехпроводной сети; У – универсальный; И – индукционной системы; 670, 672, 673 – конструктивное исполнение счетчика; П – прямоточный (непосредственного включения); Т – тропическое исполнение.

Счетчики выпускают в основном на ток 5 А и напряжение 127, 220 и 380 В для включения непосредственно или только с трансформаторами тока, а также на 100 В для включения с трансформаторами напряжения и тока. Только для непосредственного включения предназначены счетчики, рассчитанные на ток 10, 20, 30, 50 А и напряжение 127, 220 и 380 В. Показания счетчика снимают один раз в месяц и расход энергии за месяц определяют как разницу показаний.

Э лектрическая схема включения счетчика с трансформатором тока приведена на рис. 2.

Т

Рис. 2. Схема включения

счетчика СО-2 с

трансформатором тока

рансформаторы тока применяют для измерения больших значений тока, когда невозможно непосредственное включение измерительных приборов в контролируемые цепи. Использование трансформаторов тока позволяет устанавливать измерительные приборы на любом расстоянии от контролируемых цепей, концентрируя их в одном месте – на щите или пульте управления.

Для расширения пределов измерения счетчика по току используют трансформаторы тока, которые рассчитаны на следующие значения тока, А: 10/5, 15/5, 20/5, 30/5, 40/5, 50/5, 60/5, 75/5, 100/5 и т. д. Соответственно коэффициенты трансформации равны 2, 3, 4, 6, 8, 10, 15, 20 и т. д. Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в линию, а вторичная замыкается непосредственно на амперметр и цепи тока других измерительных приборов. Цифра в числителе значения тока указывает номинальный ток первичной обмотки, включаемой последовательно с потребителем тока, а в знаменателе – номинальный вторичный ток, равный номинальному току счетчика. Трансформаторы тока выбирают по следующим параметрам: номинальному напряжению, рабочему току, классу точности вторичной обмотки, а также значениям термической и динамической устойчивости при прохождении тока короткого замыкания. Трансформаторы тока в распределительных устройствах обеспечивают

р асширение пределов измерительных приборов с токовыми обмотками (амперметров, ваттметров, счетчиков);

питание токовых обмоток реле, а в некоторых случаях – обмоток отключающихся устройств приводов силовых выключателей;

отделение вторичных цепей от первичных.

П

Рис. 3. Схемы включения

счетчиков в трехфазную сеть

ри измерении энергии, потребляемой в трехфазной трехпроводной цепи, используют два однофазных счетчика, которые включают по схеме, приведенной на рис. 3, а. Общий расход энергии в этом случае равен сумме показаний обоих счетчиков. Два однофазных счетчика могут быть заменены одним трехфазным трехпроводным счетчиком типа СА-3, он скомбинирован из двух однофазных счетчиков, диски которых насажены на общую ость и работают на один счетный механизм. Схема включения счетчика СА-3 показана на рис. 3, б.

Для измерения электрической энергии в трехфазных четырехпроводных сетях используют три однофазных счетчика. Общая энергия, измеренная в этом случае, равна сумме показаний трех счетчиков (рис. 4, а). В трехфазных четырехпроводных сетях применяется также схема с использованием одного комбинированного счетчика, состоящего из трех однофазных, диски которых сидят на одной общей оси и работают на общий счетный механизм.

Схема включения трехфазного счетчика типа СА-3У в сеть высокого напряжения приведена на рис. 5.

Учет электроэнергии подразделяется на коммерческий и технический (контрольный). Коммерческий учет предназначен для денежных расчетов за электроэнергию. Счетчики для такого рода измерений называют расчетными.

Н

Рис. 4. Схема включения счетчиков в трехфазную четырехпроводную сеть: а – для однофазных; б – для трехфазных

а винтах, крепящих кожух расчетного счетчика к корпусу, ставят пломбу с клеймом, указывающим срок поверки счетчика, а на крышке колодки зажимов – пломбу электроснабжающей организации.

Рис. 5. Схема включения счетчика типа СА-3У

в сеть высокого напряжения

С роки государственной поверки следующие: для счетчиков с номинальной мощностью 5 кВт, в том числе и бытовых, – один раз в пять лет, а свыше 5 кВт – один раз в два года.

Для защиты обслуживающего персонала и приборов, включенных во вторичную цепь, от высоких потенциалов, которые могут появиться на вторичной стороне в случае пробоя изоляции, вторичные обмотки трансформаторов тока и напряжения необходимо заземлять.

П р а к т и ч е с к о е з а д а н и е: выполнить сборку схемы включения счетчиков (выдается преподавателем).

Н а г л я д н ы е п о с о б и я: плакаты, схема включения счетчика.

М а т е р и а л ы и о б о р у д о в а н и е: счетчики, провода, патроны, лампочки, выключатели, инструмент, отвертки, пассатижи, нож для разделки проводов.

Занятие 2

Устройство осветительных и групповых щитов

Ц е л ь з а н я т и я: ознакомиться с устройством и назначением осве-тительных и групповых щитов.

П

Рис. 6. Устройство ШВУ-5: а – общий вид;

б – передняя панель; в – вид сбоку

а б в

рием и распределение в осветительных электроустановках элект-рической энергии осу-ществляется при помощи специальных электротехнических устройств – щитов, шкафов и вводно-распределительных устройств (ВРУ). Все устройства снабжаются аппаратами для коммутирования и защиты отходящих магистральных и групповых линий, а также счетчиками для учета расходуемой электрической энергии.

Вводно-распределительное устройство типа ШВУ-5 (рис. 6) представляет собой закрытый сварной металлический шкаф с верхним и нижним отделениями и служит для приема, распределения и учета осветительных и силовых нагрузок в жилых домах и общественных зданиях, электроснабжение которых осуществляется от четырехпроводных электрических сетей напряжением 380/220 и 220/127 В с глухозаземленной нейтралью.

В

Рис. 7. Щитки промышленные:

а – серии ОЩВ; б – серии ОПВ

а б

качестве вводно-распределительных устройствосветительных электроустановок промышленных предприятий и общественных зданий применяют промышленные щитки (рис. 7), комбинированные щиты (рис. 8), распределительные блочные пункты и шкафы.

К

Рис. 8. Комбинированные щиты:

а – типа ЩК; б – типа БРП

а б

омбинированный щит типа ЩК (рис. 8, а) представляет собой сварную металли-ческую подвесную раму, на которой смонтированы щитки и аппараты различного назначения. Основное достоинство комбинированного щита состоит в возможности легко заменять любой входящий в него элемент в случае выхода его из строя или изменении схемы электропитания осветительной электроустановки.

Блочный распределительный пункт (БРП) (рис. 8, б) комплектуется из блоков БПВ (блок «предохранитель – выключатель»), выпускаемых на ток 100, 250, 400, 600 и 1000 А. Распределительные блочные пункты удобны в эксплуатации, так как не содержат сложных коммутирующих и защитных аппаратов, а также безопасны в обслуживании благодаря наличию в каждом БПВ блокировки между дверцей и рукояткой, при которой дверца блока может быть открыта только в отключенном положении рукоятки.

В

Рис. 9. Распределительные шкафы:

а – серии СП; б – серии СПУ

а б

мощных осветительных электроустановках крупных промышленных предприятий применяются закрытые распределительные шкафы серии СП и СПУ (рис. 9), изготовленные из стальных листов толщиной 1,5 – 2 мм. Внутри корпуса шкафа располагается выемочная рама, на которой смонтированы вводный выключатель, предохранители отходящих линий, а также распределительные и питающие шины. Номинальные токи шкафов СП и СПУ определяются номинальными токами аппаратов вводной части.

Существует множество конструктивных исполнений и схем вводно-распределительных устройств осветительных электроустановок жилых домов. Отличаются они друг от друга, главным образом, количеством и компоновкой приборов, номинальным током ввода, а также характеристиками отключающих и защитных аппаратов. В электроустановках промышленных предприятий и общественных зданий применяются щитки промышленной серии (ОЩВ, ОПВ и др.) и конструктивно более сложные вводно-распределительные устройства, рассчитанные на большие значения номинального тока ввода. К вводным зажимам щитков ОШВ допускается присоединять провода сечением до 50 мм², а к зажимам отходящих линий – сечением до 10 мм².

В жилых зданиях применяют следующие виды щитков: этажные (лестничные) защитные с аппаратурой защиты вводов в квартиры; этажные (лестничные) учетные с аппаратурой защиты групповых линий квартир, счетчиками и коммутационными аппаратами, установленными перед счетчиками; щитки, имеющие дополнительное отделение, в котором размещены устройства телефонной, радиотрансляционной и телевизионной сетей. Для перечисленных видов щитков используются автоматические выключатели.

При установке осветительных щитков выбирают места, доступные для их обслуживания в любое время.

Осветительные щитки, с которых выполняется оперативное управление включением и отключением светильников, устанавливают так, чтобы от них были видны эти приборы.

В зданиях без круглосуточного дежурства щитки располагают вблизи основных входов, а в сырых и пыльных помещениях – в шкафах или нишах с уплотненными дверцами.

Квартирные, групповые щитки для промышленных, административных и общественных зданий устанавливают в специально подготовленные ниши и крепят при помощи распорных дюбелей, дюбелей-винтов, распорных болтов непосредственно или специальных рам.

П р а к т и ч е с к о е з а д а н и е: изучить конструкцию и схему распределительных щитов, находящихся в электромонтажных мастерских; нарисовать схему подключения электроприемников к распределительным щитам (осветительным и силовым).

Занятие 3

Устройство коммутирующих аппаратов

Ц е л ь з а н я т и я: изучить устройство, принцип действия и схемы включения коммутирующих аппаратов.

В

Рис. 10. Рубильник РПЦ с центральным

рычажным приводом: а – общий вид; б – вид сбоку

а б

качестве аппаратов для включения, переключения и выключения цепей постоянного и переменного тока в сетях 127/220 и 220/380 В используются рубильники, переключатели, пакетные выключатели, контакторы, магнитные пускатели и

автоматические выключатели.

Рубильники – простейшие аппараты для нечастых неавтоматических включений и отключений цепей напряжением до 1000 В – изготавливают одно-, двух- и трехполюсными (рис. 10).

По конструкции рубильники могут быть открытого исполнения, предназначенные для компоновки распределительных устройств станций и подстанций, и защищенного исполнения с защитными кожухами для отдельных электрических установок.

Рубильники на номинальный ток 600 – 1000 А типа Р изготавливают одно-, двух- и трехполюсными. В обозначении рубильника, например Р24, циф ра 2 означает двухполюсный, 4 – на 400 А; Р36 – трехполюсный, на 600 А. Для привода этих рубильников используют центральную рукоятку с передним или задним присоединением. Рубильники на 800 – 1500 А также обозначают буквой Р, но с четырехзначной цифрой для указания данных аппаратов. Управляют рубильниками при помощи либо центральной рукоятки, либо штанги или маховичного привода.

С хемы пакетных выключателей представлены на рис. 11, где а – трехполюсный пакетный выключатель типа ПВМ-3; б – схема включения трехполюсного пакетного вык-лючателя; в – схема коммутации выключателя типа ПП-2-10/Н2.

П ереключатели на ток 100 – 600 А обозначают буквой П с двумя цифрами (например, П21 – двухполюсный, на 100 А), если для привода используется центральная рукоятка, или буквами ППЦ, если привод центральный рычажный. Переключатели на 800 – 1500 А обозначают буквой П с четырехзначным числом, рубиль ники и п

Рис. 11. Пакетные выключатели

ереключатели с рукояткой – соответственно РБ, РПБ, ПБ, ГЩБ, а рубильники с управлением штангой – РШ, со смешанным приводом – PС.

Рубильники и переключатели некоторых типов оборудованы дугогасительными камерами или разрывными контактами с пружинами для уско- рения размыкания. Пакетные выключатели и переключатели типов ПВМ и ППМ применяют в качестве коммутационных аппаратов в цепях с током до 400 А при 220 В и до 250 А при 380 В. В пакетных выключателях скорость коммутационных операций не зависит от скорости вращения рукоятки.

В зависимости от способа монтажа пакетные выключатели и переключатели выпускают следующих исполнений: 1, 2 – с задним присоединением и 3 – с передним присоединением внешних проводов к панели.

По роду защиты от внешних воздействий различают открытое, защищенное и герметизированное исполнение этих аппаратов.

В обозначении выключателя зашифрованы его характеристики, например, ПВМ-3-10 – пакетный выключатель открытого исполнения, трехполюсный, на номинальный ток 10 А.

Барабанные переключатели серий БП-1 предназначены для ручного включения, отключения и реверсирования короткозамкнутых асинхронных электродвигателей.

Пакетно-кулачковые переключатели и выключатели серий ПКП и ПКВ на номинальный ток 10, 25, 63, 100 и 160 А предназначены для коммутации электрических цепей переменного тока с номинальным напряжением 380 В для включения, отключения и переключения полюсов асинхронных короткозамкнутых электродвигателей.

А втоматические выключатели предназначены для ручного включения и отключения электрических цепей, для автоматического отключения их при перегрузке, коротком замыкании, снижении напряжения, а также для пуска и защиты асинхронных двигателей (рис. 12).

А

Рис. 12. Электромеханическая схема

автомата АП50

втоматическое отключение при перегрузках выполняет тепловой расцепитель, состоящий из биметаллической плас-тины и нагревательного элемента. Тепловой расцепитель включен в силовую цепь тока и может быть отрегулирован на различные значения тока срабатывания.

При коротких замыканиях функции отключения выполняет электромагнитный расцепитель, состоящий из катушки и находящегося внутри нее сердечника с толкателем. В момент короткого замыкания при токе в 7 – 10 раз больше номинального сердечник втягивается в катушку, срабатывает механизм отключения (автомат отключается практически мгновенно).

Если в автомате установлены только тепловые расцепители, то последовательно с ним должны быть включены предохранители, защищающие установку от токов короткого замыкания.

П р а к т и ч е с к о е з а д а н и е: выполнить сборку схемы включения магнитного пускателя с прямым и реверсивным пуском.

Н а г л я д н ы е п о с о б и я: плакаты с устройством магнитного пускателя; схема включения магнитного пускателя.

М а т е р и а л ы: соединительные провода; электродвигатель; магнитный пускатель с кнопочным пультом.

И н с т р у м е н т: отвертки; пассатижи; нож для разделки проводов.

Занятие 4

Устройство силовых и контрольных кабелей

Ц е л ь з а н я т и я: ознакомиться с назначением и конструктивными особенностями силовых и контрольных кабелей.

Различают кабели силовые и контрольные. Силовые кабели используют для передачи и распределения электрической энергии в осветительных и силовых электроустановках и в тех случаях, когда применение их экономически или технически более целесообразно, чем проводов. Контрольные кабели служат для создания цепей контроля, сигнализации, дистанционного управления и автоматики.

Силовой кабель состоит из одного или нескольких изолированных друг от друга проводников, заключенных в герметическую защитную оболочку из резины, пластмассы, алюминия или свинца. Кабель, имеющий поверх защитной оболочки покрытие (броню) из стальных лент, плоской или круглой проволоки (для защиты от механических повреждений), называется бронированным. Если защитные или броневые оболочки кабеля не покрыты джутовой пропитанной пряжей, то такой кабель называют голым.

Силовые кабели общего применения с бумажной пропитанной изоляцией бывают одно-, двух-, трех- и четырехжильными. Стандартом предусмотрены следующие размеры сечения токопроводящих жил силовых кабелей, мм: 1,5; 2,5; 4, 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 500; 625 и 800.

В соответствии с конструкцией силовых кабелей им присваивают маркировочные буквенные обозначения, в которых первая буква указывает материал оболочки (С – свинец, А – алюминий, Н и HP – негорючая резина, ВР – поливинилхлорид), вторая буква – защитное покрытие (А – асфальтированный, Б – бронированный лентами, Г – голый, т. е. без защитного покрова, К – бронированный круглыми проволоками, П – бронированный плоскими проволоками). Обозначение марки кабелей с алюминиевыми жилами начинается с буквы А, а кабелей, у которых каждая жила заключена в отдельную защитную оболочку из свинца, – с буквы О. Устройство силового кабеля представлено на рис. 13.

Контрольные кабели (рис. 14) изготавливают с количеством жил 4 – 37; сечение жил – 0,75 – 10 мм². Изоляцию контрольных кабелей выполняют из пропитанной кабельной бумаги, пластмассы или резины. Кабель герметизирован оболочкой из свинца, алюминия или поливинилхлорида. Оболочка защищена от механических повреждений броней из стальных лент или стальных оцинкованных проволок круглого или прямоугольного сечения.

Допускается прокладывать контрольные кабели в земле (траншеях), туннелях, каналах, помещениях с агрессивной средой, шахтах и под водой.

Прокладка кабелей внутри зданий выполняется в горизонтальных и вертикальных направлениях, по полу, стенам, потолкам помещений с обходом препятствия. В процессе прокладки контрольных кабелей ведут их маркировку и составляют документацию о кабельных работах. На проложенный контрольный кабель навешивают специальные маркировочные бирки, которые изготавливают из оцинкованного железа, свинца или пластмассы. Концевая заделка контрольного кабеля показана на рис. 14, где 1 – жилы кабеля; 2 – бандаж из крученого шпагата; 3 – бандаж из металлической проволоки; 4 – металли-ческая оболочка.

Бирки необходимо навешивать на концы контрольных кабелей, в местах подхода к препятствию и выхода от него (после прохода под ним, над ним или обхода препятствия стороной), с двух сторон от стены, отделяющей разные помещения или помещение с открытой частью электроустановки. Бирки должны находиться у каждой соединительной муфты.

Р азводку проводов и жил контрольных кабелей следует производить аккуратно, чтобы эти провода и жилы хорошо просматривались, были замаркированы и имели некоторый запас по длине.

г

Рис. 15. Схемы прозвонки кабелей

Для правильной заводки и подключения жил кабеля необходи мо найти концы жил левой части кабеля, соответствующие промаркированным концам жил его правой части. Для этой цели образуют электрическую цепь, элементами которой являются источник тока (батарейка от карманного фонаря), индикатор тока (например, простой электрический звонок, лампа), проводники (1 – 3 шт.) и проверяемая жила кабеля. Если проверяемым проводником поочередно касаться всех концов жил левой части кабеля, то при соединении с одним из них звонок зазвонит или загорится лампа, сигнализируя о протекании тока в цепи. Сам процесс отыскания жил кабеля и отдельных проводников в пучке назван прозвонкой, схемы которой показаны на рис. 15, где а, б – схема прозвонки с помощью лампы; в – с помощью телефонных трубок; г – с использованием специального трансформатора.

Для проверки на соответствие концов жил контрольного кабеля, соединяющего оборудование, находящееся в разных помещениях, пользуются вместо звонка или другого индикатора телефонными трубками, с помощью которых осуществляют одновременно и проверку жил кабеля, и связь между ведущими проверку работниками. Для проверки лучше брать низкоомные телефонные трубки, а в качестве источника питания – использовать батарейку от фонаря.

Прозвонка с помощью телефонных трубок производится двумя работниками. Один работник (старший) дает указание напарнику, к какой жиле кабеля он должен подсоединить провод от телефонной трубки (второй провод от трубки подключается к земле), а сам с другого конца кабеля поочередно подключает свою телефонную трубку к жилам кабеля до тех пор, пока не появится замкнутая цепь, дающая возможность вести телефонный разговор с напарником. Во избежание ошибок необходимо убедиться, что связь возможна только по одной жиле; для этого подсоединяют трубку к каждой из оставшихся жил и выясняют, что связи по ним нет.

Прибор УМЖК-56, выпускаемый в комплекте с мегомметром M-l101, позволяет производить прозвонку кабелей одному человеку.

П р а к т и ч е с к о е з а д а н и е: изучить устройство кабеля и порядок его прозвонки.

М а т е р и а л: обрезки кабелей для разделки и прозвонки; монтаж ные нитки.

И н с т р у м е н т: ножовка по металлу; нож для разделки кабелей; кусачки; пассатижи; круглогубцы.

Занятие 5

Разделка, оконцевание и стыковка силовых кабелей

Ц е л ь з а н я т и я: получить практические навыки разделки, оконцевания и стыковки силовых кабелей.

Для соединения кабелей применяются чугунные муфты обычного исполнения типа СЧо и малогабаритные типа СЧм.

Для того чтобы соединить кабели, необходимо произвести разделку их концов. Разделкой конца кабеля называют операции ступенчатого удаления с него защитных и изоляционных частей.

Размеры разделки кабелей определяют специальными разметочными линейками ЛК (линейка кабельная), которые выпускают двух исполнений: ЛК-1 – для кабелей на напряжение до 1 кВ, ЛК-2 – на напряжение 6 и 10 кВ.

Р

б

г

а

в

е

д

азделка кабеля с бумажной изоляцией производится в следующем порядке (рис. 16): определив необходимые размеры разделки (см. рис. 13) с помощью кабельной линейки или по специальным таблицам и сделав бандаж стальной оцинкованной вязальной проволокой диаметром 1 – 1,5 мм (два – три витка), разматывают наружный джутовый покров с конца кабеля до бандажа (рис. 16, а). Материал покрова не удаляют, а наматывают на неразделываемый участок кабеля для последующего использования его при монтаже муфт.

Н

Рис. 16. Операции разделки кабеля

а расстоянии Б (см. рис. 13) от первого бандажа (или В от конца кабеля при внутренней установке) на броню накладывают бандаж из стальной проволоки, при этом обхватив броню обеими руками (работать в рукавицах), несколько ослабляют натяг лент ее подушки с усилием, направленным навстречу их навивке. Броню надрезают по кромке второго бандажа бронерезкой и разматывают вручную (в рукавицах) и удаляют (рис. 16, б, в). На расстояниях (от бандажа на броне) Б и (О + П + Б) последовательно выполняют два кольцевых надреза оболочки нa половину ее толщины (рис. 16, г) специальным кабельным ножом. Затем на свинцовой оболочке от наружного кольцевого надреза к концу кабеля на расстоянии 10 мм выполняют два продольных параллельных надреза. Полоску, образованную этими надрезами, аккуратно вырывают, начиная от кольцевого среза оболочки, при помощи пассатижей, разгибают и снимают вручную (рис. 16, д, е). Поясок оболочки между двумя кольцевыми надрезами оставляют. Его ширина при напряжении кабеля до 1 кВ должна составлять 20 мм, а при напряжении 6 – 10 кВ – 25 мм.

На расстоянии Ж разматывают и обрывают по кромке бандажа поясной изоляции черную полупроводящую бумагу, а затем – кабельную бумагу поясной изоляции.

Ленту подушки брони также разматывают и обрезают по кромке бандажа. При усиленных подушках, состоящих из слоя битумного состава, пластмассовых лент, поливинилхлоридного или полиэтиленового шланга, крепированной бумаги и еще одного слоя битумного состава на герметической оболочке, последовательно удаляют эти слои; смывают горячим (40 – 50°С) трансформаторным маслом наружный битумный слой; разматывают и удаляют пластмассовые ленты; надрезают продольно и снимают шланг, отрезая его по кромке бандажа; беглым огнем горелки слегка прогревают и снимают крепированную бумагу; прогревают и удаляют тряпками, смоченными в бензине, битумный слой с оболочки.

Пайка является одним из наиболее распространенных способов соединения токопроводящих жил кабелей между собой. Сущность его состоит в том, что разогретый до жидкого состояния припой проникает в металл соединяемых жил, а затем, застывая, образует механически прочное соединение. Для соединения пайкой алюминиевых жил применяют припой А, ЦО-12, ЦА-15, ЦМО, П и другие, а для соединения медных жил – ПОС-30, ПОС-40 и ПОС-50. Для соединения пайкой медных жил используют флюсы, паяльные жиры и пасты (канифоль, паяльный жир № 1, 5 и др.); алюминиевых жил – флюсы КМ-1, АФ-4А, ВАМИ и кварцевазелиновую пасту.

Газовая и электрическая сварка применяется для соединения алюминиевых жил кабелей сечением 16 – 240 мм². При газовой сварке используется тепло сжигаемого газа (пропан-бутана и др.), достигающее температуры 2300 °С и выше, а при электросварке – тепло, выделяемое в участке соединения, имеющем большое сопротивление в момент прохождения через него тока сварки в несколько десятков и сотен ампер. Газовая и электрическая сварка производится с применением экранов, защищающих изоляцию жил вблизи участка сварки от непосредственного воздействия высокой температуры, а также охладителей, служащих для отвода тепла от свариваемых жил. Сварку выполняют только с торцов жил в вертикальном или слегка наклонном положении.

Источником электроэнергии для сварки служит паяльный трансформатор мощностью 0,5 кВ·А со вторичным напряжением 6, 9, 12 В.

Существует три разновидности сварочных трансформаторов.

В трансформаторах с нормальным магнитным рассеянием (рис. 17, а) первичная ω₁, вторичная ω₂ и реактивная ω_р обмотки размещены на основной части 1 магнитопровода. Подвижная часть 2 магнитопровода, перемещаясь с помощью электропривода с дистанционным управлением, изменяет регулируемый зазор δ, и, следовательно, индуктивное сопротивление реактивной обмотки, включенной последовательно с нагрузкой. Чем больше зазор δ, тем меньше индуктивное сопротивление обмотки и больше сварочный ток I₂. Такие трансформаторы выпускаются на сварочные токи от 500 до 2000 А.

В трансформаторах с подвижными катушками (рис. 17, б) перемещается одна из обмоток – обычно ω₂. При сближении первичной и вторичной обмоток магнитная связь между ними усиливается, ток нагрузки растет, и наоборот. Такие трансформаторы рассчитаны на сварочные токи от 150 до 600 А.

В

Рис. 17. Схемы

сварочных

трансформаторов

трансформаторе, схема которого показана на рис. 17, в, поворотный магнитный шунт 3, расположенный между вторичной ω₂ и первичной ω₁ обмотками, закорачивает часть магнитного потока, создаваемого первичной обмоткой, т. е. чем меньше зазор между шунтом и основной частью 1 магнитопровода, тем меньший поток проходит через вторичную обмотку и тем меньше сварочный ток I₂.

Термитная сварка – один из наиболее совершенных способов соединения алюминиевых жил кабелей, она производится с применением патронов. Термитный патрон поджигают специальной спичкой, создающей при горении необходимую для зажигания термитного состава патрона температуру, близкую к 1000 °С. При сварке жил в термитном патроне изоляцию жил защищают от воздействия высокой температуры.

О

Рис. 18. Ручной механический пресс РМП-7М

Рис. 19. Приспособления для опрессования проводов: а – ручной гидравлический пресс ПРГ-20М1; б – пуансоны и матрицы ; в – опрессованные наконечники.

прессовка – один из надежных способов соединения алюминиевых жил кабелей напряжением до 1 кВ. Сущность способа соединения опрессовкой состоит в том, что под действием создаваемого прессующим механизмом давления, превосходящего предел текучести металла жил и гильзы, последние спрессовываются и, проникая друг в друга, образуют монолитное соединение.

Требуемое контактное давление обеспечивается правильным выбором инструмента для опрессовки (пуансона и матрицы) в соответствии с сечением и маркой жилы, а проверка его – измерением глубины вдавливания после опрессовки и сравнением полученного значения со значением, приведенным в инструкции. Конструкция механического пресса показана на рис. 18, где 1 – матрица; 2 – пуансонодержатель; 3, 5 – кольца; 4 – барабан правого рычага; 6, 7 – соответственно подвижная и неподвижная ручка; 8 – трос; 9 – рычаги; 10 – корпус.

При соединении и оконцевании жил проводов опрессовкой необходимо обеспечить соблюдение чистоты контактных поверхностей; требуемое контактное давление; доведение обжатия до необходимых размеров; заданную по инструкции глубину опрессовки; правильный подбор матриц, пуансонов, наконечников или соединительных гильз; правильное расположение лунок, образуемых в местах вдавливания.

Наконечники или соединительные гильзы выбираются в соответствии с сечением и типом жилы. Правильность расположения лунок, образуемых в местах вдавливания, и расстояний между ними определяется по специальным таблицам. Приспособления, используемые для опрессовки проводов – ручной гидравлический пресс, пуансоны и матрицы, представлены на рис. 19. Опрессовкой выполняют соединения и ответственные ответвления однопроволочных алюминиевых проводов с жилами сечением от 2,5 до 10 мм². Опрессовка гильз осуществляется одним вдавливанием при одностороннем заполнении их жилами и двумя вдавливаниями – при двустороннем. Для соединения и оконцевания проводов сечением более 10 мм² применяются гильзы серии ГА и наконечники серий ТА и ТАМ.

П р а к т и ч е с к о е з а д а н и е: выполнить разделку, оконцевание и стыковку силовых кабелей.

И н с т р у м е н т: ножовка по металлу; кусачки; пассатижи; круглогубцы.

Занятие 6

Прокладка кабельных линий в траншее

Ц е л ь з а н я т и я: изучить способы прокладки кабельных линий в траншее.

Прокладка кабельной линии в траншее состоит из следующих основных операций: рытье траншеи; доставка, раскатка и укладка кабелей в траншее; соединение жил кабелей; монтаж соединительной кабельной муфты; защита кабеля от механических повреждений и засыпка траншеи; концевая заделка кабеля.

Траншеи большой протяженности роют специальными ковшовыми или роторными землеройными машинами. На участках кабельной трассы, проходящих в непосредственной близости от подземных и наземных сооружений, зеленых насаждений и расположенных в земле коммуникаций, используются малогабаритные механизмы, например экскаватор Э-153 с ковшом емкостью 0,15 м,³ или отбойные молотки, ломы и лопаты.

Траншеи для прокладки кабелей роют глубиной не менее 700 мм, а размеры их по дну зависят от числа прокладываемых кабелей. В местах, где будут располагаться кабельные соединительные муфты, траншею расширяют, образуя котлован (для одной муфты – длиной 2,5 м и шириной 1,5 м плюс 0,4 м для каждой последующей муфты). Вырытые булыжники, куски асфальта и землю укладывают с одной стороны траншеи или котлована на расстоянии не менее 1 м от края во избежание их падения. На дно траншеи насыпают слой песка (подушку) толщиной 100 мм. Примеры размещения в траншее кабелей и кирпича для их защиты от механических повреждений показаны на рис. 20.

К абели доставляют к месту укладки в барабанах на специальных кабельных транспортерах или автомашинах, оборудованных устройством для их погрузки, транспортировки и выгрузки.

В

а

ыгружать барабан с кабелем следует осторожно, чтобы не повредить кабель и не травмировать работающих. Категорически запрещается сбрасывать барабаны с кабелем с автомашин или кабельных транспортеров.

Р аскатывают кабель (сматывают с барабана) при помощи движущегося транспорта, лебедки и роликов или вручную – по роликам или без роликов.

К

б

абель укладывают в траншее волнообразно (змейкой), чтобы создать некоторый запас его по длине, необходимый для компенсации растягивающих усилий, которые могут возникнуть вследствие осадки грунта или температурных изменений.

П

Рис. 20. Размещение кабелей в траншее

ри температуре воздуха ниже нуля прокладываемый кабель должен быть прогрет в отапливаемом помещении или электрическим током от специального трансформатора.

Быстро прогреть кабель можно трехфазным током от присоединяемого к сети 220 или 380 В специального трехфазного трансформатора мощностью 20 кВ·А, вторичная обмотка которого имеет 10 ступеней напряжения (от 7 до 98 В). Такой прогрев кабелей проводится при постоянном контроле температуры токопроводящих жил, чтобы не допустить увеличения ее выше 40 °С.

Схема прогрева кабеля с помощью трехфазного трансформатора приведена на рис. 21, а.

П ри прогревании кабеля однофазным или постоянным током (рис. 21, б) в цепь вторичной обмотки трансформатора включен дроссель, который позволяет регулировать силу тока в кабеле. Отметим, что при данной схеме прогрева в одной из жил кабеля будет течь ток в два раза больший чем в двух других и он будет нагреваться несколько неравномерно.

П

Рис. 21. Схемы прогрева кабелей: а – трехфазным током;

б – однофазным

а б

рогретый кабель должен быть проложен в траншее в течение 60 мин при температуре окружающего воздуха от 0 до –10 °С; в течение 40 мин – при температуре от –11 до –19 °С и в течение 30 мин при температуре –20 °С и ниже.

Нагрев жил кабеля контролируют по показаниям термометра, установленного на его оболочке, при этом следует учитывать, что температура жил кабеля, рассчитанного на напряжение 1 кВ, выше показываемой термометром температуры оболочки в среднем на 10 °С. Ориентировочные данные по прог-реву кабелей трехфазным током приведены в таблице.