ИНЖИНИРИНГ ЗЛЕКТРОПРИВОДОВ

Выбор электрооборудования в соответствии с требованиями по исполнению и условиям эксплуатации

Широкое применение электрического оборудования вызвало потребность обеспечения его климатостойкости, т. е. способности выдерживать без замет­ных нарушений нормальных эксплуатационных характеристик климата той местности, для которой оно предназначено. Сюда относится защита от корро­зии и прочие меры, обеспечивающие установленный срок службы и надеж­ную работу оборудования в том или ином климатическом районе.

В соответствии с особенностями климата (предельным уровнем температу­ры, влажностью и др.) вводится понятие климатических зон и выполняется климатическое районирование, т. е. определение принадлежности района к той или иной климатической зоне. При этом имеются в виду макроклимати - ческие зоны, т. е. большие территории с определенными особенностями кли­мата, в отличие от микроклимата отдельных районов.

Для электрооборудования, эксплуатируемого в условиях суши, рек и озер (в отличие от морских условий), определены климатические исполнения, приведенные в табл. 2.3.

В типовом обозначении электротехнического оборудования климатическое исполнение указывает категорию помещения, в котором допускается его эк­сплуатация:

1 — эксплуатация на открытом воздухе; 2 — закрытое помещение, темпе­ратура и влажность в которых несущественно отличаются от состояния окру­жающего воздуха; 3 — помещение с естественной вентиляцией без искусст­венного климата; 4 — помещения отапливаемые или охлаждаемые и вентили­руемые; 5 — помещения с повышенной влажностью, где возможно длительное наличие воды или частая конденсация влаги на стенах и потолке.

Климатические исполнения и категории помещений имеют подробные количественные характеристики [50]. Так, оборудование с обозначениями

УХЛ1, УХЛ2 допускается к работе при температуре окружающего воздуха от +40 до -60°С, а с обозначением УХЛ4 — от +35 до +1 °С и т. п.

Приведем примеры типовых обозначений по условиям применения: АВП400-1000У5 — асинхронный двигатель мощностью 400 кВт с синхронной скоростью 1000 об/мин, исполнение для умеренной климатической зоны, ка­тегория помещения 5; 4А225М4УЗ — асинхронный двигатель серии 4А с вы­сотой оси вращения 225 мм, средней габаритной длины, имеет 4 полюса, исполнение для умеренной климатической зоны, категория помещения 3; ТМ-4000/10-У1 — трансформатор с естественным масляным охлаждением мощностью 4000 кВ А, исполнение для умеренной климатической зоны, пред­назначен для установки на открытом воздухе.

Классификация оболочек по степени защиты электрооборудования от по­падания посторонних предметов и воды. Исполнение оболочек электрообору­дования по степени защиты персонала от соприкосновения с токоведущими или движущимися частями, находящимися внутри них, регламентируется рекомендациями МЭК, государственным стандартом и ПУЭ (см. подразд. 1.2.2).

Для оболочек определены семь степеней защиты персонала от соприкосно­вения с токоведущими или движущимися частями электрооборудования и по­падания в него посторонних тел: 0 — зашита отсутствует; 1 — защита от cjv чайного соприкосновения человеческого тела с токоведущими или движущи­мися частями, находящимися внутри оболочки, и попадания твердых предме­тов диаметром не менее 52,5 мм (защита от преднамеренного доступа к этим частям отсутствует); 2 — защита от возможности соприкосновения пальцев человека с токоведущими частями, находящимися внутри оболочки, и попа­дания внутрь посторонних предметов диаметром не менее 12,5 мм; 3 — защита от соприкосновения с токоведущими частями инструмента, проволоки или других предметов, толщина которых превышает 2,5 мм; 4 — то же, но с огра­ничением размеров до 1 мм; 5 — полная зашита персонала от соприкоснове­ния с токоведущими и движущимися частями и защита оборудования от вред­ных отложений пыли; 6 — полная защита персонала от соприкосновения с токоведущими и движущимися частями и полная зашита оборудования от попадания пыли.

Защита электрооборудования оболочками от попадания влаги характеризу­ется следующими степенями: 0 — зашита отсутствует; 1 — защита от капель конденсата воды, вертикатьно падающих на оболочку; 2 — защита от капель воды, падающих на оболочку, наклоненную под углом не более 15° к вертика­ли; 3 — защита от дождя, падающего на оболочку, наклоненную под углом не более 60° к вертикали; 4 — защита от брызг любого направления, попадающих на оболочку; 5 — защита от водяных струй, т. е. воды, поступающей через наконечник на оболочку в любом направлении, при условиях, указанных в ТУ; 6 — защита от воздействий, возможных на палубе корабля, т. е. от перио­дического захлестывания оборудования морской волной; 7 — защита от воз­действий, возникающих при погружении в воду, при давлении и в течение времени, указанных в ТУ; 8 — защита от воздействий при неограниченно длительном погружении в воду и давлении, указанном в ТУ.

Примеры условных обозначений степеней защиты: ІР00, IP23, IP43. Здесь IP — от англ. International Protection, первая цифра указывает степень защиты оборудования от случайного прикосновения и попадания посторонних твер­дых тел, а вторая — степень защиты от попадания воды.

Классификация степеней зашиты не распространяется на электрическое оборудование напряжением свыше 1000 В, а также взрывонепроницаемое обо­рудование, провода и кабели.

Прочность и стойкость изделий при механических воздействиях. В процессе эксплуатации и транспортирования аппаратура может подвергаться механи­ческим воздействиям при ударах, падениях, тряске и вибрации. В результате возможны разрушение отдельных элементов устройств и некачественных паек, нарушение контактов реле и переключателей, замыкание проводов с повреж­денной изоляцией, самоотвинчивание винтов и гаек, появление сколов и тре­щин в хрупких материалах и т. д. Аппаратура, эксплуатируемая в нормальных условиях, подвергается механическим перегрузкам главным образом при транс­портировании. Аппаратура, установленная на подвижных объектах, испыты­вает воздействие вибраций, ударов и линейных ускорений, которые возника­ют из-за наличия неуравновешенных масс. При этом на каждый элемент кон­струкции действует сила, которая вызывает деформации отдельных ее элементов, в результате чего возможно изменение параметров устройства и даже его разрушение. Наиболее опасным является механический резонанс, который, как правило, ведет к разрушению конструкции.

Отношение силы механического воздействия F к силе тяжести устройства Р называют перегрузкой и обозначают G. Если на устройство действует вибра­ция, изменяющаяся по синусоидальному закону, то перегрузка определяется по формуле G = Af2/200, где А — амплитуда вибрации, мм; / — частота виб­рации, Гц.

ГОСТ 16962—84 устанавливает виды механических факторов и их значения з обобщенной форме, отражающие условия эксплуатации изделия (табл. 2.4). 'Ускорение свободного падения g= 9,81 м/с2.)

Изделия без амортизаторов не должны иметь резонансных частот в диапазо­нах от 5 до 100 Гц. Изделия, предназначенные для работы в условиях воздей­ствия акустического шума, должны быть работоспособными в диапазоне частот от 50 до 10000 Гц с максимальным уровнем звукового давления от 130 до 170 дБ.

Выводы, включая места их присоединения к изделию, должны выдержи - зать без механических повреждений определенные воздействия растягиваю­щей силы, направленной вдоль оси:

Сечение вывода, мм2 Растягивающая сила, Н

TOC o "1-3" h z От 0,1 до 0,2.......................................................................................................................... 4,9

Свыше 0,2 до 0,5 .................................................................................................................. 9,806

Свыше 0,5 до 2,0................................................................................................................... 19,61

Резьбовые выводы должны выдерживать без механических повреждений определенные воздействия крутящего момента:

Лиаметр резьбы, мм Крутящий момент, Н ■ м

До М2 ..................................................................................................................................... 0,14

М2,5 ........................................................................................................................................ 0,44

МЗ............................................................................................................................................ 0,49

М4............................................................................................................................................ 1,17

М5 ........................................................................................................................................... 1,76

Мб............................................................................................................................................ 2,45

Свыше Мб.................................................................................................................. Требования

Не предъявляются

Аппаратура, которая нормально работает при воздействии вибраций, на­зывается виброустойчивой. Аппаратура, выдерживающая длительные вибрации

И ускорения, а также воздействия ударов без изменения параметров, называ­ется вибропрочной и ударопрочной. Чтобы предохранить аппаратуру от разруша­ющего действия механических перегрузок, применяют амортизаторы.

Характеристики помещений. Особый подход необходим при выполнении проектных работ по созданию специального электрооборудования электро­привода и систем автоматизации для объектов, работающих в пожаро - и взры­воопасных условиях [56].

Перед проектированием электропривода выясняют характер окружающей среды, степень пожаро - и взрывоопасное™ помещения, опасность пораже­ния людей электрическим током. Классификация помещений в зависимости от характера окружающей среды дана в ПУЭ [46].