§ 39. Проверка правильности монтажа электрических цепей
Правильным считают такой монтаж электрических цепей, при котором все соединения и маркировка элементов и кабелей выполнены в точном соответствии со схемами и обеспечивают правильную работу электроустановки. Известно много способов и приемов для проверки правильности монтажа электрических цепей, из которых наиболее распространены способы непосредственного прослеживания (визуальный) и прозвонка. Непосредственное прослеживание и прозвонка являются наиболее простыми и достаточно надежными средствами проверки электрических цепей.
При непосредственном прослеживании электрических цепей определяют не только соответствие фактически выполненного монтажа проектным схемам, но и внешнее состояние всех контактных соединений, расстояние между токоведущими частями, взаимное расположение отдельных элементов электрической цепи, маркировку цепей и др. Однако этот способ неприменим для проверки скрытых элементов электрических цепей (скрытые проводки, провода в жгутах, многослойные проводки, жилы кабелей) и при больших расстояниях между отдельными элементами электрической цепи (от панели управления до панели защит или до распредустройства). В этих случаях применяют прозвонку (рис. 149).
При прозвонке образуют электрическую цепь, в которую входят источник тока, индикатор тока, например электрический звонок (рис. 149, а), и проверяемый участок электрической цепи. Если проверяемый участок исправен, цепь замкнута и индикатор указывает на протекание тока в образованной цепи (звонок даст сигнал). При прозвонке коротких участков цепей (в пределах очной панели щита управления или одной ячейки РУ) индикатором тока могут кроме звонка служить лампочка (рис. 149, б), блиннкер с поворотным якорем (рис. 149, в), электроизмерительный прибор, например вольтметр (рис. 149, г). Эти простейшие приспособления для прозвонки называют пробниками.
Рис. 149. Прозвонка электрических цепей:
а — звонком, б — сигнальной лампой, в — блинкером, г — вольтметром, д — телефонными трубками; I—5 — жилы; / и 11— проводники
При прозвонке длинных участков электрических цепей, например контрольных кабелей, связывающих отдельные элементы электроустановки, размещенные в разных помещениях, удобно пользоваться телефонными трубками. Прозвонку телефонными трубками (рис. 149) выполняют два работника. Первый (старший по должности) дает указание второму, к какой жиле кабеля он должен подсоединить один провод телефонной трубки (второй провод трубки подсоединяют к земле), а сам с другого конца кабеля поочередно подключает незаземленный провод телефонной трубки к жилам кабеля, пока не образуется замкнутая цепь, по которой можно вести телефонный разговор с напарником.
Во избежание ошибок необходимо убедиться, что связь возможна только по одной жиле, к которой подключился напарник. Для этого, подключая трубку к каждой из оставшихся жил, выясняют, что связи по ним нет, а также проверяют, чтобы найденная жила имела одинаковую маркировку с обоих концов и была подведена к требуемому по монтажной схеме зажиму аппарата или сборке зажимов. Затем первый работник по телефону дает указание второму работнику о переключении телефонной трубки к следующей жиле кабеля, назвав ее марку по схеме.
Телефонные трубки следует брать низкоомные, а источником тока может служить батарейка от карманного фонаря.
Проверка цепей методом прозвонки может быть выполнена успешно, если будет исключена возможность образования
обходных цепей, помимо той, которая в данный момент проверяется. Для этого следует отсоединить проверяемые цепи от других частей электроустановки. Кроме того, необходимо убедиться в исправности изоляции между прозваниваемыми проводами и жилами контрольных кабелей.
Разобрав отдельные участки электроустановки для проверки электрических цепей методом прозвонки и убедившись, что монтаж был выполнен правильно, наладчик может неправильно восстановить эти цепи. Поэтому прозвонка электрических цепей является очень ответственной операцией и должна выполняться под руководством опытного наладчика по тщательно проверенным схемам. Полезно при прозвонке пользоваться специально составленными таблицами, особенно на контрольные кабели, с указанием маркировки жил и номеров зажимов, к которым эти жилы должны подходить, а также всех резервных жил.
Прозванивать нужно не только использованные жилы кабелей, но и все резервные жилы. Измерение сопротивления изоляции жил контрольных кабелей (желательно мегомметром 2500 В) должно предшествовать прозвонке, причем результаты измерений могут быть записаны против номеров соответствующих жил в вышеуказанных таблицах.
Следует отметить, что прозвонка и осмотр цепей — это основные способы проверки правильности монтажа, позволяющие установить точное соответствие монтажа монтажным схемам и правильность маркировки на всех проверяемых участках. Другие способы, которые позволяют выявить ошибки, допущенные при прозвонке или сборке схем после прозвонки, проверить правильность монтажа, если невозможно воспользоваться методами прозвонки по каким-либо причинам, являются дополнительными способами проверки правильности монтажа.
Рис. 150. Проверка электрических цепей методом измерения сопротивлений
Способ измерения сопротивлений позволяет убедиться в правильности монтажа многих электрических цепей без их разборки. Он основан на том, что в правильно собранной схеме должно быть определенное соотношение между сопротивлениями отдельных цепей и сопротивлениями различных элементов электрической цепи. Например, сопротивление электромагнита отключения ЭО (рис. 150) равно 20 Ом, а обмотки контактора КВ— 300 Ом. Тогда очень большое сопротивление между точками с и б для отключенного состояния выключателя или очень маленькое сопротивление между теми же точками указывает на неисправность цепи включения (в первом случае — обрыв, во втором — короткое замыкание). Если же сопротивление составляет около 300 Ом, есть основания полагать, что цепь включения исправна. Для включенного состояния выключателя критерием исправности цепи отключения будет величина измеренного сопротивления между точками в и б, равная 20 Ом.
Способ измерения токов и напряжений основан на том, что при правильной сборке электрических цепей подача на них питания от нагрузочных устройств по заранее составленной схеме приводит к вполне определенному распределению токов и напряжений в этих цепях.
Рис. 151. Проверка электрических цепей методом измерения приложенных к ним напряжений
Собрав схему, показанную на рис. 151, можно проверить правильность смонтированных цепей, измерив напряжения между соответствующими проводами и заземленным проводом. На каком бы участке не производили измерение, всюду можно определить маркировку соответствующих проводов, так как в фазе А напряжение относительно земли везде 4 В, в фазе В — 8 В, а в фазе С—12 В. При испытании необходимо принять меры, чтобы напряжение от нагрузочного трансформатора не было подано на вторичные обмотки трансформаторов испытываемой сети во избежание появления высокого напряжения в магнитосвязанных цепях из-за обратной трансформации.
Рис. 152. Проверка электрических цепей методом определения полярностей при подаче постоянного напряжения:
а — к вторичным цепям, 6 — к первичным цепям
Способ определения полярностей заключается в установлении полярностей на отдельных участках электрически связанных цепей при подаче на них постоянного напряжения или магнитосвязанных цепей при подаче импульсов постоянного или переменного напряжения к одной из цепей, с которой магнитосвязана проверяемая цепь.
В первом случае, подведя к проверяемой цепи постоянное напряжение по двухпроводной схеме (рис. 152, а) и пользуясь магнитоэлектрическим прибором или другим индикатором полярности (например, неоновой лампой), проверяют полярность в различных точках проверяемой цепи. При этом замечают тот провод прибора (например, завязав на нем узелок), при подключении которого к плюсу проверяемой цепи стрелка прибора отклоняется вправо, а для неоновой лампы — тот провод, при подключении которого к плюсу светится замеченный (например, верхний) электрод.
Рис. 153. Проверка правильности соединения вторичных обмоток трехфазного трансформатора методом измерения напряжений: а и б — соединение вторичных обмоток—правильное,
в — соединение вторичных обмоток — неправильное, г — соединение вторичных обмоток в разомкнутый треугольник — правильное, д — то же, соединение — неправильное
Во втором случае собирают схему (рис. 152, б). Если при подключении плюсового зажима источника тока к зажиму А первичной обмотки трансформатора и плюсового зажима гальванометра к зажиму а вторичной обмотки трансформатора в момент замыкания рубильника Р стрелка гальванометра отклонится вправо (к плюсовому зажиму), зажимы А и а трансформатора являются одноименными, т. е. электродвижущая сила в обеих обмотках направлена в одну сторону, к зажимам Л и а соответственно. Так же можно проверять и одноименность зажимов других элементов электрических цепей и обмоток отдельных машин, аппаратов и приборов (генераторов, двигателей, реле и др.).
Рис. 155 Определение начал и концов обмоток трехфазного двигателя
В третьем случае подводят к одной из обмоток аппарата или машины переменное напряжение и замеряют на других обмотках правильность соотношения напряжений. Этот способ широко распространен, поэтому рассмотрим его на конкретных примерах.
Рис. 154. Фазировка трансформатора
Рис. 156. Снятие векторных диаграмм ваттметром:
а — построение отрезка по проекциям, б — построение вектора тока по двум проекциям (активной и индуктивной составляющим), в — включение ваттметра, г— построение векторной диаграммы по показаниям ваттметра
Способ снятия векторных диаграмм ваттметром основан на том, что каждой электрической цепи переменного тока при данном режиме соответствует совершенно определенная векторная диаграмма. Если известно, что а, а" и b и b" — проекции начала А и конца В вектора АВ (рис. 156, а), восстанавливают перпендикуляры к осям из точек а и а" и на пересечении этих перпендикуляров находят начало А искомого отрезка. Таким же образом находят и конец отрезка в точке В. Соединив точки Л и В, получают искомый отрезок, направление которого соответствует направлению проекций и определяется по следующему правилу: если совместить начала двух проекций, отрезок будет отправлен от совмещенного начала проекций в сторону меньшего угла, образованного проекциями.
Для правильного построения направленного отрезка необходимо принять единую систему координат осей проекций. В геометрии наибольшее распространение получила прямоугольная система координат. Однако для построения направленных отрезков (векторов) не обязательно принимать за основу прямоугольную систему координат. В электротехнике такой основой часто является симметричная система векторов токов или напряжений трехфазной сети, сдвинутых друг от друга на 120°.
Если принять за основу прямоугольную систему координат и по вертикальной оси отложить напряжение и совпадающую с напряжением активную составляющую тока, а по горизонтальной оси — реактивную составляющую, можно построить вектор тока по его активной составляющей, например /а = За, и индуктивной составляющей, например JL=4д (рис. 156, б). Для этого отложим вверх от точки 0 отрезок в определенном масштабе, изображающий активную составляющую тока, а вправо от точки 0 — отрезок, изображающий в том же масштабе индуктивную составляющую тока. Восстановив перпендикуляры к этим отрезкам, найдем и точке пересечения конец вектора тока. Вектор тока получим, соединив точку 0 (начало вектора тока) с точкой А (конец вектора тока). Из геометрии известно, что проекция отрезка равна произведению длины этого отрезка на косинус угла, образованного направлением отрезка с положительным направлением одной и.ч осей проекций. Однако из электротехники известно, что ваттметр активной мощности показывает величину, пропорциональную произведению напряжений, подведенных к его вольтметровой обмотке, силе тока, протекающего через его токовую обмотку, и коэффициенту мощности (косинусу угла между векторами тока и напряжения). Таким образом, если напряжение, подводимое к ваттметру, как показано на рис. 156, в, остается неизменным, он и определенном масштабе показывает проекцию пр Iv вектора тока /, протекающего через его токовую обмотку, на вектор подивленного к нему напряжения U (рис. 156, г).
Таким образом, для построения векторной диаграммы токов можно применять метод построения отрезка по его проекциям, причем для нахождения проекций токов на систему напряжений, принятых за основу (базу), можно воспользоваться однофазным ваттметром активной мощности и за базовую систему напряжений принять систему фазовых или линейных напряжений трехфазной сети.
Рассмотрим несколько примеров проверки правильности электрических цепей способом снятия векторных диаграмм.
Рис. 157. Проверка правильности сборки цепей дифференциальной защиты: а — схема, б — векторная диаграмма
Рис. 158. Определение группы соединения трансформатора
а — Схема, Б и в — векторные диаграммы
Допустим, что показания ваттметра Рав— 60, Рве — 30, Рса — 30 делений шкалы прибора (при проверке начальный вывод обмотки напряжения ваттметра следует подключать в соответствии с чередованием фаз: сначала к фазе Л, затем к фазе В и, наконец, к фазе С). Откладывая из точки В в определенном масштабе полученные показания ваттметра (рис. 158, б), получают соответствующие отрезки пВ\ тВ и рВ, являющиеся проекциями вектора на направлении соответствующих линейных напряжений. В месте пересечения перпендикуляров, восстановленных из концов проекций, находят точку и конца вектора тока. С этим током будет совпадать по фазе и напряжение. иВ результате можно сделать вывод, что трансформатор соединен в 12-ю группу, так как векторы первичного напряжения Uab и вторичного напряжения Uai совпадают по фазе. Для 11-й группы соединения снятая диаграмма будет иметь вид, показанный на рис. 158, е.
Для точного построения векторных диаграмм необходимо знать чередование фаз. Кроме того, нужно убедиться в симметричности системы базовых напряжений, для чего перед снятием векторной диаграммы измеряют фазовые и линейные напряжения, а также определяют истинное чередование фаз с помощью фазоуказателя.
