РЕМОНТ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ, КОНТАКТОРОВ И МАГНИТНЫХ ПУСКАТЕЛЕЙ
Автоматические воздушные выключатели. Автоматический воздушный выключатель — это аппарат, предназначенный для автоматического размыкания электрических цепей или отключения электроустановки при возникновении в них токов перегрузки и короткого замыкания, а также при недопустимом снижении или полном исчезновении напряжения. Воздушным называют выключатель потому, что электрическая дуга, возникающая между его контактами в момент отключения, гасится в среде окружающего воздуха. Воздушные автоматические выключатели выполняют, как правило, функции защитных аппаратов, однако при необходимости могут быть использованы в качестве коммутационных аппаратов — при нечастых эксплуатационных включениях и отключениях тех электрических цепей, в которых они установлены как аппараты защиты.
С помощью автоматических выключателей может осуществляться дистанционное управление электрооборудованием и быстрое восстановление питания электроустановок путем повторного включения. Эти выключатели изготовляют на токи, достигающие нескольких тысяч ампер и различают по числу полюсов: одно-, двух- и трехполюсные. Основными частями выключателей являются контактная система, дугогасительное устройство и механизм свободного расцепления.
Контактная система автоматических выключателей небольшой мощности (на токи, не превышающие 100 А) может быть одноступенчатой (рис. 164,я) или двухступенчатой (главный и дугогасительный контакты). Одноступенчатую систему контактов применяют и в выключателях средней мощности (до 600 А), если рабочие поверхности контактов имеют металлокерамическое покрытие. В мощных выключателях используют двух- или трехступенчатую систему контактов (рис 164,6). При трехступенчатой системе контактов контактная группа выключателя состоит из главных (рабочих), промежуточных (переходных) и дугогасительных (разрывных) контактов.
Главные контакты служат для присоединения управляемой электрической цепи к питающей сети и допускают длительное прохождение, через них номинальных токов и рабочих токов нагрузки, а дугогасительные — для разрыва электрической цепи при наличии в них рабочих токов, а также токов перегрузки или короткого замыкания и сохранения таким образом главных контактов.
Рис. 164. Контактная и дугогасительная системы воздушных выключателей:
а — одноступенчатая, б - трехступенчатая; 1 — вал, 2 и 16 — главные подвижные контакты, 3 и 15 — главные неподвижные контакты, 4 и 11 — дугогасительные камеры, 5 и 10 — дугогасительные решетки, 6 и 8 — контактные пружины, 7 и 17 — гибкие связи, 9 и 12 — дугогасительные подвижные и неподвижные контакты, 13 и 14 - промежуточные неподвижный и подвижный контакты
Промежуточные контакты предназначены для облегчения перехода тока с главных контактов на дугогасительные при отключении выключателя и с дугогасительных на главные — при его включении.
Дугогасительная система выключателя (рис. 164,6) состоит из дугогасительных (подвижного 9 и неподвижного 12) контактов и камеры 11, в которой расположена решетка 10. Дугогасительное устройство служит для ограничения размеров и быстрого гашения дуги, возникающей между расходящимися контактами при разрыве ими электрической цепи. Действие дугогасительного устройства основано на растяжении и охлаждении электрической дуги в камере. Камера представляет собой асбестоцементную коробку, в которой размещена дугогасительная (деионная) решетка, состоящая из стальных пластин, покрытых тонким слоем меди для предохранения стальной основы, от коррозии,
Гашение дуги в камере происходит следующим образом . При разрыве автоматическим выключателем электрической цепи с рабочими токами, токами перегрузки или короткого замыкания между его контактами возникает электрическая дуга, которая под воздействием, электродинамических сил растягивается вдоль пластин решетки, разбивается на ряд мелких дуг и, соприкасаясь с поверхностью пластин, быстро охлаждается и гаснет.
Механизм свободного расцепления автоматического выключателя выполняет следующие функции: предотвращает возможность удерживания контактов, выключателя во включенном положении при возникновении аварийного режима работы в защищаемой цепи; обеспечивает скорость расхождения (моментное отключение) контактов, не зависящую от оператора, рода и массы привода.
Этот механизм представляет собой систему связанных шарнирно рычагов, соединяющих привод включения с системой подвижных контактов, которые, в свою очередь, связаны с отключающей пружиной. При аварийных режимах в электрической цепи, защищаемой автоматическим выключателем, его расцепитель выведет вал привода из зацепления с фигурным рычагом, который повернется и другим концом выведет «ломающиеся» рычаги из «мертвого» положения, при этом отключающая пружина, действуя на ломающиеся рычаги, разомкнет контакты.
Механизмы свободного расцепления автоматических выключателей весьма разнообразны, однако принцип действия и их устройство подобны описанным. Автоматические выключатели отличаются многообразием конструктивных исполнений, но их устройство и принципы действия сходны и определяются главным образом назначением аппарата.
В электрических силовых установках промышленных предприятий широко распространены автоматические воздушные выключатели серии А. Описание выключателя А15-Т, приводимое ниже, может дать необходимое представление о конструкции и способах ремонта большинства современных автоматических, выключателей, применяемых в электроустановках промышленных предприятий в качестве аппаратов защиты и управления.
Автоматический воздушный выключатель А15-Т (рис. 165,а) смонтирован на термостойкой и механически прочной изоляционной плите 7. Основными частями выключателя являются контакты (на рисунке они не видны, поскольку закрыты дугогасительными камерами 77), механизм свободного расцепления 2, электромеханический привод 5, расцепители б, дополнительные расцепители 70, панель 77 зажимов и коммутатор 75.
В выключателе применена трехступенчатая система контактов, Каждый полюс выключателя имеет три пары контактов: главные, промежуточные (переходные) и дугогасительные (разрывные).
Главные контакты выполнены из металлокерамики, а промежуточные и разрывные — из меди. Контактная система каждого полюса выключателя расположена в дугогасительной камере 77, обеспечивающей эффективное гашение дуги и исключающей возможность переброса дуги на соседние фазы или другие токопроводящие части автомата.
Рис. 165. Автоматический воздушный выключатель А 15-Т на 600 А переменного тока:
а — общий вид, б и в — контактная система во включенном и отключенном положениях автомата; 1 —плита, 2 — механизм свободного расцепления, 5 — болт заземления, 4 — механический замедлитель расцепления, 5 — электромеханический привод, б и 10 — максимальные и дополнительный расцепители, 7 — резистор, 8 — предохранитель 9 — реле управления, 11 — панель зажимов, 12 и 14 отключающий и селективный валики, 13 — главный вал, 15 — коммутатор, 16 —пружина отключения выключателя, 17 — дугогасительная камера, 18 — огнестойкая перегородка, 19 и 29 - нижняя и верхняя гайки, 20 — держатель, 21 и 23 — промежуточный и главный контакты, 22 — дугогасительные контакты, 24 — фасонный винт, 25 — стакан динамометра, 26 — шкала динамометра с указателем, 27 - штифт, 28 - плоская пружина, 30 - регулировочная гайка.
Стрелками указано направление усилий при определении величин провалов и растворов контактов
Подвижные контакты автоматического выключателя укреплены на изолированном главном валу 13. Автоматический выключатель отключается с -помощью валика 12 от воздействия максимальных расцепителей б при недопустимом увеличении тока в защищаемой цепи, а также при воздействии на валик 12 дополнительных расцепителей 10. Воздействие при токе короткого замыкания максимальных расцепителей б на селективный валик 14 приводит также к отключению выключателя, но через определенный промежуток времени. Выдержка времени осуществляется механическим замедлителем расположенным на правой щеке механизма свободного расцепления 2. Подвижная контактная система связана с пружиной 16, служащей для отключения выключателя. Электромеханический привод 5 связан с механизмом свободного расцепления 2. В схеме его защиты и управления имеются трубчатый резистор, плавкий предохранитель 8 и реле управления V.
Для присоединения автоматического, выключателя к сети заземления служит болт 3. Наличие огнестойкой асбестошиферной перегородки 18 предотвращает возможность переброса дуги. Дистанционное включение автоматического выключателя осуществляют электромеханическим приводом 5, а отключение — дополнительным расцепителем 10.
Контактная система автоматического выключателя (рис. 165,б,в) состоит из трех параллельно включаемых групп контактов — главных 23, промежуточных 21 и дугогасительных 22. При включении выключателя замыкаются вначале дугогасительные, затем промежуточные и, наконец, главные контакты. Размыкание контактов при отключении выключателя происходит в обратном порядке.
У автоматических выключателей серии А и других конструктивно аналогичных выключателей повреждаются преимущественно контакты, отключающие механизм и пружины. Эти повреждения выражаются в износе и оплавлении контактов, нарушении регулировки механизма, ослаблении пружин. Вследствие частых электрических и механических воздействий у автоматических выключателей может оказаться поврежденной изоляция обмотки электромеханического привода или главного вала. В зависимости от характера повреждения ремонтируют автоматические выключатели в электроремонтном цехе или на месте, их установки. В последнем случае полностью отключают выключатель от присоединенных к нему электрических цепей, а также принимают меры для избежания дистанционного управления выключателем.
Для получения доступа к контактам отвертывают винты креплений дугогасительных камер, а затем, соблюдая меры предосторожности, снимают дугогасительные камеры так, чтобы не повредить находящиеся внутри них пластины решетки дугогасительного устройства и контакты аппарата.
Закопченные стальные омеднённые пластины решетки осторожно очищают деревянной палочкой или мягкой стальной щеткой, освобождая их от слоя нагара, а затем протирают чистыми тряпками и промывают. Применять для этих целей металлические инструменты (монтёрские ножи, шаберы, напильники) запрещается, поскольку можно повредить тонкий защитный слой меди, покрывающий стальные пластины.
В контактной системе автоматических выключателей повреждаются (обгорают, оплавляются и изнашиваются) преимущественно дугогасительные контакты, подвергающиеся воздействию высокой температуры электрической дуги, особенно при разрыве ими больших токов. Слегка обгоревшие контакты промывают, а затем слегка опиливают напильником, чтобы снять с их рабочей поверхности имеющиеся небольшие частицы оплавленной меди. Применять для очистки контактов наждачную бумагу нельзя, так как пыль и мелкие частицы наждака могут попасть в механизм выключателя и вызвать быстрый износ его трущихся деталей вследствие абразивного истирания. С сильно оплавленных контактов спиливают напильником наплывы меди, стараясь снять минимальное количество металла с контакта и максимально сохранить его первоначальную форму. При уменьшении размера контактов ремонтируемых выключателей более чем на 30% рекомендуется заменять их новыми контактами заводского изготовления.
При длительной работе автоматического выключателя в условиях частых включений и отключений не только изнашиваются его контакты, но и нарушается их регулировка, что приводит к недопустимому перегреву контактов и быстрому выходу их из строя. Регулировка работы контактной системы автоматического выключателя одна из важнейших операций ремонта, от которой зависит его длительная нормальная работа. При регулировке контактной системы после ремонта добиваются одновременности касания главных, а затем промежуточных и дугогасительных контактов, хотя очередность их включения имеет обратный порядок. Одновременность касания главных контактов регулируют изменением положения держателя 20 на главном валу 13 путем затяжки или ослабления гайки 19.
Регулировку одновременности касания промежуточных контактов осуществляют изгибанием в нужном направлении плоской пружины 28, а дугогасительных контактов — навертыванием или отвертыванием регулировочной гайки 30.
Контактная система должна быть отрегулирована так, чтобы в момент касания дугогасительных контактов 22 зазор между подвижным и неподвижным промежуточными контактами 21 был не менее 5 мм, а в момент касания промежуточных контактов между подвижным и неподвижным главными контактами 23 — не менее 2,5 мм. Провал * главных контактов (см. рис. 165,6) во включенном положении отрегулированного автоматического выключателя должен быть не менее 2 мм, а раствор** А (см. рис. 165, в) дугогасительных контактов - в отключенном положении выключателя — не менее 65 мм.
*Провалом контактов называют расстояние, на которое может сместиться плоскость касания полностью включенного контакта, если удалить неподвижный контакт.
**Раствором контактов называют кратчайшее расстояние между контактными поверхностями разомкнутых контактов.
В число работ по ремонту автоматического выключателя входят также проверка и регулировка величин начального и конечного нажатий его контактов. Начальным нажатием контактов называют усилие, создаваемое пружиной в месте первоначального касания контактов, а конечным — усилие в месте конечного касания контактов. За действительное, начальное нажатие дугогасительных контактов выключателя принимают показания динамометра, когда становится возможным свободное перемещение фасонного винта 24, а промежуточных контактов — когда зазор В (см. рис. 165,6) достигнет величины, указанной в паспорте автомата. Конечное нажатие главных контактов измеряют специальным динамометром, поставляемым заводом-изготовителем вместе с выключателем. Динамометр состоит из стакана 25, шкалы 26 с указателем и штифта 27 с рукояткой. Измерение производят в соответствии с заводской инструкцией и паспортными данными автоматического выключателя. Начальные и конечные нажатия всех контактов аппарата не должны отличаться от соответствующих паспортных данных более чем на ± 10%.
Регулировать нажатие контактов следует очень тщательно, так как недостаточное начальное нажатие может вызвать недопустимые перегревы и оплавление контактов, а чрезвычайно большое — привести к быстрому износу контактной системы и нарушению четкости ее работы, Нажатия контактов должны быть в пределах величин, нормируемых заводом- изготовителем. Если в процессе регулировки начальные нажатия при изношенных и конечные нажатия при новых контактах не укладываются в нормируемые заводом пределы, указанные в паспорте выключателя, то необходимо сменить соответствующие контактные пружины, взяв их из запасных деталей, поставляемых заводом-изготовителем.
При ремонте автоматических выключателей должно быть обращено внимание на правильность расположения рычагов на отключающем валике и наличие требуемого зазора между рычагом валика и бойком расцепителя. Рычаги не должны иметь перекосов и смещений. Зазор между рычагом и бойком должен быть 2—3 мм, иначе минимальный или специальный расщепитель не отключит выключатель при недопустимом снижении или полном исчезновении напряжения в питающей сети.
В процессе ремонта проверяют сохранность резисторов 7, плавкой вставки предохранителя #, состояние контактов конечного выключателя и блок-контактов. При неисправности этих деталей и. плохих контактах выключатель не будет включаться электромеханическим приводом. Сгоревший резистор заменяют новым, в предохранителе взамен перегоревшей плавкой вставки устанавливают новую, обгоревшие контакты очищают, а сильно поврежденные заменяют новыми.
V отремонтированного выключателя проверяют легкость хода подвижных частей, отсутствие заеданий в механизме и касания., подвижными контактами стенок дугогасительных камер, для чего 10 —15 раз медленно включают и отключают выключатель вручную. При установке отремонтированного автоматического выключателя на место следует проверить, хорошо, ли затянуты контактные зажимы, не создают ли провода, кабели или шины, присоединенные к аппарату, недопустимых механических усилий на его контакты или выводы.
Правильность сборки, качество, ремонта аппарата, а также отсутствие в нем дефектов, препятствующих нормальной работе, проверяют путем 15 — 20 циклов включений и отключений сначала под напряжением (без нагрузки), а затем при 50 %-ной и полной номинальной нагрузках. Проверяют также работу всех расцепителей и устанавливают требуемые токи уставок максимальных расцепителей, после чего выключатель испытывают при номинальных нагрузках по программе, параметрам и нормам, установленным заводом-изготовителем.
В электроустановках напряжением до 1000 В применяют автоматические выключатели серий АВМ и «Электрон», при ремонте которых обычно руководствуются приведенными выше указаниями, относящимися к ремонту выключателей серии А.
Автоматический выключатель АВМ (рис. 166) состоит из системы неподвижных 4 и подвижных 5 контактов, закрытых дугогасительными камерами б, механизма свободного расцепления 7, привода 8 ручного включения, расцепителя минимального напряжения 9 и расцепителя максимального тока 10.
Выключатели АВМ выпускают на номинальные токи от 400 до 2000 А и напряжение 380 В переменного тока. Контактная система мощных выключателей (у АВМ-15 и АВМ-20) состоит из трех групп контактов.
Управление выключателем осуществляется ручным приводом 8, усилие которого передается валу, посредством механизма свободного расцепления 7, состоящего из системы взаимосвязанных рычагов. Ручное отключение автоматического выключателя осуществляется путем вывода рычага механизма свободного расцепления 7 из «мертвого» положения, а автоматическое отключение — от воздействия бойка расцепителя на отключающий валик.
Рис. 166. Автоматический трехполюсный выключатель переменного тока АВМ:
1 — подвижный заземляющий контакт, 2 — коммутатор, 3 — штепсельный разъем, 4 и 5 - неподвижный и подвижный контакты, 6 — дугогасительная камера, 7 — механизм свободного расцепления, 8 — привод ручного включения, 9 — расцепитель минимального напряжения, 10 — расцепитель максимального тока, 11 — фиксатор положения тележки
Расцепитель максимального тока 10 состоит из катушки и якоря, удерживаемого пружиной и соединенного с, часовым механизмом, на шкале которого имеются метки «О», «Мин» и «Макс». При установке часового механизма на метку «О» отключение автоматическим выключателем токов короткого замыкания и перегрузки происходит мгновенно. Селективные автоматические выключатели отключаются с заданной выдержкой времени, осуществляемой механическим замедлителем расцепления. Требуемая выдержка времени устанавливается перемещением специального винта, расположенного на часовом механизме.
Автоматические выключатели АВМ, помимо расцепителей максимального тока, могут быть снабжены расцепителем минимального напряжения, отключающим выключатель при снижении напряжения в питающей электрической сети до 36% номинального. Автоматический выключатель допускает дистанционное включение и отключение. Дистанционное включение производится электродвигательным приводом, которым снабжен выключатель. Электр о двигательный привод состоит из электродвигателя, редуктора с выключающим диском, конечного выключателя, кулисы и тормозного устройства. В тормозное устройство входят два полудиска, вращающиеся вместе с валом электродвигателя» привода и расходящиеся в радиальном направлении под действием центробежных сил, и стальная лента, охватывающая полудиски. При торможении стальная лента прижимается к полудискам и останавливает электродвигатель. По окончании торможения полудиски и лента возвращаются в исходное положение. Электр о двигательный привод действует безотказно при колебаниях напряжения от 85 до 110% номинального.
Для осуществления дистанционного отключения автоматического выключателя АВМ служит отключающий расцепитель, расположенный да щеке механизма свободного расцепления и состоящий из якоря, сердечника со стопом и катушки.
В электроустановках переменного тока напряжением 660 В применяют автоматические выключатели серии «Электрон», выпускаемые промышленностью в двух исполнениях: обычном — для стационарного монтажа; выкатном — для комплектных распределительных устройств.
Автоматический выключатель «Электрон» (рис. 167) имеет принципиальное сходство с рассмотренными выше автоматическими выключателями серий А и АВМ. Выключатель снабжен двухступенчатой контактной, системой, расположенной в дугогасительной камере 8, механизмами (5 — включения и свободного расцепления, 4 — завода включающей пружины, — управления электроприводом), электродвигателем 13 с редуктором 75, расцепителем 6 и электронным блоком 7 максимальной токовой защиты. Все указанные сборочные единицы и детали расположены в корпусе автоматического выключателя, их назначение и принцип действия аналогичны назначению и действию сборочных единиц и деталей в выключателе АВМ.
Выключатели «Электрон» чаще всего используют в комплектных распределительных устройствах (КРУ). Применяемый в КРУ автоматический выключатель выкатного исполнения состоит из металлической ячейки каркасной конструкции и собственно выключателя, снабженного откидными рельсами 76, служащими для облегчения вкатывания в ячейку и выкатывания из нее выключателя. На задней, стенке ячейки укреплены неподвижные главные контакты, а на боковых стенках — неподвижные контакты заземляющего устройства и системы блокировки, исключающей возможность вкатывания и выкатывания выключателя при включенном положении контактов.
Рис. 167. Автоматический трехполюсный выключатель переменного тока серии «Электрон»:
1 — электронный блок максимальной токовой защиты, 2 - блок кнопок управления, 3 — включающая пружина, 4 — механизм завода включающей пружины, 5 — механизм включения и свободного расцепления, 6 — расщепитель, 7 — неподвижная часть контактного разъема, 8 — дугогасительная камера, 9 — механизм управления электроприводом, 10 — главный подвижный контакт, 11 — рукоятка, 12 - смотровое окно, 13 — электродвигатель, 14 — рычаг механической блокировки, 15 — редуктор, 16 — откидные рельсы
Каркас ячейки снабжен болтами, с помощью которых его присоединяют к сети заземления. Подвижные главные и дугогасительные контакты имеют металлокерамическое покрытие. Неподвижные главные контакты покрыты серебром, а дугогасительные — металлокерамикой. Включение контактов происходит за счет энергии, запасенной во включающей пружине, заводимой вручную ремонтной рукояткой или автоматически — электродвигателем с редуктором после выполнения каждой операции включения. Отключение и свободное расцепление системы контактов происходят при нарушении зацепления рычага с защелкой. Выключатель снабжен пружинами самовзвода, которые после завершения операции отключения возвращают систему расцепления в исходное положение.
Максимальный расцепитель осуществляет отключение выключателя при возникновении в управляемой выключателем электрической цепи токов короткого замыкания или перегрузки. Напряжение на отключающую катушку расцепителя подается при срабатывании электронного блока максимальной токовой защиты. Отключение выключателя электронным блоком происходит мгновенно или с выдержкой времени, регулируемой в широких пределах по току и времени отключения.
Контакторы.
Коммутационный электромагнитный аппарат, предназначенный для дистанционных включений и отключений силовых электрических цепей при нормальных режимах работы, называют контактором.
Электромагнитные контакторы широко распространены в электроустановках промышленных предприятий, где являются основными силовыми аппаратами современных схем автоматизированного привода. Их выпускают для работы в электрических установках переменного и постоянного тока. В электроустановках трехфазного переменного тока применяют трехполюсные контакторы (рис. 168, д), состоящие из электромагнитной, контактной и дугогасительной систем.
Электромагнитная система (рис. 168, б) служит для дистанционного управления (включения и отключения) контактором и состоит из ярма 11 с сердечником, якоря 14, короткозамкнутого витка 15, катушки 12 электромагнита и деталей крепления электромагнита к изоляционной панели. Сердечник и якорь набраны из листов электротехнической стали толщиной 0,35 или 0,5 мм и представляют собой шихтованные пакеты. Для придания сердечнику и якорю необходимой жесткости и предотвращения расслоения шихтовки крайние стяжные листы пакетов имеют толщину 0,8 или 1 мм.
Контактная система (рис. 168, в) состоит из главных подвижных 18 и неподвижных 17 контактов, гибких связей 21 и блок-контактов мостикового типа, служащих для переключения в цепях управления контактора, блокировки и сигнализации. Главными контактами разрываются электрические цепи с токами нагрузки, поэтому они снабжены дугогасительной системой.
Дугогасительная система представляет собой устройство, состоящее из камеры с установленной в ней дугогасительной решеткой из стальных пластин 16, покрытых слоем меди. Камера выполнена из огнестойкого, материала и состоит ИЗ1 двух половин. Пластины внутри камеры расположены перпендикулярно стволу электрической дуги. Возникающая при отключении контактора электрическая дуга втягивается в решётку, разбиваясь в ней на ряд мелких дуг, охлаждается и быстро гаснет.
В трехполюсном контакторе имеется три пары главных контактов, снабженных тремя (по одному на каждый полюс) дугогасительными устройствами. При частых оперированиях контактором контакты и пластины нагреваются тем сильнее, чем больше отключаемые токи.
Рис. 168. Трехполюсный контактор:
а — общий вид, б -г электромагнитная система, в — контактная и дугогасительная системы; 7 — изоляционная панель, 2 — дугогасительная камера, 3 — упор,» 4 — электромагнит, 5 и 70 —подшипники, 6 — вал, 7 — изоляция вала, 8 — крепление контактной системы на валу 9 — блок-контакты, 17—ярмо с сердечником, 12 — катушка электромагнита, 13 — держатель якоря, 14 — якорь,
7 — короткозамкнутый виток, 16 — пластины решетки дугогасительной камеры, 77 и 18 — неподвижный и подвижный главные контакты, 79 — контактная пружина, 20 — держатель подвижного контакта, 27 — гибкая связь
Управление контактором осуществляется следующим образом. При подаче напряжения в цепь катушки электромагнита ее сердечник притягивает якорь, который, поворачиваясь на определенный угол, принимает подвижные контакты, находящиеся на одном валу с ним, к неподвижным и удерживает их во включенном, положении.
При разрыве электрической цепи катушки ее сердечник перестает удерживать якорь, из-за чего подвижные контакты под действием собственной массы отпадают, разрывая электрическую цепь.
В контакторах удержание якоря во включенном положении может осуществляться также защелкой. В таких контакторах кроме электромагнитной системы включения и подведения подвижной части под защелку имеется дополнительное электромагнитное устройство, осуществляющее отключение контактора путем освобождения его подвижной части из-под защелки. Отключение контактора может производиться не только под действием собственной массы подвижной части, но и при помощи отключающих пружин.
При выполнении текущих ремонтов контакторов на месте их установки необходимо предварительно отсоединить все присоединенные к ним провода, кабели и шины. Капитальные ремонты контакторов рекомендуется производить в электроремонтных мастерских.
Ремонт контакторов заключается главным образом в замене поврежденных или изношенных деталей новыми с последующей регулировкой и испытанием контакторов. Часто приходится менять главные контакты, гибкие соединения, дугогасительные камеры, катушки электромагнитов, пружины и короткозамкнутые витки.
Описания способов замены этих деталей при ремонтах, приведенные ниже, относятся к контакторам нескольких типов и конструктивных исполнений из числа наиболее распространённых в электроустановках промышленных предприятий. Чтобы заменить главные контакты, надо снять с контактов дугогасительную камеру, отвернуть винт, крепящий гибкое соединение к подвижному контакту, и удалить подвижный контакт. Затем отвернуть винт, крепящий сменную часть неподвижного контакта, и снять неподвижный контакт, промыть, а в некоторых случаях зачистить контактные поверхности всех разобранных болтовых контактных соединений и смазать их тонким слоем технического вазелина. Далее нужно установить новый контакт на место и собрать все детали в последовательности, обратной разборке.
Повреждение гибких соединений выражается в изломе отдельных медных пластин или проводов. В этом случае поврежденные пластины заменяют новыми, изготовленными из твердокатаной меди соответствующих марок и сечений. При повреждении более 20 % пластин рекомендуется полностью заменить гибкое соединение новым, изготовленным из листовой меди толщиной 0,2 — 0,3 мм.
Ремонт дугогасительной камеры заключается в замене поврежденных щек и очистке пластин дугогасительной решетки от нагара и частиц оплавленного металла. Щеки камеры, имеющие сквозные трещины, заменяют новыми, изготовленными из равноценных огнестойких материалов. При наличии на щеках камеры небольших сколов образовавшееся пространство заполняют пастообразной смесью, состоящей из асбестового порошка и цемента (марки 400 или 500), разведенных водой.
Нагар с пластин дугогасительной решетки удаляют деревянной лопаточкой или мягкой стальной щеткой, а затем промывают, сильно оплавленные пластины заменяют новыми, собирая их при помощи шаблона, имеющего вид гребенки. Камеру с сильно поврежденными внешними или внутренними деталями целесообразно заменять новой.
Повреждение катушек электромагнитов выражается в ухудшении изоляции и вследствие этого появлении замыканий между витками ее обмотки. Поврежденную катушку заменяют новой или перематывают ее обмотку. Катушки контакторов могут быть каркасной или бескаркасной конструкции.
При повреждении обмотки каркасной катушки освобождают катушку от старой обмотки, очищают каркас от остатков старой изоляции и, покрыв слоем бакелитового лака, сушат, после чего наматывают на каркас новую обмотку проводом такой же марки и сечения, как у поврежденной обмотки. Если поврежден и каркас катушки, изготовляют новый, сохраняя конструкцию и первоначальные размеры поврежденного каркаса.
Для намотки новой бескаркасной катушки изготовляют из дерева шаблон, форма которого должна соответствовать форме старой катушки, а размеры превышать размеры сердечника контактора на толщину изоляции. На торцах шаблона укрепляют фанерные щеки на расстоянии, равном высоте катушки без внешней изоляции. Наматывают провод на шаблон, предварительно положив под первый слой витков четыре отрезка суровых ниток для скрепления витков после намотки, чтобы катушка не рассыпалась при съеме с шаблона. Провод наматывают плотно, виток к витку, покрывая каждый слой изоляционным лаком для повышения влагостойкости катушки. Если слои витков старой катушки были изолированы бумажными прокладками, их прокладывают и между слоями новой катушки, используя для этого конденсаторную бумагу.
При намотке катушки тонким проводом начальные и конечные выводы выполняют гибким проводом диаметром 8 мм и больше, чтобы вывод не оборвался. Выводы соединяют с проводом катушки пайкой оловянисто-свинцовым припоем ПОС 30 или ПОС 40. Место пайки тщательно изолируют полоской миканита толщиной 0,3 мм и шириной 8—10 мм, накладываемой вполнахлеста на участке, превышающем участок лайки не менее чем на 5 мм на сторону. Провода внутри катушки паяют только в самых крайних случаях; соблюдая требования к изоляции места пайки, указанные ранее.
Выводы катушки прочно закрепляют на каркасе суровыми нитками, а затем припаивают к их концам медные наконечники. Готовую катушку снимают с шаблона и обматывают хлопчатобумажной лентой, -чтобы придать катушке необходимую, жесткость и защитить ее от механических повреждений. Намотанную катушку пропитывают изоляционным лаком, для чего погружают на 15 — 30 мин (в зависимости от размеров катушки и вязкости лака) в ванну с лаком, не разрушающим эмалевое покрытие проводов. После пропитки катушку сушат в сушильном шкафу в течение 4—6 ч при 70 — 80 °С или в течение 2 — 3 ч при 90—100 °С. У готовой катушки проверяют внутренние и внешние размеры, а затем насаживают ее на сердечник и присоединяют выводные концы к схеме. Окончательно проверяют катушку пробным (не менее 10 циклов) включением и отключением контактора.
Короткозамкнутый виток повреждается из-за сильных ударов при включении разрегулированного контактора, а также при недопустимых нагревах сердечника. Чтобы сменить лопнувший короткозамкнутый виток, отгибают стальные пластинки, приклепанные к крайним стяжным листам пакета сердечника, вынимают поврежденный виток из желобка в сердечнике и установив в желобке новый, закрепляют, загибая стальные пластинки на новый короткозамкнутый виток. Новые коротко- замкнутые витки изготовляют преимущественно из латуни, сохраняя размеры поврежденного витка. Запрещается изменять материал, размеры и сечение короткозамкнутого витка во избежание нарушения нормальной работы контактора.
Поврежденные пружины должны быть заменены новыми из запасных частей, поставляемых комплектно с контактором; самодельные пружины применять запрещается.
При эксплуатации контакторов нередко повреждается изоляция вала подвижных контактов. Поврежденную изоляцию заменяют новой, изготовленной из материала, равноценного заменяемому по своим свойствам и толщине.
По окончании основных операций ремонта проверяют величину начального и конечного нажатий главных контактов. Такая проверка особенно необходима после капитального ремонта контактора с частичной или полной заменой контактов. Начальное нажатие проверяют при разомкнутом контакте (рис. 169, а), для чего на палец 2 подвижного контакта набрасывают петлю, за которую цепляют крючок динамометра 1. Между пальцем подвижного контакта и его держателем помещают полоску бумаги (фольги) 3 шириной 20—25 мм.
Рис. 169. Проверка нажатий главных контактов контактора:
а — начального, б — конечного; 1 — динамометр, 2 — палец подвижного контакта, 3 — полоска бумаги, 4 — неподвижный контакт
Затем, наблюдая за стрелкой динамометра, оттягивают одной рукой контакт до тех пор, пока полоска бумаги, которую слегка тянут другой рукой, не освободится. Динамометр в момент освобождения полоски показывает начальное нажатие. Конечное нажатие главных контактов определяют при включенном контакторе (рис. 169,6), помещая полоску бумаги между подвижным и неподвижным контактами. Конечное нажатие главных контактов характеризуется усилием, необходимым для освобождения полоски бумаги, зажатой между контактами.
Заключительным этапом ремонта полностью собранного контактора является проверка правильности собранной схемы, прочности крепления подвижных контактов на валу и плотности прилегания якоря к сердечнику. Чтобы проверить качество произведенного ремонта, а также убедиться в соответствии контактора предъявляемым к нему основным техническим требованиям, его подвергают по сокращенной программе контрольным испытаниям, применяемым заводом-изготовителем к контакторам аналогичных типов и конструкций.
В комплекс послеремонтных испытаний большинства контакторов обычно входят проверка сопротивления изоляции, измерение омического сопротивления обмотки катушки электромагнита и определение четкости срабатывания контактора при снижении напряжения.
Изоляцию испытывают мегаомметром на 500 В, проверяя ее сопротивление между токопроводящими частями контактора и другими ее частями, нормально не находящимися под напряжением. Сопротивление изоляции должно соответствовать данным заводских испытаний, но быть не ниже 0,5 МОм. Омическое сопротивление обмотки катушки электромагнита, измеренное при 20 °С, не должно отличаться от соответствующих заводских данных более чем на ±10%. Контактор, установленный в вертикальном положении, должен четко включаться при снижении напряжения до 85% номинального.
При работе контактора не должно быть повышенного нагрева контактов и катушки электромагнита, а также сильного гудения электромагнитной системы. Наличие указанных явлений свидетельствует о неудовлетворительном качестве ремонта и некачественной регулировке отдельных деталей и систем контактора (главным образом электромагнитной и контактной).
Магнитные пускатели. Комбинированный аппарат дистанционного управления, состоящий из контактора, дополненного тепловым реле* , и сочетающий в себе функции аппаратов управления и защиты, называют магнитным пускателем. В качестве аппарата управления он применяется, например, для пуска, остановки и изменения (реверсирования) направления вращения электродвигателя, а в качестве аппарата защиты отключает электродвигатель или электроустановку при недопустимых перегрузках и коротких замыканиях, а также при определенном снижении или полном исчезновении напряжения (нулевая защита). В магнитных пускателях преимущественно применяют контакторы П6 и ПА.
*Магнитные пускатели изготовляют и без тепловых реле, что указывается цифрой, приводимой в обозначении аппарата.
Контактор П6 (рис. 170) магнитного пускателя состоит из основания и пластмассовой головки. Основание представляет собой стальную скобу 7 с пластмассовой колодкой 2, в которой размещены сердечник 3 магнитопровода с втягивающей катушкой 5, а также закреплены выводные зажимы катушки.
Снаружи на головке расположены пластины 13 с неподвижными контактами и винтами для присоединения к аппарату проводов (щин) внешней сети. Внутри головки помещена пластмассовая траверса 10 с четырьмя мостиками 12, к которым приклепаны подвижные контакты. В отключенном положении контактора мостики с подвижными контактами прижаты к траверсе 10 цилиндрической контактной пружиной 8 через стальную скобу и плоскую пружину 77, предназначенную для гашения вибрации мостика при включении контактора.
Для смягчения ударов при включении контактора его сердечник 3 снабжен амортизационной пружиной 9, расположенной в пластмассовой колодке под сердечником.
Рис. 170. Контактор П6:
1 — стальная скоба, 2 — пластмассовая колодка, 3 — сердечник, 4, 9 и 11 — возвратная, амортизационная и плоская пружины, 5 — катушка, 6 - головка, 7 — подвижный контакт, 8 — цилиндрическая контактная пружина, 10 — траверса, 12 — мостик с поднятыми подвижными контактами, 13 — пластина с неподвижным контактом, 14 — винт для присоединения проводов (шин) внешней сети
Контакторы П6 выпускают с номинальным напряжением 380 В, номинальным током 6,6 А, с размерами провала главных контактов 2,4 ±0,5 мм и раствора контактов 3 ± 0,5 мм.»
Контактор ПА-400 (рис. 171) магнитного пускателя представляет собой моноблочную конструкцию с токопроводящими деталями, изолированными от корпуса аппарата, и состоит: из магнитной системы, в которую входят катушка 3, якорь 4 и сердечник 20; контактной системы, в которую входят блок- контакты б, неподвижные контакты 16 и мостик 15 контактов с подвижными контактами; механизма с возвратной пружиной 12, рычагом 10 и траверсой 11.
Магнитная система поворотного типа имеет Ш-образную форму и повернута вдоль направления рычага и мостиков контактов. Контактная система поворотного типа с размещением контактов между осью вращения подвижной системы и якорем 4 электромагнита расположена поперек направления рычага и мостика контактов.
Удары якоря о сердечник смягчаются тремя амортизационными пружинами 18, а удары сердечника 20 о чеку 7Р—текстолитовыми пластинками, установленными между чекой и сердечником в прямоугольном отверстии сердечника. Втулка 8 (из пластмассы или резины) служит для амортизации удара якоря 4 об упор 2.
Рис. 171. Контактор ПА-400:
а — общий вид, б - боковой разрез; I — основание, 2 — упор якоря, 3 — катушка, 4 — якорь, 5 — дугогасительная камера, б — блок-контакты, 7 — вал (ось) рычага, 8 — втулка, 9 — стойка, 10 — рычаг, 11 — траверса, 12 и 14 — возвратная и контактная пружины, 13 - вкладыш, 15 — моста к контактов, 16 - неподвижный контакт, 17 — скоба, 18 и 19 — амортизационная пружина и чека сердечника, 20 — сердечник
Тепловые реле ТРП или ТРН, применяемые в магнитных пускателях, служат для защиты электрических цепей от токов перегрузки и короткого замыкания.
Тепловое реле ТРП (рис. 172) состоит из нагревателя 5 и термобиметаллического элемента 2, действующих следующим образом. Полный ток электродвигателя /п (рис. 172, а) на пути от контактов магнитного пускателя к двигателю проходит через параллельно присоединенные нагреватель и термобиметаллический элемент теплового реле. При этом большая часть тока /н проходит через нагреватель с малым сопротивлением, а меньшая /т э — через термобиметаллический элемент, состоящий из биметаллических пластинок с большим сопротивлением. При прохождении тока нагреватель и термобиметаллический элемент нагреваются. Под воздействием тепла, выделяемого нагревателем, и собственного тепла термобиметаллический элемент деформируется, его левая часть, отклоняясь в сторону, воздействует на размыкающие контакты 6 и 7 (рис. 172,6) и разрывает цепь питания удерживающей катушки, в результате чего пускатель отключается.
Рис. 172. Тепловое реле ТРП, встраиваемое в магнитный пускатель вместе с контактором ПА-400:
а — устройство, б — принцип действия (стрелками показан путь прохождения тока); 1 — устройство самовозврата подвижного контакта, 2 — термобиметаллический элемент, 3 — кнопка ручного возврата подвижного контакта, 4 — регулятор уставок тока, 5 — нагреватель термобиметаллического элемента, б и 7 — неподвижный и подвижный размыкающие контакты; /ц, /н и Гтз — полный ток и токи, проходящие соответственно через нагреватель и термобиметаллический элемент реле
По истечении времени, необходимого для остывания термобиметаллического элемента после срабатывания, происходит самовозврат размыкающих контактов б и 7 в первоначальное (замкнутое) положение. Во избежание задержки или отказа самовозврата контактов тепловое реле снабжено устройством для ручного возврата контактов, состоящим из системы рычажков, управляемых кнопкой 3. Нагреватель, устанавливаемый в тепловом реле, является сменной деталью и подбирается по номинальному току защищаемого электродвигателя. Ток срабатывания реле может изменяться в определенных пределах при помощи регулятора 4 уставок тока. Пределы регулировки тока срабатывания указаны на шкале уставок тока, расположенной в верхней части реле.
Операции ремонта контактов и дугогасительного устройства контакторов магнитного Пускателя в основном аналогичны соответствующим операциям, выполняемым при ремонте контакторов КП.
При ремонте магнитных пускателей с тепловыми реле должно быть обращено внимание на целость и состояние этих реле. У тепловых реле чаще всего повреждаются (перегорают) нагревательные элементы. Эти элементы имеют различное устройство и бывают шести типов, рассчитанных на разные токи. Элементы первого и второго типов изготовляют из нихромовой или фехралевой проволоки. В элементах первого типа проволока намотана на пластинку из слюды, и к концам проволоки припаяны серебром медные наконечники, в элементах второго типа — навита в виде спирали, а к ее концам припаяны стальные наконечники. Спиральные элементы кадмированы для предохранения их от окисления. Элементы остальных четырех типов изготовляют методом штамповки. Для обеспечения надежной работы магнитного пускателя при ремонте применяют нагревательные элементы заводского изготовления и только в исключительных случаях изготовляют новые элементы на своих предприятиях.
Сборка магнитного пускателя после ремонта должна производиться так, чтобы в процессе его работы исключалась возможность смещения якоря по отношению к сердечнику. При повреждении одной из этих деталей должна быть заменена магнитная система или же выполнена тщательная подгонка якоря к сердечнику путем центрирования, а затем шабровки и шлифования их поверхностей:
Контакты магнитных пускателей снабжают металлокерамическими напайками, повышающими продолжительность их работы.
При частом пользовании магнитными пускателями в течение продолжительного времени их металлокерамические наплавки изнашиваются. Заменять изношенные наплавки надо равноценными металлокерамическими наплавками заводского изготовления. Самодельные наплавки и накладки из других металлов (меди, серебра) недопустимы.
Регулировку провалов и одновременности касания контактов разных полюсов производят прокладыванием регулировочных шайб между обоймой-контакта и траверсой. После регулировки контактов следует несколько раз вручную включить магнитный пускатель, чтобы убедиться в отсутствии заедания пластмассового вкладыша, передающего контакту усилие пружины при его движении в обойме, а также в отсутствии задевания подвижных контактов за внутренние части дугогасительной камеры.
Проверку и испытание магнитного пускателя производят по программе и нормам завода-изготовителя. Результаты, полученные после ремонтных испытаний магнитного пускателя, не должны отличаться более чем на ±10% от данных заводских испытаний.
