Диагностирование контактов

Электрическая цепь любого электрооборудования содержит различные элементы, которые между собой соединены при по­мощи электрических контактов. Например, в низковольтной сети на один трехфазный электроприемник в среднем приходит­ся около 60 электрических контактов. От состояния любого из них зависит работоспособность всей электроустановки. Поэтому регулярный контроль электрических контактов - важная состав­ная часть работ по обеспечению высокой надежности электро­оборудования.

Электрическим контактом называют место перехода тока из одной токоведущей части в другую. По своему назначению кон­такты разделяют на соединительные и коммутирующие. Первые из них служат только для соединения различных элементов элек­трической цепи, а вторые предназначены для включения, отклю­чения и переключения электрической цепи.

Известно большое число конструктивных исполнений кон­тактов. Соединительные контакты разделяют на разборные (болтовые, винтовые, клиновые) и неразборные (сварные, пая­ные, клепаные и т.п.). Коммутирующие контакты классифици­руют по признаку подвижности (подвижные, неподвижные), по степени подвижности (самоустанавливающиеся, несамоустанавливающиеся), по геометрической форме (точечные, линейные, поверхностные), по виду охлаждения (естественное, искусствен­ное), по назначению (главные, дугогасительные, дополнитель­ные) и по другим признакам.

Состояние контактов оценивают по определяющим или вспомогательным параметрам. К первым из них относят пере­ходное сопротивление, падение напряжение и температуру на­грева контактов, а ко вторым - площадь соприкосновения, рас­твор, провал и усилие сжатия контактов.

Переходным сопротивлением контакта называют дополни­тельное сопротивление в месте перехода тока из одной контакт­ной поверхности в другую, обусловленное, во-первых, сужением площади сечения контакта в неровностях поверхности, во-вторых, сопротивлением газовых и масляных пленок, а также пыли, адсорбированных поверхностью контакта. Значение пере­ходного сопротивления зависит от многих факторов, главные из которых - микрорельеф, усилие сжатия и материал контактной поверхности.

Допустимое падение напряжения на переходном сопротивле­нии контакта зависит главным образом от материала контакта, и его выбирают при условии отсутствия размягчения металла контактов, работающих в номинальном режиме. Для низко­вольтной аппаратуры установлены следующие допустимые па­дения напряжения на контакте: серебро - 0,01... 0,02 В, медь -0,01...0,03 В, алюминий-0,01...0,04 В, железо-0,02...0,05 В.

Сопротивление контактов не остается постоянным в процессе эксплуатации. Оно представляет собой источник дополнитель­ных потерь, и поэтому температура контактной поверхности всегда выше температуры прилегающих проводников. Под дей­ствием кислорода это приводит к образованию на поверхности металла пленки, толщина которой с течением времени увеличивается, что ведет к росту переходного сопротивления и дополни­тельному нагреву. В некоторый момент времени и под действием температуры и электрического поля пленка разрушается и пере­ходное сопротивление падает до первоначального значения. За­тем процесс повторяется вновь и вновь. Но в некоторых случаях такое самоочищение не происходит, контакт может разгореться и выйти из строя.

Для надежной работы контактов необходимо строго соблю­дать установленные нормы для температуры нагрева: коммути­рующие контакты из меди без покрытия - 85°С, с серебряным покрытием - 240°; соединительные контакты внутри аппаратов из меди - 95°, с покрытием неблагородными металлами - 105°, с серебряным покрытием - 135°С (при расчетной температуре ок­ружающей среды 45 °С)

Площадь соприкосновения контактов характеризует качество их настройки или степень износа. В исправном состоянии фак­тическая площадь соприкосновения составляет не менее 70% от номинальной площади контакта.

Раствором контактов называют наибольшее расстояние Lр между поверхностями соприкосновения при разомкнутом состо­янии контактов. В зависимости от типа аппарата эта величина может быть от 3 до 50 мм.

Провалом контактов называют расстояние Lп, на которое пе­ремещается подвижный контакт, не теряя соприкосновения с неподвижным контактом при размыкании или замыкании цепи. Для низковольтных аппаратов провал составляет 3...6 мм.

Переходное сопротивление контактов измеряют при посто­янном или переменном токе. Для этого используют микроомме­тры, двойные мосты или применяют схемы с милливольтметром. У нового контакта переходное сопротивление не должно пре­вышать сопротивления целого эквивалентного участка провод­ника в 1,2 раза. В процессе эксплуатации допускается увеличение сопротивления, но не более чем в 1,8 раза по сравнению с на­чальным значением.

Падение напряжения на переходном сопротивлении измеря­ют милливольтметром или гальванометром, пропуская через контакт номинальный постоянный ток. Для этого используют различные нагрузочные установки. Для этой цели электротехничес­кие службы оснащают универсальными стендами, ко­торые позволяют определить падение напряжения, а также вы­полнить ряд других операций.

В исправном контакте отношение падения напряжения на нем к падению напряжения на целом эквивалентном участке не должно превышать 1,1... 1,2. Если в процесс эксплуатации это отношение превысит 1,7, то необходимы ремонт или замена контакта.

Прогнозирование технического состояния оборудования по результатам измерения сопротивления изоляции

Оценить состояние изоляции электротехнического оборудо­вания можно по результатам нескольких измерений, выполнен­ных в течение определенного интервала времени (от 1 до 6 меся­цев). По результатам измерений определяют скорость изменения сопротивления изоляции, а затем момент ожидаемого наступле­ния предельного (по наименьшему сопротивлению) состояния изоляции. Рассмотрим эту методику на примерах.

Пример 1. Сопротивление изоляции участка электрической сети напряжением 220В в момент проведения измерений оказа­лась равным 4 МОм. Три последующих измерения были сделаны с интервалом в 6 месяцев и показали следующие значения: 3,4; 2,8; 2,2 МОм. Надо определить скорость изменения параметра и момент ожидаемого наступления предельного состояния изоляции.

Скорость изменения параметра технического состояния:

[М0м/мес]

Момент наступления предельного состояния (он определяется минимально допустимым значением сопротивления изоляции 1МОм согласно требованиям ПТЭ и ПТБ) Т == 12 мес.

Через 12 месяцев состояние изоляции данного участка элект­рической сети окажется не удовлетворяющим установленным требованиям. По истечении указанного периода времени дан­ный участок подлежит ремонту.

Пример 2. В результате измерения сопротивления изоляции электродвигателя были получены значения, приведенные в табл. 7.3.

Таблица 7.3- Результаты измерения сопротивления изоляции

Номер измерения, Ni
Результат измерения, Ri; МОм

Измерения производились один раз в месяц. Определить ско­рость изменения параметра и момент ожидаемого наступления предельного состояния изоляции.

Скорость изменения параметра технического состояния

[МОм/мес].

Момент наступления предельного состояния (он определяется минимально допустимым значением сопротивления изоляции 0,5 МОм, согласно требованиям ПТЭ и ПТБ).

= 0,4 мес.

При такой скорости изменения сопротивления изоляции пре­дельное состояние изоляции электродвигателя наступит через 0,4 месяца. Это необходимо иметь ввиду при составлении плана ремонта оборудования.

В общем виде скорость изменения параметра технического состояния может быть определена из выражения:

[МОм/мес],

где R_из1, R_из2, R_из3, R_из(n-1), R_изn, результаты измерений сопротив­ления изоляции, МОм;

t- интервал времени, через который проводились измерения, месяц;

n - количество измерений, не считая первое.

В общем виде момент наступления предельного состояния (он определяется минимально допустимым значением сопротивле­ния изоляции для данного вида оборудования, согласно требо­ваниям ПТЭ и ПТБ) может быть приближенно определен из вы­ражения:

где R_изn- результат последнего измерения сопротивления изоля­ции, МОм;

R_{из.ГОСТ} - допустимое значение сопротивления изоляции элек­трооборудования согласно требованиям ГОСТа.

Дата добавления: 2014-01-05