Ремонт электрической части реле - продолжение

При эксплуатации иногда необходимо определить обмоточные данные катушек пускателей либо контакторов переменного тока (аппаратов с разомкнутым магнитопроводом в обесточенном состоянии) или трансформаторов, магнитных усилителей (аппаратов с замкнутым магнитопроводом), когда нет никаких данных, кроме размеров сердечника магнитопровода. Число витков на 1 В рабочего напряжения можно ориентировочно подсчитать по формуле W1В= (35—50)/Sc, где Sc — сечение сердечника, см2 (при сечении сердечника больше 10 см2 надо в числителе брать 50, а при сечении меньше 10 см2 — 35).

Рисунок 8. Устройство для определения числа витков катушки

Рисунок 9. Устройство для выявления короткозамкнутых витков в катушке

Устройства для определения числа витков и выявления короткозамкнутых витков в катушках. Устройство для определения числа витков (рисунок 8) состоит из сердечника 3 со съемным ярмом 4, эталонной катушки 5 с отпайками и переключателем 6, обмотки 2 и нульиндикатора переменного тока 7. Для определения числа витков в катушке 1 ее надевают на один из стержней сердечника 3, последний замыкают ярмом 4, подключают питание к обмотке 2 и, манипулируя переключателем 6, подбирают такое число витков эталонной катушки, чтобы индуктированная в ней эдс была равна эдс, индуктированной в проверяемой катушке (в этом случае нуль-индикатор покажет, что уравнительный ток по встречно включенным катушкам 1 и 5 не проходит). При этом число витков в проверяемой катушке равно известному числу витков эталонной катушки.
Устройство для выявления короткозамкнутых витков в катушке (рисунок 9) содержит разомкнутый сердечник 5, питающую обмотку 4, размещенную в середине сердечника, вторичную обмотку (одинаковые катушки 3 которой симметрично размещены на сердечнике по разные стороны от питающей обмотки 4 и включены встречно между собой) и милливольтметр 1. Поскольку катушки 3 обмотки включены встречно, их ЭДС уравновешены и стрелка прибора находится против нулевого деления шкалы. Равновесие не нарушится, если проверяемая катушка 2, надетая с одной стороны на сердечник, не имеет короткозамкнутых витков. Если же в проверяемой катушке есть короткозамкнутые витки, по ним будет протекать индуктированный ток, в результате магнитное равновесие нарушится и стрелка прибора отклонится.

Ремонт электрических контактов

Электрический контакт в общем виде — место перехода тока из одной токоведущей части в другую. Это может быть переход в месте соединения двух проводов и в месте подсоединения провода к аппарату или прибору. Кроме того, электрический контакт используют в качестве исполнительного органа аппарата, предназначенного для размыкания и замыкания электрической цепи. В первых двух случаях конструктивное оформление контакта одинаковое, например: в виде неразъемного соединения путем пайки, скрутки (в аппаратах накрутка), разъемного резьбового соединения, штепсельного соединения и др. В третьем случае контакт существенно отличается от первых двух видов и называется контактом электрического аппарата, состоящим обычно из подвижного (подвижного контакта) и неподвижного (неподвижного контакта) элемента.
При ремонте аппаратуры релейной защиты и автоматики уделяют внимание тем контактам, которые имеются в соответствующем аппарате, т. е. собственно контакт аппарата и контакты, с помощью которых к аппарату подключают провода. В дальнейшем будем различать контактные соединения (место соединения двух проводников) и контакт электрического аппарата или просто контакт.
Неразъемным называют такое контактное соединение токоведущих частей, которое не может быть разобрано на части без его разрушения. Неразъемные контактные соединения выполняют пайкой, сваркой или опрессовкой.
Разъемным называют контактное соединение, которое в процессе эксплуатации может быть разобрано и повторно собрано без повреждения устройства. Разъемные контактные соединения выполняют винтовыми, болтовыми или клиновыми.
Подвижные контактные соединения обычно обеспечивают непрерывность электрического соединения двух токоведущих частей, одна из которых при эксплуатации движется относительно другой.
Контактом электрического аппарата называют конструктивный узел, с помощью которого при работе электрического аппарата замыкается или размыкается электрическая цепь.
Подвижным называют контакт, жестко или упруго связанный с подвижными частями электрического аппарата и перемещающийся вместе с ними, а неподвижным — контакт, жестко или упруго связанный с неподвижными частями электрического аппарата и остающийся неподвижным или слегка перемещающийся вследствие деформации пружины при нажатии на него подвижного контакта.
Замыкающим является контакт, разомкнутый при отсутствии управляющего воздействия на аппарат (обесточены обмотки, не нажимают на кнопку), размыкающим — контакт, замкнутый при отсутствии управляющего воздействия на аппарат.
Главным называют контакт электрического аппарата, коммутирующий ток в главной (силовой) цепи, а предварительным — контакт электрического аппарата, коммутирующий ток в одной цепи с главным контактом, но замыкающийся ранее и размыкающийся позднее главного (с целью предохранения главного от обгорания), однако не предназначенный для гашения электрической дуги.
Дугогасительный контакт представляет собой контакт электрического аппарата, коммутирующий ток в главной цепи, но замыкающийся ранее и размыкающийся позднее главного контакта (и предварительного при его наличии), предназначенный для гашения электрической цепи. Блок-контакт — это контакт электрического аппарата, коммутирующий ток во вторичной цепи (цепи управления, сигнализации, блокировки и т. п.).
Однополюсным является электрический аппарат, имеющий один главный контакт, коммутирующий ток в одной электрической цепи, а многополюсным (двухполюсный, трехполюсный) — аппарат, имеющий два, три и более главных контактов, изолированных друг от друга и коммутирующих ток в различных электрических цепях или полюсах (фазах) одной электрической цепи.
Скользящим называют контакт, у которого при перемещении подвижного органа аппарата подвижный контакт скользит по неподвижному, катящимся — контакт, у которого подвижный контакт катится по неподвижному, клиновым — скользящий контакт, у которого при передвижении подвижного контакта происходит его вклинивание в неподвижный, и щеточным — контакт, выполненный из тонких пружинящих пластинок проводящего материала, механически и электрически соединенных вместе так, что каждая пластинка при замыкании контакта дает отдельный электрический контакт.
Контактный мостик (мостик)—это подвижный контакт, который при замыкании опирается концами на два неподвижных контакта и образует с ними общую электрическую цепь.
Провалом контакта является расстояние, на которое может сместиться место конечного касания подвижного контакта с неподвижным из положения полного замыкания, если будет удален тот контакт (подвижный или неподвижный), который закреплен жестко, раствором — кратчайшее расстояние между контактными поверхностями подвижного и неподвижного контактов в разомкнутом положении.
Начальным нажатием контакта называют нажатие пружины на контактный рычаг при разомкнутом контакте, пересчитанное к точке первоначального касания контактов, конечным — нажатие в момент окончания процесса замыкания подвижного контакта с неподвижным.
Стыковым называют контакт, у которого подвижный контакт перемещается перпендикулярно (или под каким-либо углом) к контактной поверхности, причем с момента соприкосновения подвижного контакта с неподвижным его движение или совершенно прекращается, или происходит лишь в виде незначительного проскальзывания (притирания), плоским — скользящий контакт, у которого подвижный контакт скользит по неподвижному, перемещаясь в одной плоскости с контактной поверхностью.
Вывод электротехнического устройства представляет собой часть этого устройства, предназначенную для электрического соединения его с другими устройствами.
Контактным зажимом (зажим) называют устройство, предназначенное для присоединения проводников, подводимых к аппарату извне или электрически соединяющих между собой различные части аппарата.
В зависимости от геометрической формы перехода одной токоведущей части к другой при их соприкосновении контакты разделяют на плоскостные, линейные и точечные.
Плоскостным является контакт, в котором переход от одной токоведущей части к другой при их соприкосновении осуществляется по плоскости. Такой контакт, в частности, образуется в месте соединения двух прямоугольных шин внахлестку.
Линейным служит контакт, в котором переход от одной токоведущей части к другой при их соприкосновении осуществляется по линии. Такой контакт образуется в месте соединения токоведущих частей с цилиндрической и плоской поверхностями, двух токоведущих частей с цилиндрическими поверхностями, у которых образующие параллельны.
Точечным называют контакт, в котором переход от одной токоведущей части к другой сосредоточен на очень маленьком участке (в точке). Такой контакт образуется в месте соединения токоведущих частей со сферической и плоской поверхностями, двух токоведущих частей со сферическими поверхностями и цилиндрическими поверхностями, у которых образующие—скрещивающиеся прямые. Конструктивное выполнение контактных соединений и контактов электрических аппаратов. При монтаже проводок контактные соединения проводов между собой выполняют пайкой, предварительно скрутив зачищенные концы проводов, или, введя их в гильзу, сваривают либо опрессовывают (холодная сварка). При соединении в гильзах алюминиевых проводов (алюминиевые гильзы ГАО) опрессование производят с помощью кварцевазелиновой пасты, что способствует разрушению оксидной пленки и обеспечивает требуемую надежность контактного соединения. При монтаже аппаратуры релейной защиты и автоматики непосредственное соединение проводов между собой в пределах аппарата, прибора или панели, на которой эти приборы и аппараты установлены, не допускается. Такие соединения выполняют на зажимах аппаратов или переходных зажимах, чаще наборных. Провода, подключаемые к зажимам, оконцовывают пестиком (рисунок 10, а), колечком (рисунок 10, б) или блочными наконечниками (рисунок 10, в).
Поскольку алюминий обладает текучестью и контакт с течением времени может ослабнуть, то при подключении алюминиевых жил проводов к ламелям зажимов и шпилькам или колкам приборов используют ограничивающие (шайбы-звездочки) и пружинные шайбы. В отдельных случаях предварительно оконцовывают провод с алюминиевыми жилами блочным наконечником. Кроме того, применяют безвинтовые зажимы, в которых зачищенный провод встав- . ляется в гнездо и прижимается к контактной пластине пружиной, а также безвинтовые зажимы, не требующие зачистки изоляции. При вставке конца провода в прорезь изоляцию прорезают и провод заклинивают в прорези, чем и обеспечивается надежный контакт.

Рисунок 10. Способы оконцевания алюминиевых проводов и жил контрольных кабелей к зажимам:
а — пестиком, б — колечком, в — блочными наконечниками

Подключение проводов к малогабаритным аппаратам (реле телефонного типа, малогабаритным ключам управления, например МКВ, МКФ и др.) осуществляют пайкой к лепесткам, в виде которых выполнены выводы этих аппаратов.
В настоящее время в сложных электронных и электротехнических устройствах получило широкое распространение соединение провода с выводом методом накрутки. Накруткой называют такое соединение между проводом и выводом с острыми краями, при котором провод наматывается непосредственно на вывод с контролируемым усилием, причем несколько витков провода, врезаясь, запираются на острых краях вывода. Соединение «провод — вывод» удерживается благодаря упругим напряжениям, возникающим в этих элементах. Острые края вывода образуют точки высокого давления, приводящие к появлению выемок как на проводе, так и на выводе. В результате получается газонепроницаемое соединение двух металлов, обеспечивающее стабильную электрическую проводимость и механическую прочность. Разновидностью рассмотренного метода монтажа накруткой является бандажирование, т. е. соединение провода с выводом, имеющим острые края, при котором провод прикладывается к широкой поверхности вывода вдоль него и прикрепляется несколькими витками бандажной проволоки, наматываемой вокруг вывода и провода с контролируемым усилием.

Рисунок 11. Штепсельный разъем:
а — вилка, б — розетка

Большое распространение для быстрого механического и электрического соединения и разъединения проводов, жгутов и кабелей получили штепсельные разъемы. Штепсельный разъем состоит из двух ответных частей: вилки и розетки. В большинстве случаев соединение и разъединение частей разъема осуществляются вручную в обесточенном состоянии. Однако иногда применяют штепсельные разъемы, допускающие соединение и разъединение частей под током и имеющие устройство для дистанционного управления.
Штепсельный разъем ШР состоит из вилки (рисунок 11, а) и розетки (рисунок 11, б). Вилка состоит из корпуса 1 с фланцем и изолятора с контактными штырями 2, а розетка — из корпуса 5, изолятора 7 с гнездами 3, накидной гайки 4 и разъемного патрубка 6. Гнезда розетки располагаются против соответствующих контактных штырей вилки, соединяют их и навертывают накидную гайку на резьбовую часть вилки, при этом ее контактные штыри полностью вводятся в гнезда розетки.
Контакты электрических аппаратов, предназначенные для размыкания и замыкания электрической цепи, отличаются большим разнообразием.
В предохранителях обычно используют плоский (рисунок 12, а) или цилиндрический (рисунок 12, б) поверхностный контакт между пинцетом и вставкой, в рубильниках и переключателях — линейный контакт между ножом и губкой (рисунок 12, в), в воздушных автоматических выключателях и контакторах — также линейный контакт между подвижным и неподвижным контактами (рисунок 12, г), в контактных реле — линейные (рисунок 12, д) и точечные контакты (рисунок 12, е и ж).
Выбор материала для контактов определяется режимными параметрами электрической цепи, в которой находятся контакты. Для сильноточных цепей важным фактором является нагрев контактов в процессе работы, вызывающий увеличение переходного сопротивления и приваривание.

Рисунок 12. Виды контактов электрических аппаратов:
а — плоский, б — цилиндрический, в—д —• линейные, е, ж — точечные

Поэтому материал для контактов подбирают с хорошей проводимостью, стойкий по отношению к электрической дуге и не подверженный свариванию при работе аппарата в пределах его коммутационной способности. Для некоторых силовых коммутирующих аппаратов применяют контакты, изготовленные методом металлокерамики из специальной композиции на основе серебра и графита, серебра, никеля и графита и др.
Для контактов, работающих в цепях с очень малыми токами и напряжениями (в слаботочных цепях), основным фактором является влияние на них поверхностных пленок, значительно увеличивающих переходное сопротивление. Поэтому такие контакты должны иметь покрытие из очень инертных материалов (например, золото для контактов в цепях с микротоками и микронапряжениями).
При ремонте аппаратуры релейной защиты и автоматики значительный объем работ составляет ремонт контактных соединений и контактов. К таким работам относят: осмотр контактных соединений и контактов и выявление дефектных, демонтаж контактных соединений, зачистку контактных поверхностей контактов, замену контактов или отдельных деталей, вышедших из строя, переделку замыкающих контактов на размыкающие и, наоборот, регулировку контактов.
При осмотре резьбовых контактных соединений обращают внимание на исправность резьбы винтов и втулок, целость головок винтов и шлицев, граней гаек и концов шпилек, наличие шайб, гаек и контргаек.
Прочность паек проверяют осмотром и легким подергиванием. Ненадежные и окислившиеся соединения перепаивают. Дефектные детали резьбовых соединений заменяют новыми. Выводы аппаратов надежно закрепляют в основаниях, а подключаемые к ним провода зажимают. Должны быть приняты меры от воздействия механических усилий на контактные соединения. Если выводы аппарата установлены на металлическом основании, необходимо их надежно изолировать.
При осмотре контактов аппаратов, предназначенных для замыкания и размыкания электрических цепей, проверяют состояние подвижных и неподвижных контактов. Подгоревшие и оплавившиеся контакты зачищают надфилем и полируют стальной пластинкой (воронилом). Промывка контактов какими-либо составами или жидкостями не допускается. Коммутирующие контакты, выполненные из композиций на основе серебра методом металлокерамики, не зачищают, а при износе заменяют новыми.
Контролируют ход подвижных контактов и совместный ход подвижных контактов с неподвижными, раствор (зазор между контактами в отключенном положении), движение подвижного контакта относительно неподвижного после их соприкосновения (скольжение, перекатывание).
Проверяют последовательность замыкания и размыкания контактов. Каждый мостиковый контакт должен одновременно соприкасаться с неподвижными контактами, контакты всех полюсов автоматов, контакторов и магнитных пускателей должны замыкаться одновременно; в кнопках управления реверсивными магнитными пускателями (при воздействии на нее) сначала должен размыкаться размыкающий контакт и после некоторого свободного хода замыкаться замыкающий контакт; в аппаратах для переключения в цепях трансформаторов тока необходимо безобрывное переключение, когда при любом положении переключателя обеспечивается непрерывность токовой цепи. Замыкание и размыкание в командоаппаратах (ключей управления и других многоконтактных аппаратов) должно происходить в соответствии с контроллерной диаграммой.
Последовательность замыкания и размыкания контактов удобно контролировать с помощью ламп. Для проверки одновременности замыкания контактов трехполюсного автомата, контактора или рубильника собирают схему (рисунок 13, а). Если контакты отрегулированы правильно, при медленном движении подвижных контактов к неподвижным их начальное касание произойдет в одно и то же время, что можно установить по одновременному загоранию всех трех ламп. Для проверки последовательности замыкания контактов кнопки управления собирают схему, показанную на рисунок 13, б. При правильной регулировке контактов, если воздействовать на кнопку, медленно вжимая ее, погаснет лампа Л1, после чего загорится лампа Л2. Для проверки контакта, переключающего электрическую цепь без ее обрыва, собирают схему, показанную на рисунок 13, в. Если контакты отрегулированы правильно, будет гореть лампа Л1, при воздействии на подвижный контакт сначала загорится лампа Л2, причем Л1 будет продолжать гореть, а затем, при дальнейшем движении подвижного контакта, погаснет.
При ремонте аппаратов часто приходится переделывать контактную систему с целью изменения числа размыкающих и замыкающих контактов. Для этого в пакетных ключах и переключателях (в зависимости от их конструкции) в соответствующем пакете поворачивают подвижный контакт на некоторый угол или заменяют его на другой (в ключах завода «Электропульт»), поворачивают или заменяют кулачковую шайбу (в универсальных переключателях УП5000).

Рисунок 13. Проверка последовательности замыкания и размыкания контактов электрических аппаратов:
а — замыкающих, б — переключающих, в — с безобрывным переключением

Рисунок 14. Секция универсального переключателя УП5300

Рисунок 15. Контактный пакет ключа управления

На рисунок 14 показана секция универсального переключателя УП5300, у которой в исходном положении замкнут левый контакт (контактный палец 2 прижат к скобе 3 с неподвижными контактами). При необходимости замыкания в исходном положении правого контакта (контактный палец 4 прижат к скобе 3), достаточно кулачковую шайбу 5 повернуть на 180°, а шайбу 6 переместить на центральном валике 7, поменяв местами с кулачковой шайбой 1 так, чтобы ее выступ 9 упирался в скобу 8 включения контактного пальца 4.

Рисунок 16. Положение главных контактов контактора: а — начальное касание, б — окончательное включение

На рисунок 15 показан контактный пакет ключа управления КУ завода «Электропульт», подвижный контакт 1 которого в исходном положении не замыкает ни одной из пар неподвижных контактов. Если нужно, чтобы он замыкал в исходном положении контакты 3—5 или 2—4, достаточно подвижный контакт повернуть несколько вправо или примерно на 45° влево. Аналогично переделывают и блокировочные контакты КСА и КСУ.
Вопросы регулировки контактов реле подробно рассмотрены в гл. XII, посвященной испытанию реле, поэтому ниже приводим технологию регулировки контактов контакторов и автоматических выключателей.
При регулировке контакторов добиваются нормированных значений растворов, провалов, нажатия (начального и конечного) контактов. Контакты должны соприкасаться по линии, прилегая один к другому не менее 70—80% ширины контакта от момента начального касания до полностью включенного состояния. При замыкании и размыкании подвижный контакт должен перекатываться с одновременным проскальзыванием по неподвижному контакту 2. Рассмотрим, как происходит включение главных (силовых) контактов контактора от момента начального касания (рисунок 16, а) до окончательного включения (рисунок 16, б).
При повороте вала (на чертеже не показан) планка 1, закрепленная на нем, также поворачивается, пружина 5 сжимается и нажатие контакта увеличивается до момента окончательного включения. При этом подвижный контакт перекатывается с одновременным проскальзыванием по неподвижному контакту. В момент начального касания в точке 3 возникает значительное переходное сопротивление и под действием тока нагрузки возможно в этом месте оплавление контакта. Однако благодаря проскальзыванию происходит самоочищение контакта и установка его на неповрежденном участке в точке 6.
Начальное нажатие измеряют при разомкнутом контакте, для чего на подвижный контакт в месте начального касания надевают петлю из тонкого шнура и, вставив между подвижным контактом и планкой (в месте упора) полоску тонкой бумаги, оттягивают подвижный контакт за петлю динамометром. Показание динамометра, когда полоску бумаги можно легко вытянуть, определяет начальное нажатие контактов.
Конечное нажатие измеряют аналогичным способом, но петлю надевают на подвижный контакт в месте касания контактов при включенном контакторе (точка 6), а полоску тонкой бумаги вставляют между неподвижным и подвижным контактами.
Раствор контактов измеряют при отключенном контакторе в самом узком месте между контактами. При этом пользуются шаблоном в виде пластинки, одна сторона которой равна минимальному, а другая — максимально допустимому раствору.
Провал практически замерить нельзя. Поэтому мерой провала служит расстояние А между планкой 1 и подвижным контактом 4 в месте упора при включенном контакторе. Очевидно, рассмотренные параметры зависят и от величины хода якоря магнитной системы. При наличии блок-контактов их регулировку выполняют также исходя из нормированных рассмотренных параметров.
При ремонте автоматических выключателей серии A3100 надо иметь в виду, что, если толщина металлокерамического слоя в контактах или провал контактов станет меньше 0,5 мм, такой автомат к работе непригоден и должен быть заменен новым. У автомата А3140 кроме главных имеются и искрогасительные контакты, которые при включении должны замыкаться раньше, а при отключении — размыкаться позже главных контактов, для чего искрогасительный контакт должен опережать главный не менее чем на 1 мм. Провал этих контактов не нормируется, поскольку обеспечивается при условии соблюдения правильной регулировки главного контакта и указанного опережения дугогасительного контакта. Места замеров и регулировочные данные для каждого типа автомата приводятся в заводских инструкциях.