книги / Электромонтер по обслуживанию буровых установок

Аппаратура классифицируется:

1) по роду тока — постоянного и переменного тока;

2)по напряжению — низковольтная (до 1000 В) и высоко­ вольтная (свыше 1000 В);

3)по принципу действия —электромагнитная, индукционная, тепловая, ионно-электронная, тиристорная и т. п.;

4)по конструктивному выполнению в отношении защиты от окружающей среды — открытая, защищенная, закрытая, пыле­ непроницаемая, взрывобезопасная;

5)по назначению — аппаратура управления и защиты конт­ роля и сигнализации;

6)по способу управления — ручная и автоматическая.

Аппаратура ручного управления

К аппаратам ручного управления относятся: рубильники, переключатели, пакетные и универсальные выключатели, уста­ новочные автоматы, контроллеры, ручные командоаппараты.

Рубильники и рубящие переключатели предназначены для нечастых замыканий и размыканий электрических полей посто­ янного и переменного тока до 2500 А напряжением до 1000 В.

Эти аппараты с центральной рукояткой типов Р, П служат только как разъединители, т. е. для отключения предвари­ тельно обесточенных цепей. Аппараты с боковой рукояткой, бо­ ковым и центральным рычажным приводами (РБ, РПЦ, РПБ, ППЦ) могут коммутировать электрические цепи под нагрузкой.

При выборе рубильников и переключателей необходимо со­ блюдать условие

в коммутируемой сети.

Широкое применение получил совмещенный блок: предохра­ нитель— рубильник в закрытом стальном ящике с откидной крышкой (рис. 52).

Достоинство этого блока — компактность и безопасность об­ служивания, так как в отключенном состоянии предохранители 1 не находятся под напряжением и могут быть сняты. Включить

440 В постоянного тока и до 500 В переменного тока частотой 50 Гц. Они применяются в качестве командоаппаратов для пе­ реключения цепей управления автоматов, контакторов, масля-

Рис. 53. Универсальный переключатель (размеры А и Б в мм)

новые контроллеры. В корпусе такого контроллера располо жены кулачковые элементы и вал с кулачковыми фасонными шайбами, образующие кулачковый барабан. Контроллеры снабжены металлическими оболочками со съемными кожу­ хами и не рассчитаны на работу во взрывоопасной среде, а также в местах, не защищенных от попадания атмосферных осадков.

Крановые кулачковые контроллеры типа ККТ-61 применя­ ются для управления электродвигателями вспомогательных ле­ бедок на буровых установках.

Аппаратура автоматического управления

К аппаратам автоматического управления относятся: кнопки управления, командоаппараты, контакторы и магнитные пуска­ тели, реле, станции управления и другие аппараты.

Кнопки и кнопочные посты предназначены для управления электромагнитными контакторами и пускателями при напряже­ нии до 500 В, частотой 50 и 60 Гц. Они имеют широкую номен­ клатуру и отличаются друг от друга главным образом по кон­ струкции в зависимости от места установки и условий работы.

Кнопочный элемент имеет электрически не связанные между собой замыкающие и размыкающие контакты с двойным разры­ вом цепи. Размыкающий контакт кнопочного элемента выдер­ живает длительную нагрузку 4 А. Электрическая износоустой­ чивость кнопочных элементов — не менее 50 000 циклов (вклю­ чений и отключений).

Наибольшее распространение получили кнопки типов КЕ, КМЕ, ПКЕ.

Командоаппараты кулачковые нерегулируемые (командоконтроллеры) предназначены для оперативно-дистанционного управления электроприводами.

В отличие от контроллеров ими переключают не основные силовые цепи, а цепи управления с небольшой силой тока. Ме­ ханически они не связаны с управляющим механизмом и при­ водятся в действие оператором. На буровых установках приме­ няют реверсивные командоаппараты серии КА-5000 для управ­ ления электродвигателями лебедки, ротора и других механизмов. Исполнение командоаппаратов — защищенное, число коммути­ руемых цепей — от 4 до 8, число рабочих положений в каждую сторону от нуля — от 1 до 5. Рукоятка привода может иметь фиксацию в каждом положении или самовозврат в нулевое по­ ложение. Последовательность включения или отключения кон­ тактов осуществляется в зависимости от профиля кулачков.

В схеме устройства командоконтроллера серии КА-5000 (рис. 54) при повороте рукоятки поворачивается горизонталь­ ный квадратный вал 6, на котором закреплена кулачковая шайба 7, состоящая из отдельных кулачков. Под действием пружины 5 подвижный рычаг 3 стремится занять положение, показанное с правой стороны, при котором контактный мостик 1 замыкает неподвижные контакты 2. При повороте вала 6 про­ тив часовой стрелки выступающая часть кулачка нажмет на ролик 4 и отведет рычаг 3 вправо. Контакт разомкнется и зай­ мет положение, показанное на схеме слева.

Командоаппараты КА-5000 имеют номинальную (длитель­ ную) силу тока 15 А. Предельная разрывная способность при 110 В постоянного тока — 2,5 А; при 500 В переменного тока — 15 А.

Путевые (конечные) выключатели служат для ограничения хода механизмов.

Рис. 54. Конструктивная схема устройства командоконтроллера

К ним также относятся кулачковые регулируемые командоаппараты, служащие для переключения в цепях управления, в сигнальных цепях в зависимости от положения, занимаемого рабочим органом механизма. Аппараты этого типа механически связаны с регулируемым исполнительным механизмом. На бу­

пыленепроницаемое. Контакты допускают длительное протека­ ние тока 15 А и кратковременное (не более 10 с) — до 75 А по­ стоянного и переменного тока.

В качестве конечных выключателей применяют выключатели рычажного типа (КУ, ВК-211) и штыревого типа (ВК-411).

Контакторы предназначены для дистанционного и автомати­ ческого включения и отключения электрических силовых цепей. Контактор состоит из электромагнитной и контактной систем, дугогасящего устройства, электрических и механических блоки­ ровочных устройств.

Контакторы применяют для частых коммутаций силовых це­ пей различных токоприемников с относительно большими то­ ками (40—2500 А).

В зависимости от рода тока, питающего втягивающую ка­ тушку, контакторы делятся на контакторы переменного и по­ стоянного тока. Они отличаются в основном устройством маг­ нитной системы, которая в контакторах постоянного тока вы­ полняется из массивных стальных деталей, что увеличивает

больше сила разрываемого тока, тем мощнее электрическая дуга и тем сильнее действие дугогасительной катушки.

Для улучшения условий дугогашения контакторы перемен­ ного тока имеют дугогасительные камеры со встроенными вну­ три ее металлическими решетками. Дуга, смещенная вверх, по­ падает на металлические пластины, делится на части и быстро гаснет (рис. 55, в).

Для уменьшения шума (гудения) контакторов переменного тока применяют специальные устройства, представляющие со­ бой демпферный виток (замкнутая медная рамка), устанавли­ ваемый на торце сердечника или якоря. Когда в катушке сила тока равна нулю, якорь электромагнита под действием контакт­ ных пружин и собственного веса подвижных частей аппарата начинает «отпадать» от сердечника. При увеличении силы тока в катушке якорь снова притянется к сердечнику. Возникает гу­ дение от вибрации якоря. Часть магнитного поля якоря, пульси­ руя внутри демпферного витка, наводит в нем э. д. с., которая в свою очередь вызовет протекание в замкнутом контуре пере­ менного тока. Этот ток создаст добавочный магнитный поток, не совпадающий по фазе с основным потоком. Таким образом, несовпадение по фазе этих магнитных потоков создаст условия, когда в любой момент времени в контакторе будет находиться магнитный поток, значение которого будет отличаться от нуля. Этот поток удерживает якорь от «отпадения». В результате резко уменьшается вибрация якоря и гудение.

Время включения контактора постоянного тока 0,13—0,4 с, время включения контактора переменного тока 0,035—0,05 с.

Контакторы выпускают на номинальную силу постоянного тока до 2500 А, переменного тока — до 600 А.

Магнитные пускатели (в дальнейшем именуемые «пуска­ тели») на номинальное напряжение до 500 В переменного тока и частоту 50 Гц предназначены главным образом для дистан­ ционного управления трехфазными электродвигателями с корот­ козамкнутым ротором мощностью от 0,27 до 10 кВт (пускатели серии ПМ.Е) и от 4 до 75 кВт (пускатели серии ПА). Пуска­ тели осуществляют пуск и остановку электродвигателей (нере­ версивные пускатели); пуск, остановку и реверс электродвига­ телей (реверсивные пускатели); защиту управляемых электро­ двигателей от перегрузок недопустимой продолжительности (пу­ скатели с тепловыми реле).

Пускатели изготовляются в следующих исполнениях: нере­ версивные, реверсивные, открытые (без оболочки), защищен­ ные (с оболочкой, не имеющей уплотнения разъемных стыков и защищающей только от случайных прикосновений к частям, на­ ходящимся под напряжением, а также от проникновения внутрь пускателя посторонних предметов); пылебрызгонепроницаемые (для наружной установки под навесом), имеющие оболочки с уплотнением разъемных стыков, исключающих проникнове­ ние внутрь пускателя воды и пыли; без тепловых реле (тепло­

вую защиту в повторно-кратковременном режиме электродвига­ теля осуществить невозможно); с тепловым реле (с защитой электродвигателя от токовых перегрузок). Тип пускателя обо­ значается буквами ПА, ПМЕ (наименование серии) и тремя цифрами. Первая из цифр определяет величину (габарит О, I,

3 — пылезащищенное, 4 — пылебрызгонепроницаемое), третья — исполнение (1 — нереверсивный и без тепловой защиты, 2 — не­ реверсивный с тепловой защитой, 3 — реверсивный без тепло­ вой защиты, 4 — реверсивный с тепловой защитой).

Нереверсивный пускатель открытого исполнения и без теп­ ловой защиты представляет собой электромагнитый контактор; реверсивный — два контактора, укрепленных на общем основа­ нии (панели); нереверсивный пускатель с тепловой защитой со­ стоит из трехполюсного контактора, тепловых реле и блока приставок. В реверсивном пускателе имеется два трехполюсных контактора. Невозможность одновременного включения контак­ торов обеспечивается блокировкой. Пускатель включается с по­ мощью кнопки или аналогичного устройства, осуществляющего мгновенную подачу напряжения на втягивающую катушку.

Схема соединений нереверсивного пускателя с тепловыми реле приведена на рис. 56, а. При нажатии кнопки П пода­ ется напряжение на обмотку контактора /С, он срабатывает и включает электродвигатель, замыкающий блок-контакт К (7— 8), при этом шунтирует включающую кнопку. Для остановки электродвигателя следует нажать на кнопку С, разрывающую цепь включающей катушки контактора К. Электродвигатель останавливается также автоматически при срабатывании теп­ лового реле ТРН от тока перегрузки двигателя. Своим контак­ том ТРН (8—10) реле разрывает цепь включающей катушки пускателя. Схемой обеспечивается нулевая защита с помощью замыкающего блок-контакта К (7—8), предотвращающая са­ мопроизвольное включение пускателя при внезапном появлении напряжения.

Реверсивные магнитные пускатели наряду с пуском, остано­ вом и защитой электродвигателя изменяют направление его вращения. В этих пускателях установлены два контактора, один из которых включает электродвигатель при одном направлении вращения, а второй — при другом направлении. Реверсивные магнитные пускатели имеют блокирующее устройство (электри­ ческое и механическое), не допускающее одновременного вклю­ чения обоих контакторов, даже при нажатии обеих кнопок (вперед и назад).

На рис. 56, б приведена схема включения реверсивного пу­ скателя с тепловым реле. При нажатии кнопки В подается на­ пряжение на обмотку контактора КВ, он срабатывает и вклю­ чает электродвигатель в направлении вращения «вперед». Од­ новременно разрываются цепи размыкающего блок-контакта

Л1 лг лз

Рис. 56. Схемы управления магнитных пускателей:

кнопки управления «вперед» и размыкающего блок-контакта КВ (2—1) контактора КВ, что предотвращает одновременное включение обоих контакторов. При нажатии кнопки Н пода­ ется напряжение на обмотку контактора КН, он срабатывает и включает электродвигатель в направлении вращения «назад». Одновременно разрывается цепь размыкающего блок-контакта кнопки управления «назад» и размыкающего блок-контакта КН (1—2) контактора КН, что предотвращает одновременное включение обоих контакторов. Для остановки электродвигателя следует нажать на кнопку С, разрывающую любую из рабо-

тающих цепей, включающих электродвигатель в направлении вращения «вперед» или «назад». Автоматическая остановка электродвигателя осуществляется от теплового реле ТРН, кото­ рое срабатывает при недопустимой перегрузке двигателя и сво­ им блок-контактом ТРН (Л1—ЛЮ) разрывает цепь одной из включающих катушек контактора КВ или КН.

Надежность работы блок-контакторов, осуществляющих ну­ левую защиту, проверяется по данным, приведенным в табл. 8.

Ход штоков блок-контактов регулируют специальными вин­ тами-толкателями (после регулировки винты закрашиваются красной эмалью). При управлении с помощью рубильника или реле, контакты которого при включенном пускателе остаются замкнутыми, нулевая защита пускателем не осуществляется, так как разрыв цепи его втягивающей катушки производится указанными аппаратами.

Втягивающая катушка обеспечивает надежную работу пу­ скателя при напряжении сети от 85 до 105 % номинального. Все обмоточные данные указаны на маркировочной табличке ка­ тушки. При самостоятельном изготовлении катушки следует выдержать число витков согласно табл. 9.

по