151855 (Станочная электропроводка)

Федеральное агентство по образованию

Федеральное государственное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

Чебоксарский электромеханический колледж

Письменная экзаменационная работа

Станочная электропроводка

2010

Введение

Основные направления экономического и социального развития предусматривают интенсивное развитие автоматизации и роботизации всего народного хозяйства страны, повышение энерговооруженности труда.

Решение этих задач непосредственно связано с совершенствованием

электрооборудования промышленных установок, со степенью автоматизации технологических линий и участков производства, с качеством обслуживания, от которого зависят бесперебойность и ритмичная работа предприятия.

Политика нашей страны направлена на то, чтобы совершенствовать систему образования с учётом потребностей ускорения социально-экономического развития, требований выдвигаемых прогрессом науки и техники.

Чтобы обслуживать электрооборудование, соответствующее современному уровню развития науки и техники, электромонтёр должен обладать знаниями по устройству электрических двигателей, аппаратов защиты и управления, иметь представление об особенностях работы полупроводниковой техники и устройств автоматики, уметь разбираться в системах электрооборудования технологических установок и устройств и т.д. Цель выпускной квалификационной работы – овладеть необходимым комплексом знаний в области монтажа контактных соединений и станочной электропроводки.

1. Монтаж контактных соединений

Различные элементы электрической цепи соединяются между собой и присоединяются к источникам или потребителям электроэнергии с помощью электрических контактных соединений (КС).

Электрический контакт – соприкосновение тел, обеспечивающие непрерывность электрической цепи.

Контактное соединение – конструктивный узел, образующий не размыкаемый контакт. Электрический контакт между проводниками осуществляется при нажатии одного токоведущего элемента на другой с помощью болтов, винтов, сжимов, специальных пружин, заклёпок, совместной деформации (опрессовки, скрутки), а также сваркой, пайкой или адгезионным сцеплением – склеиванием.

По конструктивно-технологическому признаку контактные соединения подразделяются на три группы: неразборные, разборные и разъемные. Неразборные контактные соединения – такие, которые не могут быть разобраны без разрушения хотя бы одной из соединяемых деталей или соединяемого материала; к ним относятся сварные, паяные, клепаные, опрессованные, клеевые.

Разборные контактные соединения – такие, которые могут быть разобраны без разрушения соединяемых деталей; к ним относятся болтовые, винтовые, клиновые.

Разъемные контактные соединения – устройства, состоящие из вилки и розетки. По роду связи токоведущих частей соединения можно разделить на цельнометаллические и физическим сварным контактом и сжимные – с механическим (сжимным) контактом. В свою очередь, сжимные соединения могут быть простыми и сложными: первые образуются между двумя сплошными по структуре проводниками; вторые – между многопроволочным проводом и наконечником (гильзой и т.п.) или между двумя многопроволочными. По монтажно-эксплуатационному назначению контактные соединения разделают на соединения, подсоединения и ответвления, работающие в открытых и закрытых распределительных устройствах. Контактные соединения токоведущих частей электроустановок служат для длительного пропускания токов нормального режима и кратковременных токов аварийных режимов. Характеристики и параметры контактных соединений должны соответствовать стандартам, техническим условиям, нормам и требованиям надежности и выполняться в строгом соответствии с технологическими инструкциями.

1. Способы выполнения контактных соединений и области их применения

Для выполнения контактных соединений токоведущих частей электроустановок применяют различные технологические способы: электросварку контактным разогревом и угольным электродом, газоэлектрическую, газовую, термитную, контактную стыковую сварку, холодную сварку давлением, лайку, прессовку, скрутку, стягивание (болтами, винтами) и т. п. Электросварку проводников контактным разогревом применяют для оконцевания, соединения и ответвления алюминиевых проводов сечением до 1000 мм², а также для соединения алюминиевых жил с медными. Сварку контактным разогревом с использованием присадочных материалов применяют для соединения и оконцевания алюминиевых многопроволочных жил проводов и кабелей сечением до 2000 мм², электросварку угольным электродом — для соединения алюминиевых шин различных сечений и конфигураций, газоэлектрическую сварку — в основном, для соединения алюминиевых и медных жил. Достоинство последней состоит в том, что ее выполняют без флюсов, однако требуется применение относительно громоздкого оборудования и использование дорогого газа. Поэтому газоэлектрическую сварку применяют для контактного соединения шин из алюминиевых сплавов типа АД31 и медных шин. Газовая сварка предназначается для соединения медных и алюминиевых проводов различных сечений и конфигураций. Для ее выполнения необходимо громоздкое оборудование и соблюдение особых правил техники безопасности при работе с газами. Термитной сваркой можно соединять стальные, медные и алюминиевые провода и шины практически всех сечений; однако наиболее целесообразно ее применение для контактных соединений неизолированных проводов линий электропередач в полевых условиях. Для термитной сварки используют простое оборудование; для ее выполнения не требуется расхода электроэнергии; технологически она несложна, но отличается повышенной пожароопасностью; необходимо также создание специальных условий для хранения термитных патронов и спичек. Термитно-тигельную сварку используют при соединении стальных полос контуров заземления и грозозащитных тросов.

Контактная стыковая сварка применяется при соединении алюминиевых шин с медными (медно-алюминиевые переходные пластины и медно-алюминиевые наконечники).

Холодная сварка давлением служит при соединении алюминиевых и медных шин средних сечений и однопроволочных проводов сечением до 10 мм²; для ее выполнения не требуется дополнительных материалов и контактной арматуры.

Пайкой выполняют соединения как алюминиевых, так и медных проводов любого сечения; этот способ не нуждается в сложном оборудовании, но трудоемок.

Опрессовка предназначена для контактных соединений алюминиевых, сталеалюминиевых и медных изолированных и неизолированных проводов сечением до 1000 мм².

Соединения опрессовкой не создают тепловых воздействий на изоляцию, но при оконцевании и соединении проводников особенно тщательно необходимо подбирать наконечники, гильзы, а также инструменты (пуансоны и матрицы). Этот способ применяется как в кабельных, так и на воздушных линиях.

1. Подготовка контактных элементов к соединению

Подготовку проводников к контактному соединению проводят в зависимости от его способа выполнения.

При оконцевании или соединении секторных или сегментных жил их скругляют специальным инструментом или с помощью пассатижей: тогда жила может легко войти в полость трубчатой части наконечника или гильзу. Подготовка контактных концов плоских проводников под сварку включает рихтовку и обработку их кромок.

Подготовка плоских проводников для соединения болтами включает рихтовку, а при наличии вмятин, раковин или неровностей — фрезерование, а также сверление отверстий под болты.

Для обеспечения металлического контакта между соединяемыми проводниками их контактные поверхности предварительно очищают от всякого рода пленок.

Для этого применяют смывание, химическое растворение, механическую очистку. Часто эти способы используют совместно. Особенно эффективна механическая очистка в сочетании со смыванием или растворением. Способы очистки контактных поверхностей выбирают в зависимости от материалов контактных элементов, наличия на них защитных металлических покрытий, вида пленок и способа выполнения контактного соединения. Наиболее простой способ очистки контактных поверхностей — механический (с помощью стальных щеток или щеток из кардоленты). Контактные поверхности алюминиевых проводников очищают особо тщательно, нанеся предварительно слой технического вазелина или других защитных смазок для исключения повторного окисления поверхностей. Очистку внутренних контактных поверхностей алюминиевых овальных или трубчатых соединителей производят под слоем смазки с помощью специальных щеток. На хвостовик щетки навинчивается рукоятка нужных размеров. На специализированных заготовительных участках для очистки контактных поверхностей применяют вращающиеся металлические щетки.

Контактные поверхности, покрытые масляными пленками, предварительно обезжиривают растворителями и лишь затем очищают механическим способом до металлического блеска. После очистки контактных поверхностей от различного рода пленок для предотвращения их повторного загрязнения (окисления) соединяемые поверхности защищают. Вид защиты выбирают в зависимости от способа выполнения контактных соединений, материалов контактных элементов и условий эксплуатации соединений. При контактной сварке или пайке поверхности соединяемых элементов защищают от окисления флюсами, а если же применяют соединение болтами, опрессовкой или скруткой, то контактными смазками. Защитные контактные смазки (пасты) должны иметь высокую адгезию, обладать относительно высокой температурой каплепадения, быть химически нейтральными и стабильными во времени, эластичными. Смазки на контактные поверхности наносят тонким слоем. В качестве защитных контактных смазок и паст используются конденсаторный вазелин, смазка ЦИАТИМ-221, кварцевазелиновая паста и др.

1.3 Соединение и оконцевание проводов опрессовкой

Опрессовка — это соединение жилы с наконечником (гильзой) за счет их совместной деформации с помощью формообразующего инструмента (пуансонов и матриц). Опрессовка бывает объемная, местным вдавливанием и объемная с местным вдавливанием. В отечественной практике для опрессовки используют инструменты типов УНИ, УСА, шестигранник, шестигранник с местным вдавливанием, НИОМ и др. Опрессовкой выполняют контактные соединения медных, алюминиевых и сталеалюминиевых проводов. При выполнении соединений алюминиевых и сталеалюминиевых проводов рекомендуется использовать кварцевазели-новую пасту, а при соединении медных проводов — технический вазелин. При оконцевании однопроволочных алюминиевых жил кабелей до недавнего времени применялись в основном наконечники, в настоящее же время получили развитие два метода безарматурного оконцевания: непосредственное формование с помощью пиротехнического инструмента из концов однопроволочных жил наконечников и изгибание специальным инструментом конца однопроволочной жилы в кольцо. Второй метод — более прогрессивный и безопасный. Он должен найти широкое применение в практике.

Соединение и оконцевание опрессовкой изолированных проводов сечением 1,5—35 мм² выполняется в гильзах типа ГАО, Т и ГМ одним или двумя вдавливаниями с помощью пресс-клещей типа ПК-1мУ1 или ПК-ЗУ 1. В гильзу ГАО вводят жилы с одного или с двух концов. Гильзы для ввода проводов с двух сторон имеют удвоенную длину и спрессовываются в двух местах. Выбор гильз для выполнения того или иного соединения зависит от общего сечения соединяемых проводов.

Если сечение соединяемых проводов меньше сечения трубчатой части гильзы, то ее заполняют дополнительной жилой.

Рис.1.3.1 Технология соединения проводов в гильзах ГАО опрессовкой.

1.4 Соединение и оконцевание проводов сваркой

Технология сварки контактных соединений характеризуется способом проведения и положением свариваемых элементов. В зависимости от положения свариваемых элементов по отношению друг к другу соединения бывают внахлест, по торцам и встык.

Рис.1.4.1 Сварка жил угольным электродом:

а - сварка жил, б - алюминиевые жилы, подготовленные к соединению,

в, г - алюминиевая жила с медной, подготовленные к соединению,

д - сварное соединение алюминиевых жил, е, ж - сварные соединения алюминиевой жилы с медной.

Алюминий по сравнению с медью быстрее вступает в реакцию с кислородом. На поверхности свариваемых алюминиевых деталей всегда имеется оксидная пленка; даже после удаления ее механическим или химическим способом она вновь образуется за десятые доли секунды.

Эта тонкая и прочная пленка весьма тугоплавка. При сварке алюминия и его сплавов возможно образование пористости в шве, поскольку при взаимодействии расплавленного алюминия с парами воды выделяется атомарный водород, который при рекристаллизации не успевает раствориться.

Алюминий и его сплавы характеризуются малым интервалом температур, при которых металл или сплав находятся в пластичном состоянии перед расплавлением; при нагревании он не изменяет цвета, и в связи с этим затрудняется контроль степени нагрева и расплавления металла. В нагретом состоянии металл обладает хрупкостью, а в расплавленном состоянии — жидкотекучестью.