Електротехніка та пожежна профілактика в електроустановках

9.1 Пожежна профілактика силових електроустановок.

Для приводу робочих машин основним двигуном є електричний двигун, і, отже, основним типом приводу є електропривод. Електроприводом називається частина машинного пристрою, що складається з електродвигуна, передавального механізму до робочої машини й апаратів керування двигуном. Розрізняють груповий, однодвигунний і багатодвигунний електроприводи.

При однодвигунному приводі кожна виробнича машина приводиться в рух від окремого електродвигуна. У тому випадку, коли різні механізми однієї й тієї ж машини приводяться в рух від окремих електродвигунів, привод називається багатодвигунним. Однодвигунний і багатодвигунний приводи виключають недоліки групового приводу і дозволяють у кожному конкретному випадку підібрати найбільш придатний двигун, дають можливість спростити механічну частину виробничої машини, полегшити керування й у ряді випадків набагато збільшити продуктивність праці. Тому найбільш вдосконаленими вважаються однодвигунний і багатодвигунний електроприводи.

Для раціонального і безпечного використання електроприводу необхідно правильно вибирати всі складові його елементи й, у першу чергу, електродвигун. Вибір електродвигунів роблять за:

- родом струму;

- напругою;

- частотою обертання;

- способом захисту від впливу навколишнього середовища;

- потужності;

- механічними властивостями;

- економічними показниками.

Найбільш простими у відношенні будови і керування, надійними в експлуатації і дешевими є асинхронні двигуни трифазного змінного струму з короткозамкненим ротором, що знайшли найбільш широке застосування у всіх галузях.

Асинхронні двигуни з фазним ротором мають велику масу, габарити і вартість, складніші короткозамкнених за будовою, а також поступаються їм у надійності роботи. Однак вони дозволяють регулювати частоту обертання і забезпечують плавність пуску і гальмування. Характерною рисою двигунів з фазним ротором є можливість зменшувати за допомогою реостата їх пусковий струм при одночасному збільшенні пускового моменту. Ці особливості визначають можливість застосування двигунів з фазним ротором для приводу ескалаторів, механізмів більшості піднімальних кранів, екскаваторів, конвеєрів тощо.

За необхідності мати підвищені регулювальні властивості електроприводу застосовуються двигуни постійного струму. Номінальна швидкість електродвигунів вибирається за заданою швидкістю виробничого механізму.

При виборі двигунів за родом струму і економічними показниками треба мати на увазі, що застосування замість асинхронних короткозамкнених двигунів двигунів з фазним ротором і тим більше двигунів постійного струму, а також складних систем електроприводу повинно бути в кожнім випадку ретельно обґрунтовано.

Перетворення двигуном електричної енергії на механічну супроводжується втратами енергії, що перетворюються в тепло. У результаті двигун нагрівається, причому тим більше, чим більше він навантажений. При виборі електродвигунів за потужністю враховують, що потужність електродвигуна повинна задовольняти трьом умовам:

- нормальне нагрівання при роботі;

- достатня перевантажувальна здатність;

- достатній пусковий момент.

Всі електродвигуни підрозділяються на дві основні групи:

- для тривалого режиму роботи (без обмеження тривалості включення);

- для короткочасного і повторно-короткочасного режиму з визначеною тривалістю включення.

Для першої групи в каталогах і паспортах указується номінальна тривала потужність, що електродвигун може розвивати необмежено довго. Для другої групи — потужність, що електродвигун може розвивати, працюючи з перервами за визначеної тривалості включення.

Правильно обраним вважається такий електродвигун, що, працюючи з заданим навантаженням, досягає повного припустимого нагрівання усіх своїх частин. Найбільш чутливою до температурного впливу є ізоляція обмоток. Саме вона визначає ту найбільшу припустиму температуру, до якої може бути нагрітий двигун. Для різних класів ізоляції існують граничні температури, значне перевищення яких викликає швидке руйнування ізоляції (малі перевищення цих температур також приводять до руйнування ізоляції, але більш повільного).

Як ізоляцію обмоток електродвигунів найчастіше застосовують ізоляцію класів А та В. Збільшення температури понад припустиму приводить до прискореного старіння ізоляції і передчасного виходу двигунів з ладу. Так, перевантаження двигунів з ізоляцією класу А на 25 % скорочує термін служби їх приблизно до 3—5 місяців (замість 20 років за припустимої температури ізоляції), а перевантаження на 50 % приводить у непридатність двигуни протягом декількох годин.

Для кращого відводу тепла майже всі електричні двигуни обладнані вентиляторами, насадженими на вал ротора. Часто вентиляторами служать відлиті в роторі лопатки.

Істотне значення має також вибір двигуна за механічним перевантаженням. Двигуни постійного струму за великих струмів працюють з незадовільною комутацією - на колекторі з'являється значне іскріння. Для них кратність граничного струму стосовно номінального звичайно складає 2,5-3. Для двигунів з паралельним збудженням кратність моменту дорівнює кратності струму, для двигунів з послідовним збудженням кратність моменту трохи більше і доходить до 4—5. Для асинхронних двигунів граничний момент визначається його максимальним значенням за механічною характеристикою (звичайно вона вказується в каталозі у виді відношення М_макс/М_ном і коливається в межах 1,8-3,2). Якщо двигун пускається з навантаженням, а тим більше у важких пускових режимах (густе змащення в механізмі, матеріал, що злежався тощо), то необхідно перевірити його придатність за пусковим моментом, що розвивається. Для двигунів постійного струму пусковий момент, як і максимальний, визначається умовами комутації і має приблизно ту ж кратність. Величина пускового моменту асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором зазначена в каталогах; звичайно вона менше максимального моменту і становить 1,2-2. У двигунів з фазним ротором при відповідному виборі пускових опорів пусковий момент може дорівнювати максимальному.

Якщо електродвигун довгостроково працює з постійним або малозмінним навантаженням, то визначення його потужності не представляє утруднень. Номінальна (паспортна) потужність електродвигуна в цьому випадку повинна бути більше або дорівнювати потужності вала виробничої машини з урахуванням втрат у передачі. При виконанні цієї умови двигун не буде перегріватися вище припустимої температури, якщо температура навколишнього середовища не перевищує 35°. Отже, для вибору двигуна потрібно знати величину потужності механізму.

У ряді випадків визначення потужності механізму, що працює довгостроково з постійним навантаженням, здійснюється за загальновідомими формулами. Якщо навантаження на двигун не залишається постійним, то потужність електродвигуна вибирають за еквівалентним струмом, моментом, потужністю, чи методом середніх утрат потужності.

Найбільш характерним пожежонебезпечним режимом роботи електричних двигунів є механічне перевантаження валу. Внаслідок цього двигун споживає підвищений струм, що призводить до інтенсивного перегріву обмоток (струмове перевантаження) і старіння ізоляції. Також ймовірні короткі замикання (міжвиткові, на корпус), внаслідок яких виникають іскри та дуги. Великі перехідні опори ймовірні у місцях вводу кабеля живлення.

За невідповідності ступеня захисту оболонки електричного двигуна від апарата його керування прилад може стати джерелом запалювання електричного походження. Порядок вибору електродвигунів і апаратів керування за способом захисту від впливу навколишнього середовища приведений у п.7.7.

« Глава 9. Пожежна профілактика силових, освітлювальних та термічних електроустановок. 9.2 Пожежна профілактика освітлювальних електроустановок. »