Detectarea Defectelor Masinilor Electrice

CUPRINS:

Argument …………………………………………………………………………………………………………..pag. 3

Capitolul 1 – Generalități privind mașinile electrice ……………………………………………….pag. 5

Capitolul 2.- Tipuri de defecte ale mașinilor electrice …………………………………………….pag. 8

2.1. – Clasificarea defectelor mașinilor electrice ……………………………………………………pag. 8

2.2. – Defecte comune ale mașinilor electrice ………………………………………………………..pag. 9

2.3. – Defectele mașinilor electrice și detectarea lor ……………………………………………..pag. 11

2.4. – Metode operative de localizare a defectelor înfășurărilor la mașinile electrice ………………………………………………………………………………………………………………………….pag. 12

2.5. – Defecte ale lagărelor …………………………………………………………………………………..pag. 13

2.6 – Vibrațiile și zgomotele mașinilor electrice rotative ……………………………………..pag. 13

Capitolul3 – Norme privind sănătatea și securitatea muncii și de

prevenire și stingere a incendiilor ………………………………………………………pag. 15

Bibliografie ………………………………………………………………………………………………………pag. 19

Argument

Mașinile electrice sunt utilizate în toate activitățile omului. Ele formează sursele de energie electrică și elemente de acționare în vederea efectuării unui lucru mecanic de către mecanisme și instalații.

Din principiile de funcționare ale mașinilor electrice, acestea sunt reversibile, adică conversia energiei poate fi efectuată în ambele sensuri prin intermediul aceleiași mașini. Conversia se face cu pierderi ireversibile de energie, pierderi care sunt transformate în căldură.

Din punct de vedere constructiv, orice mașină electrică prezintă un sistem magnetic, unul electric și unul mecanic. Sistemul magnetic, numit și circuit magnetic care este format din două armături separate de un strat de aer, numit întrefier. Întrefierul permite mișcarea relativă a celor două armături. Mașinile cele mai răspândite au una dintre armaturi cu mișcare de rotație și se mai numesc mașini rotative. La acestea, armătura exterioară este fixa față de batiu și se numește stator, iar cea interioară, care se poate roti, se numește rotor. Din cele două armături, cel puțin una este prevăzută cu un sistem electric fiind format din conductoare electrice izolate între ele prin care circulă curenți electrici. Armătura care produce fluxul magnetic inductor se mai numește inductor, iar cea cu sistemul electric în care se induc curenții se numește indus.

Pentru buna funcționare a mașinilor electrice, exploatarea, întreținerea și repararea corectă a acestora este de o deosebită importanță.

Problemele privitoare la întreținerea mașinilor electrice sunt comune diferitelor tipuri de mașini. Există o serie de elemente specifice, una ar fi problema întreținerii colectoarelor la mașinile de curent continuu sau de curent alternativ cu colector, alta ar fi problema întreținerii lagărelor la mașinile mari și de foarte mare turație.

Pentru asigurarea unei exploatări și întrețineri corecte este necesară cunoașterea aprofundată a principiilor de funcționare, a regimului de funcționare normală și anormală, precum și a schemelor de montaj care se întâlnesc în mod curent.

Pentru utilizarea corectă a mașinilor electrice trebuie respectate condițiile de exploatare în siguranță a motoarelor trifazate de joasă tensiune în conformitate cu HG 457-2003, privind asigurarea securității utilizatorilor de echipamente electrice de joasă tensiune care transpune prevederile Directivei 73/23 EEC – joasă tensiune.

Motoarele electrice au părți active (sub tensiune), componente în rotație și posibile suprafețe fierbinți. Toate lucrările pe timpul transportului, instalării, punerii în funcțiune și mentenanței trebuie efectuate de către personalul tehnic calificat și autorizat. Efectuarea necorespunzătoare a acestor lucrări poate duce la accidente și/sau pagube materiale. Nerespectarea prevederilor din Cartea Tehnică anulează orice răspundere din partea producătorului pentru eventualele accidente și/sau pagube materiale, iar în perioada de garanție nerespectarea prezentelor prevederi duce și la scoaterea din garanție a produsului (motorului).

Funcționarea corectă, economică și de lungă durată a mașinilor electrice depinde atât de alegerea tipului de mașină corespunzător condițiilor în care urmează să lucreze, cât și de exploatarea lor, conform regimului de lucru.

Utilizarea corectă a motoarelor electrice necesită ca personalul de serviciu, încă de la luarea lor în primire (după montarea acestora sau reparație capitală), să controleze și să verifice realizarea corectă a montajului și starea motorului.

Funcționarea sigură și continuă, fără avarii, a motoarelor electrice din cadrul instalațiilor electrice este strâns legată de realizarea unei exploatări cat mai raționale, în vederea detectării din timp a începuturilor de defecte și luării de măsuri pentru înlăturarea acestora. Exploatarea motoarelor electrice se face de către personalul secției de exploatare a utilajului, care execută toate manevrele de pornire-oprire și controlează permanent motoarele în funcțiune, în ceea ce privește ungerea lagărelor, sarcinile, temperaturile statorului și lagărelor, temperaturile la intrarea și ieșirea aerului de răcire.

În regim normal, motoarele electrice nu trebuie să fie supraîncărcate. La alimentarea statorului cu tensiunea nominală, curentul de încărcare nu va depăși valorile normale.

Lucrarea de față, întocmită sub îndrumarea coordonatorului de proiect, ing. Indrieș Adriana, este structurată pe un număr de trei capitole și cuprinde generalități despre mașinile electrice, defectele lor și norme privind sănătatea și securitatea muncii și prevenire și stingere a incendiilor.

Ea a fost redactată conform regulilor expuse de către îndrumător, ținând seama, de asemenea, de cunoștințele acumulate în anii de studiu și de materialele bibliografice consultate.

Capitolul 1.

GENERALITĂȚI PRIVIND MAȘINILE ELECTRICE

Mașinile electrice sunt unele dintre cele mai importante aplicații practice ale fenomenelor electromagnetice. Mașinile electrice sunt convertoare electromecanice ce convertesc energia mecanică în energie electrică sau invers energia electrică în energie mecanică, după cum ele funcționează în regim de generator electric sau de motor electric, fiind reversibile.

Pe lângă generatoare și motoare, mașinile electrice se pot utiliza și pentru convertirea unei forme a curentului electric în alta, exemplu curent alternativ în curent continuu sau curent cu frecvența nominală de 50 Hz în curent cu frecvență ridicată, ș.a.

În unele sisteme electromecanice, mașinile electrice se utilizează ca regulatoare și amplificatoare (sub denumirea de mașini electrice regulatoare și amplificatoare electromecanice).

Principiul de funcționare al mașinilor electrice se bazează pe următoarele două fenomene:

a)fenomenul de inducție electromagnetică – adică inducția de t.e.m. în conductoarele ce se deplasează în câmpul magnetic staționar (fix în spațiu și constant în timp) sau în conductoare imobile situate în câmp magnetic nestaționar, de amplitudine constantă;

b) fenomenul de apariție a forțelor electromagnetice ca urmare a interacțiunii dintre câmpul magnetic și conductoarele parcurse de curent electric.

Mașinile electrice rotative au două armături:

inductorul – reprezintă sistemul electromagnetic ce creează câmpul magnetic inductor (de excitație);

indusul – reprezintă sistemul ce conține înfășurarea (înfășurările) în care se induc t.e.m.

În procesul de funcționare al mașinilor electrice, una din cele două armături este imobilă și se numește stator, iar cealaltă parte mobilă este numită rotor. Mașinile electrice se pot construi pentru funcționare în curent continuu sau alternativ.

În grupa mașinilor electrice se includ și transformatoarele, care în calitate de convertoare electromagnetice staționare nu reprezintă mașini electrice în adevăratul sens al cuvântului și nu transformă energia electrică de c.a. într-o altă formă de energie, ci modifică numai parametrii ei.

Procesele electromagnetice din transformatoare au la bază tot fenomenul de inducție electromagnetică ca și mașinile electrice. Aceasta permite a se studia transformatorul electric în comun cu mașinile electrice de curent alternativ. Transformatoarele conțin următoarele părți de bază:

a)două (sau mai multe) înfășurări cuplate magnetic – una este înfășurarea primară ce primește energia electrică de transformat și cealaltă este înfășurarea secundară de la care se obține energia electrică cu parametrii transformați;

b) circuitul magnetic pentru crearea cuplajului magnetic mai puternic dintre înfășurări.

Spre deosebire de mașinile electrice, transformatoarele electrice au părțile componente imobile, deci le lipsește mișcarea relativă dintre conductoare și câmpul magnetic. Iată de ce, pentru funcționarea lor este necesară crearea câmpului magnetic variabil, adică transformatoarele electrice funcționează numai în curent alternativ.

Mașinile și transformatoarele electrice sunt construite și destinate să lucreze în condiții date, ce determină regimul lor nominal de lucru. Mărimile ce caracterizează regimul nominal de lucru, sunt numite nominale și se indică de producător în cataloagele de date și pe tăblița de pe carcasa mașinii electrice.

În unele cazuri, datele complete se prezintă în materiale de reclamă iar pe tăblița indicatoare este trecut tipul mașinii electrice, tensiunea nominală și puterea nominală a acesteia. Acești parametrii garantează funcționarea mașinii electrice fără avarii, numai pentru regimurile și condițiile de lucru specificate sau, dacă ele nu sunt clar stabilite, pentru regimul de lucru S1 și condiții normale climaterice sau alte condiții potrivit standardelor. Aceste date nominale se referă la:

– puterea nominală definită în mod diferit conform tipurilor mașinilor electrice, ca de exemplu:

▪ pentru generatoarele de c.c. aceasta reprezintă puterea electrică utilă (puterea UnIn, la bornele rotorice) exprimată în W sau kW, respectiv puterea maximă pe care ele o dezvoltă fără a se depăși încălzirea maximă admisibilă a diferitelor părți componente;

▪ pentru generatoarele de c.a. este puterea aparentă de ieșire [VA] împreună cu factorul de putere cosφ;

▪ pentru motoare, este puterea mecanică utilă la arbore (MnΩn exprimată în W sau kW), pe care o cedează mecanismului de lucru antrenat, cu respectarea aceleiași condiții (nedepășirea încălzirii admisibile potrivit clasei de izolație);

– tensiunea nominală Un [V] este tensiunea dintre borne (dintre faze) la
puterea nominală;

– frecvența nominală fn [Hz] a tensiunii;

– curentul nominal In [A];

– condițiile mediului de lucru, ce standardizează:

▪ înălțimea deasupra nivelului mării (1000 m);

▪ temperatura maximă și minimă a mediului înconjurător (400 C și –150 C, la răcire cu apă – până la 00 C) ș.a;

– condițiile electrice de lucru: tensiunile standard ale rețelei de alimentare, forma și simetria tensiunilor și curenților;

– caracteristicile termice, referitoare la valorile limită ale încălzirii potrivit clasei de stabilitate termică a izolației, temperatura de răcire a fluidului;

– caracteristicile de lucru: curenții maximi, momentele maxime și minime, creșterea de viteză ș.a.

Tăblițele mașinilor electrice trebuie să conțină următoarele date nominale:

– numărul de faze, gradul de protecție, clasa de stabilitate termică, regimul de lucru;

– puterea, tensiunea, frecvența tensiunii, curentul, turația, factorul de putere, tensiunea și curentul de excitație referitoare la regimul nominal;

– parametrii condițiilor de lucru, dacă ele diferă de cele standard.

Dacă sensul de lucru coincide cu al rotației rotorului, el se indică prin săgeată pe mașină.

Indicatorii importanți ai mașinilor electrice moderne sunt capacitățile lor de stabilitate la vibrații (armonici ale sistemului tensiunilor de alimentare și nesimetriile acestora) cum și limitarea posibilității lor de a emite vibrații, mai înalte decât valorile limită. În acest scop se apelează la componente electronice montate în mașina electrică rotativă necesare pentru funcționare (exemplu: excitatoare rotative).

Mașinile și transformatoarele electrice sunt elementele de bază ale oricărui sistem energetic sau sistem electromecanic de acționare. De aceea este necesar a se cunoaște atât teoria, cât și fenomenele ce au loc în acestea în timpul exploatării lor.

Capitolul 2.

DEFECTE ALE MAȘINILOR ELECTRICE

2.1. Clasificarea defectelor mașinilor electrice

Principalele tipuri de defecte ale mașinilor electrice se pot clasifica după următoarele criterii:

Defecte la nivelul sistemului mecanic:

La nivelul lagărelor.

La nivelul cuplajelor.

La nivelul arborelui.

Defecte la nivelul sistemului magnetic:

Excentricități ale miezului rotoric.

Anizotropii.

Neomogenități.

Fisuri ale miezului.

Defecte la nivelul sistemului electric:

Scurtcircuite la nivelul înfășurărilor bobinate.

Inversări de căi de curent.

Întreruperi de bobinaj.

Fisuri ale barelor sau ale inelelor de scurtcircuitare.

Probleme la nivelul periilor colectoare sau al sistemului perii-colector sau perii – inele colectoare.

Defecte la nivelul lagărelor

Defectele din lagăre reprezintă aproximativ 40-50% din totalul defectelor care apar în mașinile electrice.

Cauze ale apariției defectelor la nivelul lagărelor:

lubrifierea neadecvată sau insuficientă;

suprasolicitare axială și radială datorită deformării arborelui;

montare, centrare sau fundamentare necorespunzătoare;

acțiunea corozivă a apei, acizilor etc.;

contaminarea datorată particulelor minuscule abrazive.

Defecte la nivelul sistemului electric

Tipuri de defecte:

La nivelul înfășurărilor bobinate.

La nivelul înfășurărilor tip colivie.

La nivelul sistemului perii-colector sau perii-inele colectoare.

Defecte la nivelul înfășurărilor bobinate

Acest tip de defecte reprezintă aproximativ 30-40% din totalul defectelor care apar în mașinile electrice.

Defecte tipice:

întreruperea înfășurării unei faze;

inversarea capetelor înfășurării unei faze;

scurtcircuit între spirele conductoare elementare sauîntre bobinele aceleiași faze;

scurtcircuit între înfășurările a două faze diferite;

punerea la masă a înfășurării unei faze;

inversarea unei căi de curent.

Defecte la nivelul înfășurărilor tip colivie

Aceste tipuri de defecte reprezintă aproximativ 5-10% din totalul defectelor în mașinile electrice.

Tipuri de defecte:

Fisuri sau întreruperi ale barelor.

Distrugerea îmbinării barelor cu inelele frontale de scurtcircuitare.

Modul de manifestare al defectelor

Defectele întâlnite la mașinile electrice, indiferent de tipul acestora, se pot manifesta prin:

Supraîncălzirea mașinii de inducție.

Imposibilitatea pornirii mașinii.

Rotorul se rotește cu o turație mai mică decât cea nominală.

Vibrații.

Zgomote.

Dezechilibrul părților rotative.

Metode de detectare a defectelor

Metodele moderne de detectare a defectelor specifice mașinilor electrice se bazează pe:

Analiza spectrală a curenților statorici/rotorici.

Analiza fluxului axial.

Analiza spectrala a vibrațiilor.

Analiza zgomotelor mașinii.

Analiza termografică.

2.2. Defecte comune ale mașinilor electrice

Mașinile electrice au multe elemente comune și de aceea și unele defecte sunt comune tuturor mașinilor.

Mașina electrică vibrează în timpul funcționării.

Acest defect se poate datora următoarelor cauze:

-rotorul, cuplajul sau șaiba de transmisie sunt dezechilibrate; în această situație se va echilibra rotorul în mod suplimentar, iar șaibele mari din cuplaje care pot cauza vibrații se scot și se echilibrează separate de rotor;

-bobinajul rotorului s-a slăbit datorită uscării izolației. Pentru remediere se consolidează bobinajul ( izolându-se în mod suplimentar), se presează și se strânge cu atenție. După consolidarea bobinajului, se impune impregnarea și echilibrarea rotorului;

-agregatul nu este bine centrat; în acest caz se verifică centrarea axelor și la nevoie se corectează.

Lagărele de alunecare se supraîncălzesc peste temperaturile admisibile.

Cauzele care au produs acest defect sunt:

-debitul de ulei este insuficient; în aceasta situație, în cazul ungerii cu inele se va verifica starea inelelor de ungere: inelele defecte ( deformate) se vor repara sau se vor înlocui cu altele noi; cele ușoare se vor înlocui cu altele mai grele; inelele din oțel, dacă sunt magnetizate, se vor înlocui cu altele din alamă; uleiul îngroșat și vechi se va înlocui cu altul proaspăt; se va verifica nivelul uleiului cu ajutorul indicatorului de nivel.

În cazul ungerii prin pompă, se vor verifica conductele de ulei, filtrele de ulei și pompa de ulei; se vor verifica orificiile din flanșele de îmbinare și din diafragma conductei de ulei și la nevoie se vor mări acestea până la dimensiunile normale;

-se întrebuințează ulei de o calitate necorespunzătoare; în acest caz se va alege uleiul în conformitate cu indicațiile fabricii producătoare.

Lagărele prin rostogolire ( rulmenții ) se supraîncălzesc.

Defectul poate proveni din următoarele cauze:

-lagărul este murdar de praf sau de alte particule; unsoarea este murdară; în acest caz se înlătură unsoarea veche din lagăr, se spală lagărul și se pune unsoare nouă;

-lagărul nu este bine montat, mașina electrică nu este centrată corect față de mașina cu care este cuplată; în această situație se verifică montarea rulmenților și centrarea mașinilor.

Inelele colectoare și colectoarele se uzează intens și neuniform.

Defectul se poate datora următoarelor cauze:

-marca periilor este necorespunzătoare ( periile sunt prea mari ); în acest caz se vor monta periile recomandate de fabrica producătoare;

-presiunea periilor pe colector ( inele colectoare) este prea mare; în situația aceasta se va regla presiunea periilor conform instrucțiunilor fabricii producătoare;

-periile utilizate sunt diferite și necorespunzătoare formând șanțuri inelare pe suprafața colectorului ( a inelelor colectoare ). Remedierea constă în montarea unui singur fel de perii pe întreaga mașină, conform indicațiilor fabricii producătoare; dacă acest lucru nu este posibil, periile se vor monta în așa fel încât, pe fiecare tijă de perii să se găsească numai perii de aceeași marcă.

Periile se uzează foarte intens.

Trebuie menționat, ca un fenomen normal, că în cazul curentului continuu periile de polaritate negative se uzează mult mai repede decât cele de polaritate pozitivă.

Uzura periilor se poate datora următoarelor cauze:

– colectorul ( inelul colector ) este îmbâcsit cu praf de la perie sau cu pulbere de metal, de nisip sau de ciment; în această situație, se vor îmbunătăți condițiile de întreținere a colectorului ( inelelor colectoare ) și a periilor colectoare, curățirea lor făcându-se mai des; se va proteja mașina împotriva pătrunderii din exterior a prafului;

– curentul este repartizat neuniform între perii. În acest caz se va verifica dacă presiunea periilor asupra colectorului este uniformă și se va regla această presiune astfel încât să nu depășească limitele admisibile. Se va verifica starea tuturor contactelor ansamblului, prin metoda căderii de tensiune.

Se produc străpungeri ale izolației.

Principalele cauze care pot produce acest defect sunt:

– în încăperea în care se află mașina pătrunde praf. La nevoie se vor instala filtre sau se vor etanșa mașinile. În această problemă, trebuie consultată fabrica producătoare;

– aerul murdar din încăperea în care se afla mașina a pătruns în aceasta prin locurile neetanșe ale carcasei mașinii cu ventilație în sistem închis sau deschis sau din cauza defectării filtrelor de aer; în acest caz se va etanșa carcasa mașinii și conductele de aer sau se vor repara filtrele de aer;

– din cauza uzurii excesive a periilor, a colectorului și a inelelor colectoare, au apărut punți conducătoare de curent formate din pulbere de cărbune și cupru; pentru remediere se suflă mașina cu un jet de aer comprimat.

2.3. Defectele mașinilor electrice și detectarea lor

Cele mai frecvente defecte ale înfășurărilor mașinilor electrice sunt: scăderea rezistenței de izolație față de masă, întreruperea înfășurărilor și scurtcircuitul.

Scăderea rezistenței de izolație se produce, de obicei, datorită umezirii înfășurărilor, ca urmare a:

transportului;

depozitării timp îndelungat în încăperi umede, neîncălzite;

pătrunderii apei sau vaporilor de apă în mașină;

nefuncționării timp îndelungat în anotimpul umed al anului.

Mașinile electrice care au înfășurările umezite se vor usca înainte de pornire. Uscarea se face în funcție de dimensiunile mașinii, de tipul și importanța acesteia, prin unul din următoarele procedee : suflare cu aer cald, demontare și uscare în cuptor (în special la mașini mici), încălzire prin alimentare cu tensiune redusă etc.

Scăderea rezistenței de izolație se mai poate produce:

datorită îmbâcsirii cu praf colector a înfășurărilor, praf rezultat mai ales prin uzarea periilor și colectoarelor sau inelelor colectoare, caz în care se va curăța mașina și se vor înlocui periile uzate;

datorita îmbătrânirii izolației, ca urmare a încălzirii excesive sau datorită mediului coroziv; în aceste cazuri este necesară rebobinarea mașinii.

Întreruperea înfășurărilor se produce, de obicei, în punctele unde s-au executat lipituri pentru realizarea conexiunilor necesare. Cazurile mai frecvente în care are loc dezlipirea sunt: – calitatea necorespunzătoare a lipiturilor;

– aliajul de lipit nu corespunde solicitărilor termice sau densitatea de curent este prea mare în locul de lipire.

În funcție de cauzele care au determinat dezlipirea, se vor reface lipiturile, cu aliaj mai greu fuzibil sau cu lipituri tari.

Scurtcircuitul între înfășurări și punerea la masă, dintre înfășurări sau între spirele aceleiași înfășurări pot duce la întreruperea înfășurărilor și la deteriorarea parțială sau totală a acestora.

Remedierea se face prin rebobinarea parțială sau totală a mașinii, după caz.

2.4. Metode operative de localizare a defectelor înfășurărilor la mașinile electrice

Localizarea punerilor la masă și a scurtcircuitului între faze.

Punerea la masă a înfășurărilor este foarte des întâlnită în exploatarea mașinilor electrice. Cauzele care duc la punerea la masă sunt multiple. Punerea netă la masă are loc de obicei, în timpul bobinării, din cauza neatenției celui care execută bobinarea sau din cauza lovirii înfășurărilor.

Punerea la masă (în cazul în care nu este netă), se depistează prin încercarea înfășurării la supratensiune față de masă; supratensiunea se aplică gradat, observându-se în același timp, cu atenție, înfășurarea. Se va da o atenție deosebită acestei încercări; nu se admite apropierea prea mare de mașină. Corpul mașinii va fi legat la masă. Locul în care izolația este slabă cedează sub efectul supratensiunii și se produce o descărcare prin arc electric, care este ușor vizibilă.

La fel se procedează și pentru depistarea scurtcircuitelor între fazele statorului, de data aceasta legându-se toate fazele la masă cu excepția celei a cărei izolație se controlează, care se leagă la borna de încercare a sursei.

Pentru localizarea punerii nete la masă, este necesară o sursă reglabilă de joasă tensiune, care poate debita un curent mai mare. În cazul statorului sau rotorului unei mașini trifazate se procedează astfel:

–     se leagă o bornă a sursei la carcasa sau arborele mașinii, aceasta fiind legată la pământ;

–     se leagă cealaltă bornă a sursei la conexiunile de ieșire ale mașinii (toate împreună);

–    se aplică gradat tensiunea, măsurându-se, în același timp, curentul care este absorbit.

Locul scurtcircuitului se va încălzi și va fi vizibil după fumul degajat.

Sursa reglabilă poate să fie un transformator de sudură sau un generator de sudură de curent continuu.

Depistarea punerii nete la masă la un rotor de curent continuu se face cu ajutorul aceluiași procedeu, respectându-se următoarele etape :

–        se leagă o bornă a sursei la arborele mașinii, acesta fiind legat la masă;

–        se leagă cealaltă bornă a sursei la colector, prin intermediul unui colier de cupru care cuprinde tot colectorul, scurtcircuitându-l. În lipsa colierului se poate controla și lamela, avându-se grijă să nu se deterioreze colectorul;

–       se aplică gradat tensiunea, în timp ce se observă înfășurarea, iar aici locul defectului se va încălzi și va fi localizat, cu ajutorul fumului ce se degajă.

Localizarea scurtcircuitelor dintre spire.

De obicei, datorită supraîncălzirii puternice a spirelor scurtcircuitate ale înfășurării indusului, la toate tipurile de mașini, acestea au izolația arsă și localizarea spirelor defecte se face vizual. Totuși, la generatoarele de curent continuu cu excitație derivație, se poate întâmpla ca generatorul să nu se mai excite și izolația spirelor scurtcircuitate ale indusului să nu se ardă. De asemenea, la statoarele mașinilor trifazate, protecția s-a deconectat înainte ca defecțiunea să lase urme vizibile.

Pentru rotoarele de curent continuu, care nu au legături echipotențiale, scurtcircuitul se depistează ușor prin metoda electromagnetului. În cazul rotoarelor cu legături echipotențiale, se poate utiliza metoda căderilor de tensiune.

Verificarea se face utilizându-se o sursă de curent continuu, de joasă tensiune, în serie cu un ampermetru, un reostat și cu două sonde în capetele circuitului. Cele două sonde se pun pe două lamele vecine ale colectorului și cu un milivoltmetru se măsoară căderea de tensiune între cele două lamele. Scurtcircuitul este indicat de căderea minimă de tensiune, măsurată cu milivoltmetrul.

Pentru a se preveni defectarea milivoltmetrului, sondele acestuia se vor aplica pe colector, fără a atinge sondele circuitului de încercare (între sondele circuitului de încercare există tensiune ridicată în lipsa contactului cu colectorul).

Depistarea scurtcircuitelor dintre spirele înfășurării rotoarelor sau statoarelor trifazate se face prin alimentarea de la o sursă de tensiune trifazată, reglabilă sau fixă, care poate debita curentul nominal al statorului sau rotorului încercat, rotorul fiind scos din stator.

Spirele în scurtcircuit se vor încălzi puternic, ceea ce permite o localizare expeditivă a defectului.

2.5. Defecte ale lagărelor

Defectele lagărelor mașinilor electrice se manifestă prin:

supraîncălzirea lagărelor;

mers zgomotos;

eliminarea lubrifiantului.

Supraîncălzirea lagărelor cu alunecare se poate produce datorită: debilului de ulei prea mic, îmbâcsirii uleiului cu praf.

Se va verifica instalația de ungere și se va asigura debitul de ulei necesar sau se va înlocui uleiul necorespunzător cu ulei curat de calitatea prescrisă de fabrica constructoare.

Supraîncălzirea lagărelor cu rulmenți se produce, de obicei, în următoarele cazuri:

unsoarea este de calitate necorespunzătoare, îmbâcsită cu praf;

cantitatea de lubrifiant este prea mare.

Se va înlocui unsoarea murdară cu unsoare curată, de calitate prescrisă, după ce, în prealabil, s-a spălat lagărul.

Mersul zgomotos la lagăre se produce când rulmentul este murdar sau are căile de rulare uzate sau deteriorate. Se înlocuiește rulmentul.

Eliminarea lubrifiantului se produce în cazul în care garniturile de etanșare sunt defecte, debitul de ulei prea mare sau nivelul uleiului prea ridicat. Se vor înlocui garniturile uzate; se va regla debitul sau nivelul de ulei.

2.6. Vibrațiile și zgomotele mașinilor electrice rotative

Vibrația se datorează, de obicei, dezechilibrului părților rotative, unor cauze sau defecte mecanice sau unor cauze electromagnetice.

Dezechilibrul părților rotative apare la rebobinarea rotorului, la slăbirea și deplasarea bobinelor rotoarelor cu poli aparenți etc. În aceste cazuri, după consolidarea acestora, se va echilibra rotorul.

Cauzele și defectele mecanice cele mai frecvente sunt: centrarea necorespunzătoare și strâmbarea arborelui datorită unor șocuri sau a exploatării necorespunzătoare. Se centrează mașina, se înlocuiește arborele strâmb (sau se îndreaptă, pe utilaje speciale).

Cauzele electromagnetice care pot duce la vibrații sunt: conexiunile greșite ale înfășurării statorului (la mașinile de curent alternativ), scurtcircuitul în rotorul bobinat la motorul asincron, scurtcircuitul între spire în excitația mașinii sincrone sau cu polii incorect legați între ei etc.

Zgomotele anormal de mari, produse de mașinile electrice, pot avea următoarele cauze: presarea slabă a miezului magnetic, legăturile greșite în înfășurări sau ajustările defectuoase ale căilor de ventilație la mașinile de turație ridicată.

Remedierea se face prin impregnarea miezului sau chiar reîmpachetarea acestuia, refacerea conexiunilor înfășurării, ajustarea căilor de ventilație sau utilizarea unor atenuatoare de zgomot prin izolare fonică.

Capitolul 3.

MĂSURI DE SECURITATEA ȘI SĂNĂTATEA MUNCII ȘI P.S.I.

3.1. Măsuri de sănătatea și securitate a muncii

Pentru evitarea accidentelor prin electrocutare, este necesară eliminarea posibilității de trecere a unui curent periculos prin corpul omului.

Măsurile, amenajările și mijloacele de protecție trebuie să fie cunoscute de către tot personalul muncitor, din toate domeniile de activitate.

Principalele măsuri de prevenire a electrocutării la locurile de muncă sunt:

·   Asigurarea inaccesibilității la elementele care fac parte din circuitele electrice și care se realizează prin:

–      amplasarea conductelor electrice, chiar izolate, precum și a unor echipamente electrice, la o înălțime inaccesibilă pentru om. Astfel, normele prevăd ca înălțimea minimă la care se pozează orice fel de conductor electric să fie de 4 m, la traversarea părților carosabile de 6 m, iar acolo unde se manipulează materiale sau piese cu un gabarit mai mare, această înălțime să depășească cu 2.25 m gabaritele respective;

–      izolarea electrică a conductoarelor;

–      folosirea carcaselor de protecție legate la pământ;

–    îngrădirea cu plase metalice sau cu table perforate, respectându-se distanța impusă până la elementele sub tensiune.

·    Folosirea tensiunilor reduse (de 12, 24, 36 V) pentru lămpile și sculele electrice portative. Sculele și lămpile portative care funcționează la tensiune redusă, se alimentează de la un transformator coborâtor. Deoarece există pericolul inversării bornelor, este bine ca atât distanța piciorușelor fișelor de 12, 24 si 36 V, cât și grosimea acestora, să fie mai mari decât cele ale fișelor obișnuite de 120, 220 si 380 V, pentru a evita posibilitatea inversării lor.

La utilizarea uneltelor și lămpilor portative alimentate electric, sunt obligatorii:

–      verificarea atentă a uneltei, a izolației sale, a fixării sculei înainte de începerea lucrului;

–     evitarea răsucirii sau a încolăcirii cablului de alimentare în timpul lucrului și a deplasării muncitorului, pentru menținerea bunei stări a izolației;

–    menajarea cablului de legătură în timpul mutării uneltei dintr-un loc de muncă în altul, pentru a evita solicitarea prin întindere sau răsucire; unealta nu va fi purtata ținându-se de acest cablu;

–  evitarea trecerii cablului de alimentare peste drumurile de acces și în locurile de depozitare a materialelor; dacă acest lucru nu poate fi evitat, cablul va fi protejat prin îngropare, acoperire, cu scânduri sau vor fi suspendate;

–  interzicerea reparării sau remedierii defectelor în timpul funcționarii motorului sau lăsarea fără supraveghere a uneltei conectate la rețeaua electrică.

·   Folosirea mijloacelor individuale de protecție și a mijloacelor de avertizare. Mijloacele de protecție individuală se întrebuințează de către electricieni pentru prevenirea electrocutării prin atingere directă și pot fi împărțite în două categorii: principale și auxiliare.

Mijloacele principale de protecție constau din: tije electroizolante, clești izolanți și scule cu mânere izolante. Izolația acestor mijloace suportă tensiunea de regim a instalației în condiții sigure; cu ajutorul lor este permisă atingerea părților conductoare de curent aflate sub tensiune.

Mijloacele auxiliare de protecție constau din: echipament de protecție (mănuși, cizme, galoși electroizolanți), covorașe de cauciuc, platforme și grătare cu piciorușe electroizolante din porțelan etc. Aceste mijloace nu pot realiza însă singure securitatea împotriva electrocutărilor.

Întotdeauna este necesară folosirea simultană cel puțin a unui mijloc principal și a unuia auxiliar.

Mijloacele de avertizare constau din plăci avertizoare, indicatoare de securitate (stabilite prin standarde și care conțin indicații de atenționare), îngrădiri provizorii prevăzute și cu plăcuțe etc. Acestea nu izolează, ci folosesc numai pentru avertizarea muncitorilor sau a persoanelor care se apropie de punctele de lucru periculoase.

·   Deconectarea automată în cazul apariției unei tensiuni de atingere periculoase sau a unor scurgeri de curent periculoase. Se aplică mai ales la instalațiile electrice care funcționează cu punctul neutru al sursei de alimentare izolat față de pământ.

Menționând faptul că un curent de defect cu valoarea de 300-500 A poate deveni un factor provocator de incendii, aparatul prezentat asigură protecția și împotriva acestui pericol.

Întreruptorul este prevăzut cu carcase izolante și este echipat cu declanșatoare termice, electromagnetice și releu de protecție la curenți de defect.

·  Separarea de protecție se realizează cu ajutorul unui transformator de separație. Prin acesta, se urmărește crearea unui circuit izolat față de pământ pentru alimentarea echipamentelor electrice, la care trebuie înlăturat pericolul de electrocutare. În cazul unui defect, intensitatea curentului care se închide prin om este foarte mică, deoarece trebuie să treacă prin izolația care are o rezistență foarte mare.

Condițiile principale care trebuie îndeplinite de o protecție prin separare sunt:

–      la un transformator de separație să nu se poată conecta decât un singur utilaj;

–      izolația conductorului de alimentare să fie întotdeauna în stare bună, pentru a fi exclusă posibilitatea apariției unui curent de punere la pământ de valoare mare.

·   Izolarea suplimentară de protecție constă în executarea unei izolări suplimentare față de izolarea obținută de lucru, dar care nu trebuie să reducă calitățile mecanice și electrice impuse izolării de lucru.

Izolarea suplimentară de protecție se poate realiza prin:

–      aplicarea unei izolări suplimentare între izolația obișnuită de lucru și elementele bune conducătoare de electricitate ale utilajului;

–      aplicarea unei izolații exterioare pe carcasa utilajului electric;

–      izolarea amplasamentului muncitorului față de pământ.

·  Protecția prin legarea la pământ este folosită pentru asigurarea personalului contra electrocutării prin atingerea echipamentelor și instalațiilor care nu fac parte din circuitele de lucru, dar care pot intra accidental sub tensiune, din cauza unui defect de izolație. Elementele care se leagă la pământ sunt următoarele: carcasele și postamentele utilajelor, mașinilor și ale aparatelor electrice, scheletele metalice care susțin instalațiile electrice de distribuție, carcasele tablourilor de distribuție și ale tablourilor de comandă, corpurile manșoanelor de calibru și mantalele electrice ale cablurilor, conductoarele de protecție ale liniilor electrice de transport etc. Instalația de legare la pământ constă din conductoarele de legare la pământ și priza de pământ, formată din electrozi. Prizele de pământ verticale sau orizontale se realizează astfel încât diferența de potențial la care ar putea fi expus muncitorul prin atingere directă să nu fie mai mare de 40 V.

În general, pentru a se realiza o priză bună, cu rezistență mică, elementele ei metalice se vor îngropa la o adâncime de peste 1 m, în pământ bun conducător de electricitate, bine umezit și bătut.

Sistemul de priză (legare la pământ) separată pentru fiecare utilaj prezintă următoarele dezavantaje:

este costisitor (cantități mari de materiale și manoperă);

utilaje (transformatoare de sudură, benzi transportoare etc.) se mută frecvent dintr-un loc în altul;

legătura este de multe ori incorect executată datorită caracterului de provizorat al instalației.

·     Protecția prin legare la nul se realizează prin construirea unei rețele generale de protecție care însoțește în permanență rețeaua de alimentare cu energie electrică a utilajelor.

Rețeaua de protecție are rolul unui conductor principal de legare la pământ, legat la prize de pământ cu rezistența suficient de mică.

Sistemul prezintă o serie de avantaje:

– utilajele electrice pot fi legate la o instalație de legare la pământ cu o rezistență suficient de mică;

– este economic, deoarece la instalațiile provizorii pentru șantiere, materialele folosite pot fi recuperate în cea mai mare parte;

– este ușor de realizat, putând fi folosite prizele de pământ naturale, constituite chiar din construcțiile de beton armat;

– permite să se execute legături sigure de exploatare, deoarece are prize stabile cu durată mare de funcționare;

– toate utilajele electrice pot fi racordate cu ușurință la rețeaua de protecție;

– se poate executa în mod facil un control al instalației de legare la pământ, deoarece legăturile sunt simple și vizibile, iar prizele de pământ pot fi separate pe rând pentru măsurare, utilajele rămânând protejate sigur de celelalte prize. Pentru cazul unei întreruperi accidentale a legăturii la nul se prevede, ca o măsură suplimentară, un număr de prize de pământ.

În aceeași instalație nu este permisă protejarea unor utilaje electrice prin legare la pământ, iar a altora prin legare la nul. Instalația de protecție nu poate fi modificată în timpul exploatării, fără un proiect și fără dispoziția șefului unității respective.

Conductoarele de legare la pământ și la nul nu se vor folosi pentru alte scopuri (alimentarea corpurilor de iluminat, a prizelor monofazate etc.). Conductoarele circuitelor electrice prin care circulă curentul de lucru (conductoarele de nul, de lucru) nu pot fi folosite drept conductoare de protecție. Pentru a nu se crea confuzii, conductoarele de nul de protecție se vopsesc în culoarea roșie (sau se folosesc conductoare cu izolație roșie), iar cele de lucru în culoare alb-cenușie.

·    Protecția prin egalizarea potențialelor este un mijloc secundar de protecție și constă în efectuarea unor legături, prin conductoare, în toate părțile metalice ale diverselor instalații și ale construcțiilor, care în mod accidental ar putea intra sub tensiune și ar fi atinse de către un muncitor ce lucrează sau de către o persoană care trece prin acel loc.

Prin intermediul legăturilor se realizează o reducere a diferențelor de potențial dintre diferite obiecte metalice sau chiar o anulare a acestor diferențe, obținându-se astfel egalizarea potențialelor și deci eliminarea pericolului de electrocutare. De precizat însă că rețeaua de egalizare trebuie conectată la instalația de legare la pământ sau la nul.

3.2. Măsuri de prevenire și stingere a incendiilor:

– motoarele vor fi menținute în stare de curățenie, se vor sufla cu aer uscat la exterior și interior pentru a înlătura praful, scamele sau alte impurități;

– la funcționarea în sarcină, părțile motorului nu trebuie să se încălzească la temperaturi periculoase ( peste 80 C);

– motoarele utilizate în medii cu grad ridicat de periculozitate trebuie să fie în construcție antiexplozivă;

– în cazul aprinderii unui motor, acesta trebuie decuplat de la rețeaua electrică, iar pentru stingerea incendiului se utilizează extinctoare cu praf sau bioxid de carbon.

BIBLIOGRAFIE

Florin Mareș – ‚,Elemente de comandă și control pentru acționări și sisteme de reglare automată’’, Manual pentru clasele a XI-a și a XII-a, Editura Economică, 2002

http://www.librariaonline.ro/manuale_scolare/clasa_a_xi_a/altele/elemente_de_comanda_si_control_pentru_actionari_si_sisteme_de_reglare_automata_manual_pentru_clasele_a_xi_a_si_a_xii_a-mares_florin-p1010797

Toma Dordea – „Mașini electrice”, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1977 www.librariaeminescu.ro

Lăzăroiu D.F. Ghiță N. – ,,Tehnologia construcției mașinilor și transformatoarelor electrice’’, Editura de stat Didactică și Pedagogică, București, 1961 http://www.anticariatplus.ro/ro/Tehnologia-constructiei-masinilor-si-transformatoarelor-electrice-6249.html

Bălășoiu Doinița – „Mașini electrice și acționări”, Editura Economică, București, 2000 http://www.edecon.ro/autor/612/doinita-balasoiu/

Kelemen A. – „Acționări Electrice”, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1980.

Simulescu Dragoș – „Întreținerea și repararea mașinilor și aparatelor electrice”,

Manual pentru școlile de maiștri, Editura Didactică și Pedagogică București, 1980.

http://www.scrigroup.com/tehnologie/electronica-electricitate/PROIECT-DE-SPECIALITATE-Tehnic34536.php

http://biblioteca.regielive.ro/cursuri/electrotehnica/masini-electrice-264944.html

http://www.scrigroup.com/casa-masina/instalatii/Instalatii-de-radioficare-si-r63673.php

http://www.referatele.com/referate/fizica/online11/MASURI-DE-PROTECTIA-MUNCII-LA-UTILIZAREA-INSTALATIILOR-SI-ECHIPAMENTELOR-ELECTRICE-referatele-com.php

http://www.tvet.ro/Anexe/4.Anexe/Aux_Phare/Aux_2006/Electric/Asamblarea%20masinilor%20si%20aparatelor%20electrice.doc

http://www.acuz.net/html/Bobine.html

http://www.preferatele.com/docs/fizica/4/bobine-7.php

http://www.qreferat.com/referate/constructii/MASURI-DE-PROTECTIA-MUNCII-LA-354.php

http://str.calificativ.ro/referate/txt/referat.clopotel.ro-10755.txt

http://www.referate-scolare.ro/fizica/MASURI-DE-PROTECTIA-MUNCII-LA-UTILIZAREA-INSTALATIILOR-SI-ECHIPAMENTELOR-ELECTRICE/

http://www.studentie.ro/referate/fizica/referat-totul-despre-bobine_i46_c977_61719.html

http://eprofu.ro/ct/absolvire/protectia_muncii.doc

http://biblioteca.regielive.ro/proiecte/electrotehnica/defectele-si-regimurile-anormale-de-functionare-comune-masinilor-electrice-rotative-285263.html

http://www.scrigroup.com/tehnologie/electronica-electricitate/Generalitati-despre-masini-ele44693.php

http://biblioteca.regielive.ro/proiecte/electrotehnica/studiul-motorului-asincron-trifazat-cu-rotorul-in-scurtcircuit-329039.html

http://biblioteca.regielive.ro/proiecte/electrotehnica/intretinerea-si-repararea-motoarelor-electrice-313926.html

http://biblioteca.regielive.ro/proiecte/electrotehnica/studiul-motorului-asincron-trifazat-cu-rotorul-in-scurtcircuit-329039.html?ref=doc2

http://www.tocilar.ro/referat_scolar~categorie-fizica~nume-masuri_de_protectia_muncii_la_utilizarea_instalatiilor_si_echipamentelor_electrice.html

http://www.rasfoiesc.com/inginerie/tehnica-mecanica/Producerea-energiei-electrice-83.php

http://prezi.com/68qm-sfad_gp/proiecr-de-specialitate-pentru-calificarea-competentelor-nivelul-5/