Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования

МОНТАЖ, НАЛАДКА 
И ЭКСПЛУАТАЦИЯ 
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Н.В. ГРУНТОВИЧ

Рекомендовано Межрегиональным учебно-методическим советом 
профессионального образования в качестве учебного пособия 
для учебных заведений, реализующих программу среднего 
профессионального образования по укрупненной группе 
специальностей 13.02.00 «Электро- и теплоэнергетика» 
(протокол № 12 от 24.06.2019)

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

2023

Москва
«ИНФРА-М»

УДК 621.313(075.32)
ББК 31.26я723
 
Г90

Грунтович Н.В.
Г90 
 
Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования : учебное пособие / Н.В. Грунтович. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 271 с. — (Среднее профессиональное образование). 

ISBN 978-5-16-015611-8 (print)
ISBN 978-5-16-109053-4 (online)
Изложены основные понятия теории технической диагностики электрооборудования, системы его технического обслуживания и ремонта. Рассмотрены приборы и методы технического диагностирования электрических машин, трансформаторов и кабелей. Описаны способы и организация 
ремонта электрических машин, трансформаторов, монтажа и эксплуатации коммутационной аппаратуры, воздушных линий электропередачи.
Для студентов энергетических специальностей учреждений среднего 
профессионального образования (13.02.00). Может быть полезно специалистам-энергетикам, занимающимся эксплуатацией и ремонтом электрооборудования.

УДК 621.313(075.32)
ББК 31.26я723

Р е ц е н з е н т ы:
кафедра «Электроснабжение» Белорусского национального технического университета;
Селиванов В.А., кандидат технических наук, доцент кафедры «Электропривод и автоматизация промышленных установок» БелорусскоРоссийского университета

ISBN 978-5-16-015611-8 (print)
ISBN 978-5-16-109053-4 (online)
© Грунтович Н.В., 2020
© ООО «Новое знание», 2020

Оглавление

Предисловие .............................................................................................................................7

Список основных сокращений ..........................................................................................9

Глава 1. Основные понятия и определения ..............................................................10
1.1. Жизненный цикл электрооборудования предприятий .................................10
1.2. Надежность в технике ................................................................................................12
1.3. Факторы, влияющие на количество отказов оборудования после 
ремонта .............................................................................................................................17
1.4. Организация и производство электромонтажных работ ..............................20
Вопросы и задания для самоконтроля ...........................................................................21

Глава 2. Система технического обслуживания и ремонта 
электрооборудования .........................................................................................................22
2.1. Общие положения .......................................................................................................22
2.2. Виды и методы технического обслуживания и ремонта ...............................23
Вопросы и задания для самоконтроля ...........................................................................25

Глава 3. Виды обеспечения СТОиР оборудования ...............................................26
3.1. Информационное обеспечение ...............................................................................26
3.2. Материально-техническое обеспечение ТО и ремонта .................................27
3.3. Функционирование СТОиР изделий ...................................................................28
3.4. Структура службы главного энергетика .............................................................31
Вопросы и задания для самоконтроля ...........................................................................32

Глава 4. Монтаж воздушных линий электропередачи .........................................33
4.1. Подготовительные работы по монтажу воздушных линий .........................33
4.2. Раскатка и соединение проводов и тросов .........................................................36
Вопросы и задания для самоконтроля ...........................................................................40

Глава 5. Система технического диагностирования электрооборудования .41
5.1. Виды старения оборудования .................................................................................41
5.2. Общие понятия и определения...............................................................................42
5.3. Задачи технического диагностирования в СТОиР .........................................44
Вопросы и задания для самоконтроля ...........................................................................49

Глава 6. Физические основы вибрации ......................................................................50
6.1. Основные параметры вибрации .............................................................................50
6.2. Относительные единицы вибрации ......................................................................52
6.3. Характеристики спектра вибрации .......................................................................53
Вопросы и задания для самоконтроля ...........................................................................55

Оглавление
4

Глава 7. Магнитная вибрация электрических машин ...........................................56
7.1. Эксплуатационные причины увеличения магнитных вибраций 
асинхронных двигателей ...........................................................................................56
7.2. Магнитные поля и силы в асинхронных машинах  
при эксцентриситете ...................................................................................................57
7.3. Влияние магнитного насыщения на вибрацию ................................................63
7.4. Магнитная вибрация при несимметрии на стороне статора .......................66
7.5. Магнитная вибрация при несимметрии на стороне ротора.........................75
Вопросы и задания для самоконтроля ...........................................................................80

Глава 8. Приборы вибродиагностирования ..............................................................81
8.1. Аналоговые виброанализаторы ...............................................................................81
8.2. Виброанализаторы на основе микропроцессорных устройств ...................83
8.3. Компьютерные системы вибродиагностирования ...........................................87
Вопросы и задания для самоконтроля ...........................................................................91

Глава 9. Приборы технического диагностирования изоляции 
электрооборудования .........................................................................................................92
9.1. Приборы диагностирования изоляции обмоток статора электрических 
машин ...............................................................................................................................92
9.2. Диагностирование дефектов ротора электрических машин ........................98
Вопросы и задания для самоконтроля ...........................................................................99

Глава 10. Вибродиагностирование электрических машин .............................. 100
10.1. Типовые дефекты подшипников качения ...................................................... 100
10.2. Вычисление частот вибрации подшипников качения .............................. 102
10.3. Обозначение подшипников качения ................................................................ 107
10.4. Выбор предельного уровня вибрации оборудования ................................ 108
Вопросы и задания для самоконтроля ........................................................................ 111

Глава 11. Ремонт электрических машин ................................................................. 112
11.1. Дефектация электрических машин на основе комплексного 
диагностирования ................................................................................................... 112
11.2. Технологический процесс ремонта электрических машин ..................... 115
11.3. Организация замены и ремонт подшипников качения ............................ 118
11.4. Ремонт подшипников скольжения ................................................................... 120
11.5. Ремонт обмотки статора ....................................................................................... 122
11.6. Сушка изоляции электрических машин ........................................................ 125
11.7. Ремонт обмотки ротора и коллектора ............................................................. 127
11.8. Ремонт коробки выводов ..................................................................................... 130
11.9. Испытание электрических машин после ремонта ...................................... 131
11.10. Конструкционные материалы .......................................................................... 133
Вопросы и задания для самоконтроля ........................................................................ 138

Оглавление
5

Глава 12. Монтаж и эксплуатация кабелей ........................................................... 139
12.1. Монтаж кабельных линий напряжением до 10 кВ .................................... 139
12.2. Способы прогрева и прокладки кабелей ........................................................ 140
12.3. Классификация и область применения кабельных муфт и заделок ... 143
12.4. Прокладка кабеля внутри зданий ..................................................................... 145
12.5. Монтаж муфт и концевых заделок................................................................... 147
12.6. Методы испытания изоляции кабелей ........................................................... 159
Вопросы и задания для самоконтроля ........................................................................ 164

Глава 13. Техническое диагностирование кабелей ............................................. 165
13.1. Планово-профилактические испытания ........................................................ 165
13.2. Метод измерения и локации частичных разрядов  
в кабельных линиях ............................................................................................... 167
13.3. Метод измерения и анализа возвратного напряжения в изоляции 
кабелей ........................................................................................................................ 171
13.4. Методы определения мест повреждений кабельных линий ................... 176
13.5. Профилактические испытания кабельных линий ...................................... 179
Вопросы и задания для самоконтроля ........................................................................ 180

Глава 14. Монтаж внутренних электрических сетей электропроводки 
в трубах ................................................................................................................................. 181
14.1. Области применения и выбор труб ................................................................. 181
14.2. Общие правила монтажа труб для электропроводок ................................ 184
14.3. Технология монтажа стальных труб и электропроводок в трубах ....... 190
Вопросы и задания для самоконтроля ........................................................................ 195

Глава 15. Эксплуатация и ремонт трансформаторов......................................... 196
15.1. Экспертная система технического диагностирования трансформаторов 
на напряжение 110–330 кВ ................................................................................. 196
15.2. Монтаж электрооборудования трансформаторных подстанций .......... 205
15.3. Ревизия оборудования комплектных трансформаторных  
подстанций ................................................................................................................. 207
15.4. Технология строительно-монтажных работ .................................................. 209
15.5. Технология испытаний трансформаторов после монтажа ...................... 213
15.6. Эксплуатация трансформаторных подстанций ........................................... 218
15.7. Сушка трансформаторов ...................................................................................... 225
Вопросы и задания для самоконтроля ........................................................................ 230

Глава 16. Монтаж коммутационных и грозозащитных аппаратов, 
разрядников и проходных изоляторов .................................................................... 231
16.1. Монтаж разъединителей ....................................................................................... 231
16.2. Монтаж выключателей нагрузки ...................................................................... 233
16.3. Монтаж масляных выключателей ..................................................................... 234

Оглавление
6

16.4. Монтаж опорных и проходных изоляторов .................................................. 235
16.5. Монтаж шин .............................................................................................................. 235
16.6. Монтаж токоограничивающих и грозозащитных аппаратов ................. 238
16.7. Монтаж разрядников ............................................................................................. 240
16.8. Ремонт пускорегулирующей аппаратуры ...................................................... 241
Вопросы и задания для самоконтроля ........................................................................ 251

Глава 17. Эксплуатация воздушных линий электропередачи ........................ 252
17.1. Эксплуатация воздушных линий электропередачи напряжением  
до 10 кВ ....................................................................................................................... 252
17.2. Осмотр воздушных линий ................................................................................... 253
17.3. Эксплуатация воздушных линий напряжением 0,38 кВ 
с самонесущими изолированными проводами ............................................ 255
17.4. Профилактические испытания воздушных линий .................................... 257
17.5. Конструкция, защита и заземление воздушных линий  
электропередачи с изолированными проводами ......................................... 259
Вопросы и заданиядля самоконтроля ......................................................................... 261

Заключение .......................................................................................................................... 262

Приложение. Арматура для крепления проводов и тросов ВЛ ........................ 263

Рекомендуемая литература ............................................................................................ 270

Посвящается дорогому 
мне человеку — сыну Василию

Предисловие

За прошедшие полвека усилия целой плеяды ученых и инженеров 
были направлены на совершенствование системы технического обслуживания и ремонта (СТОиР) различного оборудования. С развитием теории 
надежности [11] одновременно решалась задача применения теории вероятности для технического диагностирования различных систем [7, 14]. 
В 1970—1980-е годы были проведены масштабные исследования в США 
и Швеции, которые показали, что только для 8–23 % отказов их интенсивность растет с наработкой. Стало очевидно, что для 77–92 % отказов 
бессмысленно определять время ремонта по величине наработки [6]. 
До сих пор на большинстве промышленных предприятий текущий и капитальный ремонты проводятся по регламенту согласно наработке оборудования. В книге И. А. Рябинина «Надежность и безопасность структурно-сложных систем» [10] отмечается, что для обеспечения надежности 
и безопасности функционирования сложных систем необходимо развивать научные основы новых методов и технических средств комплексной 
оперативной диагностики аварийных ситуаций. Автор данного учебного 
пособия более 40 лет занимался теорией и практикой технической диагностики электрических машин, трансформаторов, кабелей, насосов, редукторов, компрессоров. После анализа статистических отказов подшипников качения и разработки диагностической модели в 90-е годы 
прошлого века была создана компьютерная программа для технического 
диагностирования подшипников перед установкой на механизм. Потребовалось более 10 лет для релизации данной идеи на отдельных предприятиях нашей республики с применением российского оборудования. 
Одновременно была разработана методика оценки степени износа изоляции высоковольтного оборудования по изменению тангенса угла диэлектрических потерь, интенсивности частичных разрядов в изоляции, 
коэффициента микропористости. Следует отметить, что на многих предприятиях по-прежнему проводят высоковольтные испытания для оценки 
степени износа изоляции. Известно, что каждое высоковольтное испытание сокращает срок службы изоляции. По этой причине МЭК запрещает 
проводить испытание изоляции постоянным током из-за возникновения 
частичных разрядов, которые весьма опасны для электрической изоляции. Многолетний опыт в области технической диагностики позволил 
автору сформулировать методологические принципы управления старе

Предисловие
8

нием энергооборудования на основе технического диагностирования 
и современных методов ремонта.
Целью изучения дисциплины «Монтаж, наладка и эксплуатация 
электрооборудования» является теоретическая и практическая подготовка студентов к самостоятельной творческой деятельности по техническому обслуживанию и ремонту электро оборудования на базе современных 
технологий.
В основу организации ремонта положены методы технической диагностики электрических машин, трансформаторов и кабелей. Это позволит 
выпускникам университетов в своей практической деятельности обес печить ремонт электрооборудования по фактическому состоянию. Активное использование технического диагностирования в процессе эксплуатации дает возможность минимизировать затраты на ремонт, обеспечить 
высокую надежность и энергоэффективность электрооборудования.
Большой износ оборудования, увеличение нагрузок, повышение 
«цены отказа», возросшие требования по обеспечению безопасности эксплуатации электроустановок, проблемы квалификации обслуживающего 
персонала значительно увеличили значимость технической диагностики.
Создание системы технического обслуживания и ремонта на основе 
технического диагностирования связано с решением ряда взаимосвязанных задач:
изучение объектов с целью определения диагностических параметров;
составление диагностической модели;
разработка алгоритмов определения технического состояния;
выбор средств измерений.
Порядок изложения материала учебного пособия соответствует указанной последовательности.
Автор выражает признательность рецензентам — кандидату технических наук, доценту В.А. Се ливанову, кандидату технических наук, доценту 
Г.С. Леневскому (Белорусско-Российский университет, г. Могилев), кандидату технических наук, доценту В.Б. Козловской, кандидату технических наук, доценту А.А. Гончар, кандидату технических наук А.В. Горностай (БНУ, г. Минск), а также О.Д. Морозовой, оказавшей большую 
помощь в компьютерной обработке материала. Особую благодарность 
автор выражает кандидату технических наук, доценту К.П. Путилину за 
содействие в написании гл. 7.
Автор с благодарностью примет все замечания и предложения, которые просит направлять на адрес издательства.

В основу организации ремонта положены методы технической диагностики электрических машин, трансформаторов и кабелей. Это позволит 
выпускникам в своей практической деятельности обеспечить ремонт 
электрооборудования по фактическому состоянию. Активное использование технического диагностирования в процессе эксплуатации дает возможность минимизировать затраты на ремонт, обеспечить высокую надежность и энергоэффективность электрооборудования.

Список основных сокращений

 
АД — асинхронный двигатель
 
АРМ — автоматизированное рабочее место
 
БД — банк данных
 
ВЛ — воздушная линия электропередачи
 
ВЛИ — воздушная линия электропередачи с изолированными проводами
 
ВН — высокое напряжение
 
ГПП — главная понижающая подстанция
 
ЕСКД — Единая система конструкторской документации
 
ЕСППР — Единая система планово-предупредительных ремонтов
 
ЕСТД — Единая система технологической документации
 
КЛ — кабельная линия электропередачи
 
КПД — коэффициент полезного действия
 
КТП — комплектная трансформаторная подстанция
 
ЛАТР — линейный автоматический трансформатор
 
МДС — магнитодвижущая сила
 
МТО — материально-техническое обеспечение
 
МЭЗ — мастерская электромонтажных заготовок
 
МЭК — Международная электротехническая комиссия
 
НН — низкое напряжение
 
НТД — нормативно-техническая документация
 
ОПН — ограничитель перенапряжения
 
ПТБ — Правила техники безопасности
 
ПТЭ — Правила технической эксплуатации
 
ПУЭ — Правила устройства и эксплуатации
 
РПН — регулятор под напряжением
 
РУ — распределительное устройство
 
СГЭ — служба главного энергетика
 
СИП — самонесущий изолированный провод
 
СН — среднее напряжение
 
СНиП — Строительные нормы и правила
 
СПУ — статическое преобразовательное устройство
 
СТОиР — Система технического обслуживания и ремонта
 
ТО — техническое обслуживание
 
ТП — трансформаторная подстанция
 
ТЭР — топливно-энергетические ресурсы
 
ЧР — частичный разряд

ГЛАВА

1

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1.1. Жизненный цикл электрооборудования 
предприятий

Эксплуатация электрооборудования имеет свои жизненные 
циклы (рис. 1.1, 1.2):
применение оборудования по прямому назначению согласно 
технологическому регламенту;
планово-предупредительные осмотры и ремонты (ежесменные, ежесуточные, ежемесячные и трехмесячные);
текущий ремонт согласно системе технического обслуживания и ремонта (СТОиР);
капитальный ремонт согласно СТОиР.
Поскольку на многих предприятиях интенсивно проводится 
модернизация, то электрооборудование должно закупаться с учетом следующих характеристик: энергетическая эффективность, 
живучесть и безопасность.

Наладка нового оборудования
или оборудования после капитального ремонта

Эксплуатация

Монтаж нового оборудования 
или оборудования после капитального ремонта

Рис. 1.1. Жизненный цикл электрооборудования