Диагностика и техническое обслуживание электроустановок потребителей

ВЫСШЕЕ ОБРАЗОВАНИЕ серия основана в 1 996 г.






Ю.Д. СИБИКИН
М.Ю. СИБИКИН



ДИАГНОСТИКА
И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ПОТРЕБИТЕЛЕЙ


УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ


2-е издание, стереотипное

Рекомендовано
            Межрегиональным учебно-методическим советом профессионального образования в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» (квалификация (степень) «бакалавр») (протокол № 4 от 13.04.2022)





                znanium




электронно-библиотечная система


Москва ИНФРА-М 2025

УДК 621.3.01(075.8)
ББК 31.29-5-08я73

     С34




     Рецензенты:
        Крамзлев А.Ф., главный специалист-электрик технического отдела ОАО «Гипротяжмаш»;
        Яшков В.Я., профессор Атырауского института нефти и газа




      Сибикин Ю.Д.
С34 Диагностика и техническое обслуживание электроустановок потребителей : учебное пособие / Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин. — 2-е изд., стер. — Москва : ИНФРА-М, 2025. — 391 с. — (Высшее образование). — DOI 10.12737/1863104.

         ISBN 978-5-16-020422-2 (print)
         ISBN 978-5-16-110166-7 (online)

         В учебном пособии рассмотрены технологии диагностирования и технического обслуживания электроустановок потребителей. Отражены особенности диагностирования электроустановок органолептическим и инструментальным методами. Приведен статистический материал по типовым отказам элементов электроустановок и способам их устранения, а также нормативным параметрам, используемым при испытаниях.
         Рассмотрен опыт организации инженерной службы диагностирования электроустановок и ее производственной базы.
         Для студентов направления подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника». Может быть полезно инженерно-техническим сотрудникам, занимающимся эксплуатацией электроустановок.

УДК 621.3.01(075.8)
ББК 31.29-5-08я73

ISBN 978-5-16-020422-2 (print)
ISBN 978-5-16-110166-7 (online)

© Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю., 2016, 2022

ОГЛАВЛЕНИЕ




Предисловие.......................................... 8
Введение............................................ 10

Глава 1
Основы технической эксплуатации электроустановок
  1.1. Техническая эксплуатация. Основные понятия..    11
  1.2. Пути обеспечения работоспособности электроустановок.................................. 17
  1.3. Влияние условий эксплуатации на техническое состояние электроустановок........................ 20
  1.4. Закономерности старения изоляции и расчеты показателей надежности электроустановок.......... 28
  1.5. Эксплуатационная технологичность электроустановок.................................. 43
  Контрольные вопросы............................... 46

Глава 2
Структура эксплуатационного обслуживания электроустановок
  2.1. Общие сведения о правилах устройства и технической эксплуатации электроустановок......   47
  2.2. Система планово-предупредительного
     технического обслуживания и ремонта (ППТОР)...    55
  2.3. Формы эксплуатации электроустановок
     и типовые структуры отдела главного энергетика... 62
  2.4. Задачи и ответственность электротехнического персонала..................... 65
  2.5. Обучение персонала........................... 70
  2.6. Обязанности и виды работ, выполняемых электромонтером..................................  72
  2.7. Организация рабочего места................... 83

Оглавление

  2.8. Научная организация труда электромонтера... 85
  2.9. Техническая документация электрохозяйства.. 89
  Контрольные вопросы............................. 91

Глава 3
Условия ввода электроустановок в эксплуатацию
  3.1. Воздушные линии электропередачи напряжением до 1000 В........................... 92
  3.2. Воздушные линии электропередачи напряжением выше    1000 В...................... 97
  3.3. Кабельные линии........................... 100
  3.4. Трансформаторы............................ 102
  3.5. Электродвигатели и пускорегулирующая аппаратура..................................... 106
  3.6. Устройства защиты от перенапряжений....... 109
  3.7. Конденсаторные установки.................. 112
  3.8. Аккумуляторные батареи.................... 115
  3.9. Распределительные устройства напряжением до 1000 В.......................... 119
3.10. Распределительные устройства и подстанции напряжением выше 1000 В.......................... 123
3.11. Релейная защита, электроавтоматика, телемеханика и вторичные цепи.................... 127
3.12. Средства электрического измерения.......... 130
3.13. Заземляющие устройства..................... 131
Контрольные вопросы.............................. 135

Глава 4
     Виды и методы диагностирования электроустановок
  4.1. Основные понятия и определения............ 136
  4.2. Задачи и виды диагностирования электроустановок............................... 137
  4.3. Классификация методов и средств диагностирования............................... 139
  Контрольные вопросы............................ 141

Глава 5
Приборы, используемые для диагностики и локализации неисправностей в электроустановках
5.1. Измерительные приборы общего назначения.... 142
5.2. Аппараты для испытания изоляции
     электроустановок на электрическую прочность  151
 5.3. Методы контроля температуры электроустановок............................... 152
 5.4. Измерительные приборы зарубежных производителей................................. 157
5.5. Переносные измерительные приборы........... 161
 5.6. Трассопоисковые системы и приборы зарубежных фирм................................ 169
 5.7. Автоматизированная система контроля и учёта электроэнергии................................. 172
5.8. Обслуживание электроизмерительных приборов.... 176
Контрольные вопросы.............................. 1П

Глава 6
Характерные неисправности электроустановок и способы их устранения
 6.1. Неисправности воздушных линий напряжением до 1000 В.......................... 179
 6.2. Неисправности воздушных линий напряжением выше 1000 В........................ 181
6.3. Неисправности кабельных линий.............. 182
6.4. Неисправности трансформаторов.............. 183
 6.5. Неисправности тиристорных преобразователей............................... 186
6.6. Неисправности электрических машин.......... 189
6.7. Неисправности электрических аппаратов
     распределительных устройств напряжением до 1000 В...................... 203
 6.8. Неисправности аппаратов распределительных устройств напряжением 6— 10 кВ................. 211

Оглавление

6.9. Неисправности стационарных свинцовых аккумуляторов.......................... 221
6.10. Неисправности осветительных электроустановок... 225
6.11. Неисправности датчиков..................... 228
Контрольные вопросы.............................. 230


                       Глава 7
Техническая эксплуатация и диагностирование электроустановок инструментальными методами
7.1. Общие положения и методические указания по инструментальному диагностированию

     электроустановок........................... 231
7.2. Эксплуатация и диагностика ВЛ напряжением до 1 кВ............................ 237
7.3. Эксплуатация и диагностика ВЛ напряжением выше 1 кВ.......................... 250
7.4. Эксплуатация и диагностика кабельных линий. 255
7.5. Эксплуатация и диагностика трансформаторов  268
7.6. Эксплуатация и диагностика трансформаторного масла........................ 283
7.7. Эксплуатация и диагностика электрооборудования распределительных устройств.................... 289
7.8. Эксплуатация и диагностика измерительных трансформаторов тока и напряжения.............. 322
7.9. Эксплуатация и диагностика РУ на напряжение ниже 1000 В...................... 323
7.10. Эксплуатация и диагностика конденсаторных установок....................... 331
7.11. Эксплуатация и диагностика электрических машин............................ 334
7.12. Эксплуатация и диагностика аккумуляторных батарей и зарядных устройств..... 348
7.13. Эксплуатация и диагностика электроосветител ьных установок................ 351
7.14. Эксплуатация и диагностика заземляющих устройств.......................... 354

7.15. Эксплуатация и диагностика релейной защиты электроавтоматики, телемеханики
      и вторичных цепей (РЗАиТ).................. 357
 Контрольные вопросы............................. 360

Глава 8
Организация ремонта и диагностики электроустановок
  8.1. Электроремонтный цех...................... 361
  8.2. Электросиловой цех........................ 365
  8.3. Мастерская для ремонта трансформаторов..... 366
  8.4. Определение мощности ЭРЦ.................. 369
  8.5. Организация работ в ЭРЦ................... 377
  8.6. Механизация эксплуатационных работ и диагностики в электрических сетях............ 379
  Контрольные вопросы............................ 388

Список использованной литературы................. 389

ПРЕДИСЛОВИЕ



   Невозможно представить жизнь без электричества. Оно — основа современной цивилизации, главный источник ее развития. В России, когда в начале 2000-х годов наметился неуклонный рост ВВП, резко возросло и потребление электроэнергии. Тогда же обнажились проблемы, связанные с ее дефицитом, износом основных фондов в отрасли.
   Решению поставленных Президентом и Правительством Российской Федерации задач модернизации промышленности до 2030 г. путём ускорения социально-экономического развития, всемерной интенсификации и повышения эффективности производства на базе научно-технического прогресса в значительной степени будет способствовать совершенствование эксплуатации электротехнического оборудования.
   Электрическая мощность промышленных, сельских и коммунальных объектов постоянно растет и в настоящее время на отдельных предприятиях достигает 3 млн кВт, а количество установленных электрических машин — 80—90 тыс. шт. Рост энерговооруженности всех отраслей промышленности сельского и коммунального хозяйства, ускоренное внедрение средств механизации и автоматизации играют решающую рол ь в увеличении производительности труда и обеспечивают повышение технического уровня и качества выпускаемой промышленной, сельскохозяйственной и гражданской продукции.
   В этих условиях приходится по-иному решать сложные задачи организации и ведения электрохозяйства, учитывая накопленный передовой опыт по эксплуатации электрооборудования. Все это приводит к тому, что инженерно-технические работники и электромонтеры должны углубленно изучать не только конструктивные особенности электроустановок, но и передовые методы их эксплуатации и безопасного обслуживания.
   В настоящем пособии обобщены практические материалы по диагностике, техническому обслуживанию, ремонту,

испытанию в действующих электроустановках, приведенные в литературных источниках [ 1... 15].
   Материал книги поможет ИТР и электромонтерам повысить квалификацию и будет способствовать решению задач эффективного использования электроустановок промышленных, сельских и коммунальных предприятий в условиях рыночных отношений.
   Состав и объем сведений, приведенных в книге, соответствуют требованиям подготовки ИТР направления подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» по обслуживанию электрооборудования промышленных, сельских и коммунальных предприятий.
   С точки зрения потребителя, важным фактором качества и надежности электроснабжения объектов остаются распределительные сети, базовый элемент которых — понижающие трансформаторные подстанции. Большинство оборудования почти выработало свой ресурс и несет нагрузки, приближенные к максимальным. Замена старого оборудования, подключение нового — забота сегодняшнего дня энергетиков, руководителей муниципалитетов, предприятий.

ВВЕДЕНИЕ


   Важную роль в развитии отечественной электротехники сыграли труды русских ученых и изобретателей П.Н. Яблочкова, А.Н. Лодыгина, М.О. Доливо-Добровольского и др.
   Приоритет в создании и применении трехфазной системы переменного тока принадлежит М.О. Доливо-Добровольскому, который в 1891 г. осуществил передачу электрической энергии мощностью около 150 кВт при напряжении 15 кВ на расстояние 175 км. Им же были созданы синхронный генератор, трехфазный трансформатор и асинхронный двигатель.
   До 1960 г. самые крупные генераторы тепловых электростанций (ТЭС) имели мощность 100 МВт. На одной электростанции устанавливали 6—8 генераторов. Поэтому мощность крупных ТЭС составляла 600—800 МВт. После освоения блоков 150—200 МВт мощность крупнейших электростанций повысилась до 1200 МВт, блоков 300 МВт — до 2400 МВт. В настоящее время вводят тепловые и атомные электростанции мощностью до 6000 МВт с блоками по 500—800 МВт.
   В результате модернизации промышленности рост выработки электроэнергии будет сопровождаться улучшением структуры энергомощностей. В европейской части страны и на Урале предусмотрено сооружение атомных электростанций, в восточных районах — конденсационных тепловых электростанций единичной мощностью 4—6 млн кВт и гидроэлектростанций.
   Запланировано демонтировать до 2030 г. устаревшее оборудование мощностью 25 млн кВт и модернизировать энергетическое оборудование мощностью не менее 35 млн кВт.
   В связи с дальнейшей электрификацией производственных процессов, с увеличением объемов, трудоемкости и стоимости работ по ремонту особо важное значение приобретают вопросы внедрения новых прогрессивных форм системы эксплуатации электрооборудования, обеспечивающих снижение трудовых и денежных затрат, в первую очередь за счет применения высококачественного диагностирования при эксплуатации электрооборудования.