Эксплуатация электрооборудования и устройств автоматики

В.А. Дайнеко
Е.П. Забелло
Е.М. Прищепова
эксплуатация  
электрооборудования 
и устройств  
автоматики
Допущено 
Министерством образования Республики Беларусь 
в качестве учебного пособия для студентов учреждений  высшего образования 
по специальностям «Энергетическое обеспечение сельскохозяйственного 
производства», «Автоматизация сельскохозяйственного производства»
(соответствует направлению подготовки 35.03.06 Агроинженерия)
 
Минск 
Москва
 
«Новое знание» 
«ИНФРАМ»
2015

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 1 ст. 11
УДК [621.31+681.5](075.8) 
ББК 31.26я73 
 
Д14
Р е ц е н з е н т ы:
кафедра «Электроснабжение» Белорусского национального технического 
университета (зав. кафедрой — кандидат технических наук, доцент В.Б. Козловская);
доцент кафедры автоматизации производственных процессов и электротехники Белорусского государственного технологического университета, кандидат технических наук, доцент В.К. Мороз
Д14
Дайнеко, В.А.
Эксплуатация электрооборудования и устройств автоматики : учеб. пособие / В.А. Дайнеко, Е.П, Забелло, Е.М. Прищепова. — Минск : Новое знание ; М. : ИНФРА-М, 2015. — 333 с. : 
ил. — (Высшее образование).
ISBN 978-985-475-703-2 (Новое знание). 
ISBN 978-5-16-010296-2 (ИНФРА-М, print). 
ISBN 978-5-16-102236-8 (ИНФРА-М, online).
Книга содержит материал по эксплуатации электрооборудования и 
технических средств автоматики, используемых в сельскохозяйственных установках. Изложены вопросы организации эксплуатации электрооборудования, а также правила эксплуатации воздушных и кабельных линий, трансформаторных подстанций, электроприводов, электротехнического оборудования и средств автоматики.
Для студентов высших учебных заведений сельскохозяйственного 
профиля.
УДК  [621.31+681.5](075.8) 
ББК  31.26я73 
©
© Дайнеко В.А., Забелло Е.П., 
Прищепова Е.М., 2014
ISBN 978-985-475-703-2 (Новое знание).
ISBN 978-5-16-010296-2 (ИНФРА-М, print). 
ISBN 978-5-16-102236-8 (ИНФРА-М, online).
©
© ООО «Новое знание», 2014

Оглавление
Предисловие..............................................................................................................................6
Глава 1. Теоретические основы эксплуатации электрооборудования 
и средств автоматики............................................................................................................7
1.1. Основные понятия и определения теории эксплуатации................................7
1.2. Эксплуатационные свойства электрооборудования.
........................................12
1.3. Оценка эксплуатационных свойств электрооборудования...........................25
Глава 2. Организация эксплуатации электрооборудования 
и средств автоматики..........................................................................................................32
2.1. Цель и задачи эксплуатации электрооборудования и средств 
автоматики. Формы эксплуатации.........................................................................32
2.2. Техническая документация электротехнической службы.
.............................39
2.3. Приемка в эксплуатацию электроустановок.......................................................42
2.4. Структура электротехнической службы и требования к персоналу.
.........45
Глава 3. Эксплуатация воздушных и кабельных линий.......................................52
3.1. Эксплуатация воздушных линий............................................................................52
3.1.1. Особенности эксплуатации воздушных линий.
......................................52
3.1.2. Профилактические измерения и испытания на ВЛ 
в процессе эксплуатации.................................................................................54
3.1.3. Определение мест повреждения на воздушных 
электрических линиях......................................................................................60
3.2. Эксплуатация воздушных линий с самонесущими 
изолированными проводами.
....................................................................................69
3.3. Эксплуатация кабельных линий.
.............................................................................78
3.4. Способы определения мест повреждения кабельных линий.
.......................88
3.5. Обнаружение повреждений кабельных линий на трассе...............................99
3.6. Эксплуатация внутренних проводок.
.................................................................. 109
Глава 4. Эксплуатация распределительных устройств 
и трансформаторных подстанций............................................................................... 113
4.1. Эксплуатация распределительных устройств.
................................................. 113
4.2. Эксплуатация трансформаторных подстанций.
.............................................. 127
4.2.1. Конструктивное исполнение трансформаторной подстанции....... 127
4.2.2. Эксплуатация силовых трансформаторов ............................................ 131
4.2.3. Испытания трансформаторов..................................................................... 136
4.2.4. Испытание главной изоляции повышенным напряжением.
........... 139
4.2.5. Фазировка трансформатора........................................................................ 146
4.2.6. Испытание трансформаторного масла.................................................... 147
4.2.7. Испытание включением толчком на номинальное .
напряжение........................................................................................................ 148

Оглавление
4
4.2.8. Тепловизионный контроль состояния трансформаторов................ 149
4.2.9. Сушка трансформаторов.............................................................................. 151
4.2.10. Эксплуатация устройств релейной защиты, 
электроавтоматики, телемеханики и вторичных цепей................. 153
4.2.11. Прием в эксплуатацию трансформаторных подстанций............... 156
Глава 5. Эксплуатация заземляющих устройств.
................................................. 158
5.1. Общие сведения.......................................................................................................... 158
5.2. Режимы нейтралей распределительных сетей................................................ 159
5.3. Режимы заземления нейтрали в электрических сетях 
напряжением 6...35 кВ.
............................................................................................. 161
5.4. Заземление в сетях 0,4 кВ....................................................................................... 165
5.5. Параметры заземляющих устройств................................................................... 169
5.6. Проверка состояния заземляющих устройств................................................. 170
5.7. Измерение сопротивления ЗУ подстанций и линий .
электропередачи......................................................................................................... 173
5.8. Проверка цепи фаза — нуль в электроустановках до 1 кВ 
с глухим заземлением нейтрали.
.......................................................................... 175
5.9. Документация на ЗУ электроустановки.
........................................................... 179
5.10. Меры безопасности при контроле ЗУ.
............................................................. 179
Глава 6. Эксплуатация электроприводов.
................................................................ 181
6.1. Эксплуатация электродвигателей........................................................................ 181
6.2. Влияние условий эксплуатации и режимов работы 
электродвигателей на их надежность................................................................. 191
6.3. Обеспечение эксплуатационной надежности электродвигателей.
........... 195
6.4. Защита электродвигателей от аварийных режимов работы.
...................... 197
6.5. Техническое обслуживание и текущий ремонт .
электродвигателей..................................................................................................... 200
6.6. Особенности эксплуатации погружных электронасосов.
............................ 203
6.7. Сушка изоляции обмоток электродвигателей................................................. 205
6.8. Эксплуатация регулируемых электроприводов.
............................................. 207
6.9. Организация обслуживания преобразователей частоты............................. 209
Глава 7. Эксплуатация пусковой и защитной аппаратуры 
электроустановок напряжением до 1000 В............................................................ 217
7.1. Объем и нормы испытаний.
.................................................................................... 217
7.2. Эксплуатация плавких предохранителей.......................................................... 218
7.3. Эксплуатация автоматических выключателей................................................ 224
7.4. Эксплуатация электромагнитных пускателей и контакторов................... 228
7.5. Эксплуатация устройств встроенной температурной защиты.................. 233
7.6. Эксплуатация устройств защитного отключения.......................................... 236
7.7. Эксплуатация устройств защиты от перенапряжений 
в электроустановках с напряжением до 1000 В............................................. 241

Оглавление
5
Глава 8. Эксплуатация осветительных и электротехнологических 
установок.
.............................................................................................................................. 246
8.1. Эксплуатация осветительных и облучательных установок....................... 246
8.2. Эксплуатация электросварочного и электротехнологического 
оборудования............................................................................................................... 251
Глава 9. Основы рационального выбора и использования 
электрооборудования и средств автоматики......................................................... 263
9.1. Выбор электрооборудования по техническим характеристикам............. 263
9.2. Выбор электрооборудования по экономическим критериям.................... 268
9.3. Расчет резервного фонда электрооборудования.
............................................ 270
9.4. Учет электроэнергии.
................................................................................................. 273
Глава 10. Эксплуатация средств автоматики......................................................... 276
10.1. Контроль за состоянием элементов и средств автоматики...................... 276
10.2. Эксплуатация типовых элементов автоматики............................................ 277
10.3. Эксплуатация автоматических регуляторов 
и микропроцессорных контроллеров............................................................... 280
10.4. Эксплуатация устройств, содержащих элементы силовой 
электроники и преобразовательной техники................................................ 281
10.5. Защита периферийного оборудования от электромагнитных 
помех, излучаемых преобразователем.
............................................................. 285
10.6. Общие рекомендации при выборе преобразователя частоты................. 293
Глава 11. Элементы теории построения систем эксплуатационного 
обслуживания средств автоматики............................................................................ 298
Глава 12. Эксплуатация модулей и комплексов средств автоматики......... 311
12.1. Поиск неисправностей.
........................................................................................... 311
12.2. Испытания средств автоматизированного энергоучета.
............................ 318
12.3. Организация эксплуатации средств измерения и учета .
электроэнергии.
......................................................................................................... 326
12.4. Эксплуатация автоматизированных систем управления 
электрохозяйством.
.................................................................................................. 328
Список использованных источников.......................................................................... 331

Предисловие
От правильной эксплуатации электрооборудования и средств 
автоматики в  условиях сельского хозяйства зависит эффективность производства, безопасность обслуживающего персонала, надежность электрифицированных объектов.
Особенности эксплуатации электрооборудования и средств автоматики в сельском хозяйстве связаны с условиями окружающей 
среды и режимами работы, недостатком квалифицированных специалистов, рассредоточенностью электроприемников, частыми 
перебоями в электроснабжении.
Для сохранения работоспособности электрооборудования 
и предотвращения влияния на него внешних факторов эксплуатировать его должен специально подготовленный инженернотехнический персонал в соответствии с действующими нормативными 
документами. 
Повышение 
уровня 
эксплуатации 
сельскохозяйственного электрооборудования и средств автоматики, правильный выбор современных технических средств управления и защиты обеспечит снижение интенсивности отказов основного оборудования, будет способствовать совершенствованию 
технологических процессов производства, переработки и  хранения сельскохозяйственной продукции.
В данном учебном пособии, составленном на основе «Правил 
устройства электроустановок», «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» и  других отраслевых документов, рассматриваются основные виды работ по техническому 
обслуживанию и  ремонту сельскохозяйственных электроустановок и  электрифицированных объектов. Оно охватывает все разделы действующей учебной программы. 
Данное издание дополнено разделами по эксплуатации 
частотно-регулируемых электроприводов, микропроцессорных 
контроллеров, технических средств АСКУЭ, инверторных сварочных аппаратов и энергосберегающих осветительных установок.
Представлен новый материал о тепловизионных методах диагностирования электрооборудования.

Глава
1
Теоретические основы эксплуатации 
электрооборудования и средств 
автоматики
1.1. Основные понятия и определения теории 
эксплуатации
Цель эксплуатации сельскохозяйственных электроустановок  — обеспечение эффективной работы электрифицированных 
объектов за счет поддержания надежности и  рационального использования электрооборудования.
В соответствии с  терминологией, применяемой в  «Правилах 
технической эксплуатации электроустановок потребителей», эксплуатация — это стадия жизненного цикла изделия, на которой 
реализуется, поддерживается или восстанавливается его качество [5].
Различают производственную и техническую эксплуатацию.
Производственная эксплуатация — это процесс использования 
оборудования по своему назначению.
Техническая эксплуатация — это комплекс технических, организационных и других мероприятий, обеспечивающих поддержание требуемого состояния электрооборудования при его использовании или хранении. Электрооборудование должно эксплуатироваться в  соответствии с  требованиями правил технической эксплуатации с  соблюдением правил технической безопасности 
(ПТБ), ГОСТов и других технических нормативных актов.

Глава 1. Теоретические основы эксплуатации
8
Основными характеристиками системы технической эксплуатации электрооборудования и средств автоматики являются принцип технической эксплуатации, структура ремонтного цикла, 
.
периодичность работ, типовой состав операций обслуживания 
и ремонта, трудоемкость и стоимость работ.
Послеотказовый принцип эксплуатации  — это обслуживание по необходимости, когда восстановительные работы осуществляют лишь после выхода электрооборудования из строя; плановые профилактические мероприятия не проводят.
Профилактический принцип эксплуатации состоит в  том, 
что независимо от технического состава электрооборудования 
профилактические мероприятия проводят в плановые сроки. Профилактические мероприятия могут быть календарными или регламентными. Календарные мероприятия выполняют в  определенные сроки независимо от режима работы электрооборудования, 
регламентные  — после регламентированной наработки изделия 
с учетом его загрузки.
Послеосмотровой принцип эксплуатации — это обслуживание по состоянию электрооборудования, при котором в плановом 
порядке проводят диагностику, а необходимые профилактические 
или восстановительные работы назначают с учетом фактического 
состояния оборудования.
Структура ремонтного цикла — это совокупность и последовательность работ, выполняемых при технической эксплуатации электрооборудования. Основными эксплуатационными работами являются техническое обслуживание, текущий и  капитальный ремонт.
Техническое обслуживание (ТО)  — это комплекс операций 
для поддержания исправности или работоспособности оборудования при его использовании по назначению. ТО проводят на месте 
установки оборудования.
Текущий ремонт (ТР)  — это ремонт, выполняемый для обеспечения или восстановления работоспособности изделия и  состоящий в восстановлении или замене отдельных его частей. ТР 
выполняют на месте установки электрооборудования или в  ремонтной мастерской.
Капитальный ремонт (КР) — это ремонт, выполняемый для 
восстановления исправности изделия и  полного восстановления 

1.1. Основные понятия и определения теории эксплуатации
9
ресурса всех его частей. Капитальный ремонт выполняют специализированные электроремонтные предприятия.
Эксплуатация характеризуется временем действия и  местом 
и охватывает весь период существования изделия с момента приобретения до достижения предельного состояния, при котором 
дальнейшее применение его недопустимо или нецелесообразно, 
а  восстановление неоправданно. Основные этапы эксплуатации: 
хранение, транспортирование, подготовка к  применению, применение по назначению, техническое обслуживание и ремонт.
Хранение электрооборудования — содержание его в технически исправном состоянии в  течение установленного срока до 
.
реализации.
Транспортирование — перевозка электрооборудования в условиях, обеспечивающих сохранение его работоспособности.
Подготовка электрооборудования к  применению  — это совокупность работ по подготовке изделий к нормальному функционированию в  соответствии с  их назначением и  техническими 
.
условиями.
Применение электрооборудования по назначению — это совокупность работ, обеспечивающих нормальное функционирование 
электроприемников в соответствии с техническими условиями.
Техническое обслуживание — это комплекс работ по поддержанию электрооборудования в  исправном или работоспособном 
состоянии при подготовке и применении по назначению, хранении 
и транспортировании.
Ремонт  — комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности оборудования.
Применительно к электрооборудованию, используемому в сель-
ском хозяйстве, выполняются текущий и  капитальный ремонты. 
При проведении текущего и капитального ремонтов производится 
диагностирование электрооборудования, что представляет собой 
процесс определения его технического состояния.
Помимо перечисленных мероприятий в  процессе эксплуатации проводятся: доработки электрооборудования, его списание, 
сбор, обобщение и  анализ статистических данных по эксплуатации, материально-техническое обеспечение.
Электрооборудование в условиях сельского хозяйства подвергается действию различных факторов. У
словия эксплуатации — 

Глава 1. Теоретические основы эксплуатации
10
это совокупность параметров, действующих на электрооборудование при эксплуатации. К ним относятся: климатические условия, 
стабильность параметров электроэнергии, механические и  электрические нагрузки, квалификация обслуживающего персонала, 
обеспеченность запасным оборудованием и т.д.
Условия использования характеризуют зависимость от особенностей технологического объекта.
Условия окружающей среды характеризуют дестабилизирующие воздействия на электрооборудование в  периоды работы 
и простоя.
Условия электроснабжения оценивают влияние источника 
электроэнергии на надежность и процессы работы электрооборудования.
Эксплуатационные свойства электрооборудования — объективные особенности или признаки качества, которые характеризуют, в какой мере то или иное изделие соответствует требованиям 
эксплуатации.
Эксплуатация предусматривает наличие, с одной стороны, человека (оператора), с другой  — объекта эксплуатации (машины, 
аппарата), над которым оператор должен совершать определенные 
действия для получения требуемых результатов.
Использование электрооборудования оценивают, сравнивая 
фактическое полезное потребление или преобразование электроэнергии Wф с потенциально возможным Wв за некоторый период 
времени (как правило, за год):
	
k
W
W
и
ф
в
=
,	
(1.1)
где kи — коэффициент использования электрооборудования.
Значение коэффициента зависит от многих факторов. Их взаимосвязь может быть записана в следующем виде:
c
и
г
гот
	
k
k
k k
τ
,	
(1.2)
п н к
= τ τ β
где τc — продолжительность использования оборудования за сутки; τг— продолжительность использования оборудования за год; 
β  — загрузка оборудования; kгот  – коэффициент технической го