Практическая работа

Устройство, и эксплуатация распределительных устройств до 1000 В.

Цель работы: знакомство с конструкцией и техническим обслуживанием РУ до 1000 В.

РУ до 1000В предназначены для перераспределения электроэнергии на электрических подстанциях (ТП, РП, РТП 6-10/0,4 кВ) с силового трансформатора на отходящие линии, а также устанавливаются для контроля и защиты от перегрузок.

РУ до 1000 В содержат:

Коммутационные аппараты;

Сборные и соединительные шины;

Вспомогательные устройства (комбинированные и др.)

Устройства защиты, автоматики и измерительные устройства.

Традиционно распределительные устройства 0,4 кВ размещаются в непосредственной близости от источников питания (силовых понижающих трансформаторов), от которых они получают питание и распределяют его между потребителями. Основными местами установки РУ- 04 кВ являются административные, жилые и производственные здания и сооружения, трансформаторные подстанции (ТП) и распределительные пункты (РП).

Основные функции распределительного устройства РУ - 0,4:

прием и распределение электроэнергии;

защита отходящих линий от перегрузок и коротких замыканий;

учет электроэнергии;

измерение параметров входящих и отходящих линий.

Конструкция распределительных устройств 0,4 кВ

Конструкция РУ 04 кВ предусматривает следующие элементы:

1. Вводные панели. Они предназначены для осуществления ввода от силового трансформатора (шинного или кабельного), защиты сборных шин и трансформатора от токов к.з. и перегрузок, индикации наличия напряжения, работы схемы АВР, организации коммерческого учета электроэнергии.

2. Распределительные панели. Предназначены для осуществления защиты отходящей электрической линии от токов к.з. и перегрузок, осуществления оперативных переключений и организации коммерческого учета.

3. Секционные панели. Применяются для секционирования разных систем сборных шин одного РУ- 04 кВ и работы АВР в автоматическом режиме.

4. Вспомогательные панели. Используются для контроля и управления работой конденсаторных батарей, системами освещения и собственными нуждами электроустановки.

Материалом для изготовления корпусов РУ- 0,4 кВ служит листовой металл, покрытый лакокрасочным покрытием, что определяет его следующие достоинства:

высокую механическую прочность и электрическую проводимость;

устойчивость к перепадам температуры в широком диапазоне;

длительный срок службы;

надежность и простота обслуживания.

Все панели РУ- 0,4 кВ имеют вывод для крепления шин и проводов заземления, что является обязательным требованием правил устройства электроустановок (ПУЭ). Все панели распределительного устройства оснащены запорным устройством, что препятствует несанкционированному доступу к открытым токоведущим частям.

Преимущества РУ- 0,4 кВ

Среди преимуществ работы с РУ- 04 кВ следует выделить следующие моменты:

возможность реализации защиты от перегрузки электрической сети, коротких замыканий на землю и междуфазных замыканий;

установка узлов коммерческого учета, которые могут быть легко опломбированы;

контроль параметров электрической энергии (токи, напряжение, мощность) на вводах и отходящих линиях;

секционирование с целью повышения надежности электроснабжения, работы АВР в автоматическом режиме;

звуковая и световая сигнализация о работе устройств защиты;

защита сборных шин при помощи вводных автоматических выключателей;

возможность создания системы АСУ ТП на базе РУ- 04 кВ;

осуществление оперативных переключений в самые короткие сроки;

высокая надежность электроснабжения потребителей любой категории.

Обслуживание и работа с РУ- 04 кВ возможна как с одной, так и с двух сторон, в зависимости от типа панелей. В зависимости от типа защиты (IP), РУ- 04 кВ могут иметь различную степень подверженности внешним факторам (грязь, влага, пыль и другие). Также распределительные устройства 0,4 кВ могут отличаться по типу климатического исполнения, что позволяет эксплуатировать разнообразные модели панелей как в странах с тропическим климатом, так и в условиях крайнего севера.

РУ до 1000В выполняются в виде:

Щитов станций управления;

Распределительных и линейных щитов;

Пультов;

Шкафов;

Шинных выводов;

Сборок и т.п устанавливаемых в помещениях или на открытом воздухе.

Щиты, вводные устройства, пульты, щитки и другие распределительные устройства современных конструкций − это законченные комплектные устройства для приема и распределения электроэнергии, управления и защиты от перегрузок и коротких замыканий. В них смонтированы коммутационные и защитные аппараты, измерительные приборы, аппаратура автоматики (в отдельных случаях) и вспомогательные устройства. При использовании комплектных устройств значительно сокращаются трудовые затраты на монтаж и повышаются эксплуатационные качества сетей.

Щиты подразделяют на:

распределительные,

управления,

релейные,

сигнализации и контроля.

Они представляют собой металлические конструкции, комплектуемые из отдельных панелей, пульт-панелей или шкафов, на которых размещены приборы и аппараты, предусмотренные проектом, а также сборные шины и проводки вторичных цепей для присоединения установленной аппаратуры.

Распределительные щиты предназначены для приема и распределения электроэнергии в сетях напряжением до 1000 В и в зависимости от конструкции разделяются на одно- и двустороннего обслуживания, панельные и шкафные.

Производственный

распределительный щит Распределительный щит за крытого типа

Вводно-распределительный щиток Открытый распределительный щит

Распределительный щит Панельный распределительный щит

Шкафной распределительный щит

Щиты одностороннего обслуживания (ЩО) выпускают нескольких типов и изготовляют в открытом и закрытом исполнениях.

Первые щиты собирают из панелей и устанавливают в специальных электротехнических помещениях, вторые − из шкафов с уплотнениями и размещают непосредственно в цехах.

Щиты одностороннего обслуживания комплектуют из типовых панелей − линейных, вводных и секционных.

Линейные панели служат для присоединения к сборным шинам потребителей электроэнергии, вводные − для присоединения шинных и кабельных вводов, секционные − для секционирования (разобщения) сборных шин на номинальные токи присоединений. Боковые стороны крайних панелей щита закрывают торцевыми панелями с защитной и декоративной дверью.

Панели всех видов имеют единый каркас из гнутых стальных листов толщиной 2 − 3 мм, на котором установлены защитные и коммутационно защитные аппараты и измерительные приборы. Все детали для крепления аппаратов изготовляют также из стальных гнутых профилей. Ошиновку выполняют плоскими алюминиевыми шинами на изоляторах. Сборные шины размещают в верхней части щита. Основные типовые панели выпускают шириной 800, высотой 2160 (без съемного карниза 1950) и глубиной 550 мм.

Рубильники и предохранители на линейных панелях монтируют на общей плите: нижние стойки рубильника совмещают с верхними стойками предохранителей, что сокращает размер плиты по высоте. Эти плиты с аппаратами до 400 А устанавливают в два ряда. Рукоятки приводов размещают на стойках панели по обе стороны дверного проема, а рукоятки автоматов выводят на фасад через прямоугольные отверстия в двери панели.

В настоящее время до сих пор широко применяют щиты ЩО-70 (рис. 29, а, б), панели и шкафы которых могут иметь различные схемы, позволяющие выполнять предусмотренные проектом распределительные устройства. Как панели, так и шкафы ЩО-70 имеют габаритные размеры 2200Х600Х (800--1100) мм и максимальный ток присоединения 2000 А.

В панели ЩО-70 устанавливаются:

выключатели автоматические серии ВА,

разъединители

трансформаторы тока

предохранители типа ПН-2;

Вводно-распределительные устройства (ВРУ) предназначены для приема и распределения электроэнергии и защиты отходящих линий в сетях трехфазного тока 380/220 В с глухозаземленной нейтралью.

Наиболее распространены устройства ВРУ-70, панели и шкафы которых могут иметь различные схемы, позволяющие собирать предусмотренные проектом распредустройства.

Вводно-распределительные устройства (ВРУ)

Групповые распределительные щитки для освещения представляют собой комплектные устройства для коммутирования и защиты осветительных сетей.

Щиток осветительный

В цепях освещения установлены пакетные выключатели или магнитные пускатели. Для учета энергии применяют счетчики электрической энергии типа С02 или СА4, включая их через трансформатор тока.

Выпускают щитки для жилых зданий и общего назначения, предназначенные для производственных и гражданских зданий. Щитки для жилых зданий (этажные, квартирные и совмещенные) изготовляют разных модификаций.

Щиты управления, релейные, сигнализации и контроля

Шкаф управления дымоудаления

Шкаф релейный Шкаф сигнализации и контроля

Техническое обслуживание оборудования РУ до 1000 В.

На кабельных линиях выполняется следующий объем работ по техническому обслуживанию:

а) кабельные линии (КЛ) наружной и внутренней прокладки до 1000В;

осмотр и чистка кабельных каналов, трасс, открыто проложенных кабелей,

осмотр и чистка концевых воронок и соединительных муфт;

проверка заземления и устранение обнаруженных дефектов;

восстановление нарушенной или утраченной маркировки;

определение температуры нагрева кабеля и контроль за коррозией кабельных оболочек;

проведение установленных измерений и испытаний кабельных сетей;

б) внутренние силовые сети РУ до 1000 В, выполненные проводами различных марок и сечений, осветительные сети и вторичные цепи, сети заземления и заземляющие устройства;

проверка прочности соединительных мест, механической защиты, особенно в местах выхода из труб, вводов в аппараты и клеммные щитки, проходов сквозь стены и перекрытия;

проверка контактных соединений, проверка крепления по всей длине и отдельных участков сети;

восстановление нарушенной или утраченной маркировки,

проверка состояния надписей и предупредительных плакатов;

проверка изоляции мегомметром,

проверка соответствия плавких вставок и предохранителей номинальным токам и их замена при необходимости;

проведение установленных измерений и испытаний.

По электрическим аппараты и комплектным устройствам низкого напряжения (до 1000 В) (рубильники и переключатели, автоматические воздушные выключатели, пускатели магнитные, контакторы, выключатели и переключатели пакетные, кнопки и станции управления, пункты распределительные, щитки осветительные, электроосветительная арматура).

Выполняются следующие объемы работ по техническому обслуживанию:

проверка соответствия аппаратов условиям эксплуатации и нагрузке,

чистка аппаратов,

проверка исправности подключенной к аппаратам электропроводки и сетей заземления,

наружный и внутренний осмотр аппаратов,

затяжка крепежных деталей,

чистка контактов от грязи и наплывов,

проверка исправности кожухов, рукояток, замков, ручек и другой арматуры;

проверка уровня и температуры масла, отсутствия течи и доливка масла (при необходимости);

проверка нагрева элементов сопротивления, контактов во всех пускорегулирующих аппаратах,

наличия соответствующих надписей на щитках, панелях и аппаратах;

проверка наличия нагревательных элементов и тепловых реле и их соответствие номинальному току токоприемника;

проверка наличия и исправности механической блокировки,

регулирование одновременности включения и отключения ножей рубильников и переключателей,

замена предохранителей и плавких вставок;

проверка работы сигнальных устройств и целостности пломб на реле и других аппаратах;

проверка наличия резервных элементов и запасных частей для технического обслуживания и ремонта.

После окончания технического обслуживания проводится наладка и испытания электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей, в соответствии с « Объемами и нормами испытаний электрооборудования» РД 34.45-51.300 – 97.

Текущий ремонт распределительных устройств напряжением до 1000 В проводится не реже 1 раза в год на открытых ТП и через 18 месяцев на закрытых ТП. При этом контролируется состояние концевых заделок, проводится очистка от пыли и грязи, а также замена изоляторов, делается ремонт шин, подтяжка контактных соединений и других механических узлов, выполняется ремонт цепей световой и звуковой сигнализации, проводятся установленные нормами измерения и испытания.

Капитальный ремонт распределительных устройств напряжением до 1000 В проводят не реже 1 раза в 3 года.

Порядок выполнения практической работы:

Изучить конструкции и техническое обслуживание РУ 0,4 кВ

Составить отчет по работе, ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

В цехах промышленных предприятий для распределения элек­троэнергии, защиты электроустановок и цепей при перегрузках, а также для редких включений и отключений электрических це­пей широко применяют комплектные распределительные уст­ройства серии РУС-Е. Ящики с электрическими аппаратами, приборами и сигнальными устройствами собирают в типовые блоки (рис. 2.10).

Указанные устройства разделяют по номинальному току и на­пряжению, электрическим схемам, напряжению цепи управле­ния, конструктивному исполнению, току уставки выключателя, степени защиты и климатическому исполнению. Электрический монтаж блоков осуществляют через соединительные окна, распо­ложение которых зависит от схемы сборки. Блоки в сборках соеди­няют болтами. Сборки монтируют непосредственно на стене или металлическом каркасе. Если длина сборки не превышает 4 м, ее

Рис. 2.10. Комплексное распределительное устройство РУС-Е:

1 - РУС 8116-6300-А54У; 2 - РУС 8102-Л54У1; 3 - РУС8102-4300-А54У1

поставляют на одном каркасе, если превышает 4м - отдельными секциями.

Для приема и распределения электроэнергии в промышленных установках трехфазного тока на напряжение до 380 В с защитой отходящих линий предохранителями применяют распределитель­ные силовые шкафы ШРС.

В этих шкафах предусмотрен ввод (вывод) проводов и кабелей снизу и сверху. Сечение жил проводов или кабелей, присоединяе­мых к одному вводному зажиму, для шкафа на номинальный ток 250 А составляет 2 х 95, на 400 А -2 х 150 мм 2 .

Для защиты силовых и осветительных сетей напряжением 380 и 220 В используются распределительные пункты ПР8501, ПР8701 и ПРИ.

Распределительные пункты ПРИ чаще применяют в освети­тельных сетях, ПР8501 - для распределения электроэнергии при переменном токе частотой 50 и 60 Гц напряжением до 660 В, а IIР8701 - при постоянном токе напряжением до 220 В и для обеспечения защиты линий при перегрузках и коротких замыка­ниях.

По виду установки пункты бывают следующих исполнений:

утопленные - для установки в нишах;

навесные - для установки на стенах, колоннах и других подсобных конструкций;

напольные - для установки на полу.

Степень защиты пунктов:

IР20 - при открытых дверцах для всех исполнений;

1Р21 - при закрытых дверцах для утопленного исполнения;

1Р21 и 1Р54 - при закрытых дверцах для напольного и навес­ного исполнений.

Для пунктов напольного исполнения степень защиты со стороны свободного проема обеспечивается потребителем при установке.

Таблица 2.9. Электрические схемы панелей серии ЩО-70

Пункты ПР8501 и ПР8701 укомплектовывают однополюсными нелинейными токоограничивающими выключателями ВА51-31-1 с- расцепителями на токи 6,3... 100 А и трехполюсными выключателями ВА51-31 и ВА51-35 с расцепителями на токи 6,3... 100 А и 100...250 А соответственно.

Пункты изготовляют как с выключателями ввода, так и без них (с вводными зажимами). Используют следующие выключате­ли ввода:

ВА51-33, ВА51-35, ВА51-37, ВА51-39 - нетокоограничивающие с тепловыми и электромагнитными расцепителями тока;

ВА55-37 и ВА55-39 - селективные с полупроводниковыми мак­симальными расцепителями тока;

ВА56-37, ВА56-39 - без максимальных расцепителей тока.

Встраиваемые в пункты выключатели на отходящих линиях ус­танавливают в любом сочетании по номинальному току расцепителя.

При этом одновременная суммарная нагрузка выключателей по току не должна превышать номинальный рабочий ток пункта. Пункты насчитывают 157 схем для переменного тока и 65 схем для постоянного тока .

Для комплектования распределительных устройств на напря­жение 380/220 В трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с глухозаземленной нейтралью применяют распределительные па­нели серии ЩО-70.

Их используют при изготовлении щитов, предназначенных для приема электроэнергии и защиты отходящих линий от перегрузок и токов короткого замыкания. Панели изготовляют с ошиновкой, имеющей следующую электродинамическую стойкость (амплитуд­ное значение): для комплектования щитов, рассчитанных на мощ­ность до 630 кВ А - 30 кА (ЩО 70-1УЗ); свыше 630 кВ-А- 50 кА (ЩО 70-2УЗ и ЩО 70-ЗУЗ). На панелях предусмотрены как ка­бельные, так и шинные вводы.

Новые панели ЩО 70-ЗУЗ в отличие от серийно выпускаемых панелей ЩО 70-1 УЗ и ЩО 70-2УЗ имеют меньшую высоту, что позволяет транспортировать их в крытых вагонах и большегрузных контейнерах собранными в блоки, т.е. с более высокой монтаж­ной готовностью.

Электрические схемы панелей ЩО 70-1УЗ и ЩО 70-2УЗ, а также их аналога; ЩО 70-ЗУЗ приведены в табл. 2.9.

3.207. Щиты и шкафы должны поставляться предприятиями-изготови­телями полностью смонтированными, прошедшими ревизию, регулировку и испытание в соответствии с требованиями ПУЭ, государственных стан­дартов или технических условий предприятий-изготовителей.

3.208. Распределительные щиты, станции управления, щиты защиты и автоматики, а также пульты управления должны быть выверены по отно­шению к основным осям помещений, в которых они устанавливаются. Панели при установке должны быть выверены по уровню и отвесу. Креп­ление к закладным деталям должно выполняться сваркой или разъемными соединениями. Допускается установка панелей без крепления к полу, если это предусмотрено рабочими чертежами. Панели должны быть скреп­лены между собой болтами.

Аккумуляторные установки

3.209. Приемка под монтаж стационарных кислотных (ГОСТ 825-73) и щелочных (ГОСТ 9240-79Е и ГОСТ 9241 -79Е) аккумуляторных батарей закрытого исполнения и деталей аккумуляторов открытого исполнения должна производиться в объеме требований, приведенных в государствен­ных стандартах, ТУ и других документах, определяющих комплектность поставки, их технические характеристики и качество.

3.210. Аккумуляторы должны быть установлены в соответствии с рабочими чертежами на деревянных, стальных или бетонных стеллажах или на полках вытяжных шкафов. Конструкция, размеры, покрытие и качество деревянных и стальных стеллажей должны соответствовать требо­ваниям ГОСТ 1226-82.

Внутренняя поверхность вытяжных шкафов дли размещения аккумуля­торов должна быть окрашена краской, стойкой к воздействию электро­лита.

3.211. Аккумуляторы в батарее должны быть пронумерованы круп­ными цифрами на лицевой стенке сосуда либо на продольном бруске стеллажа. Краска должна быть кислотостойкой для кислотных и щелочестойкой для щелочных аккумуляторов. Первый номер в батарее, как правило, наносится на аккумуляторе, к которому подсоединена положи­тельная шина.

3.212. При монтаже ошиновки в помещении аккумуляторной батареи должны выполняться следующие требования:

шины должны быть проложены на изоляторах и закреплены в них шинодержателями; соединения и ответвления медных шин должны быть выпол­нены сваркой или пайкой, алюминиевых - только сваркой; сварные швы в контактных соединениях не должны иметь наплывов, углублений, а также трещин, короблений и прожогов; из мест сварки должны быть удалены остатки флюса и шлаков;

концы шин, присоединяемые к кислотным аккумуляторам, должны быть предварительно облужены и затем впаяны в кабельные наконечники соединительных полос;

к щелочным аккумуляторам шины должны быть присоединены с помощью наконечников, которые должны быть приварены или припаяны к шинам и зажаты гайками на выводах аккумуляторов;

неизолированные шины по всей длине должны быть окрашены в два слоя краской, стойкой к длительному воздействию электролита.

3.213. Конструкция плиты для вывода шин из аккумуляторного поме­щения должна быть приведена в проекте.

3.214. Сосуды кислотных аккумуляторов должны быть установлены по уровню на конусных изоляторах, широкие основания которых должны быть уложены на выравнивающие прокладки из свинца или винипласта. Стенки сосудов, обращенные к проходу, должны находиться в одной плос­кости.

При применении бетонных стеллажей аккумуляторные сосуды должны быть установлены на изоляторах.

3.215. Пластины в кислотных аккумуляторах открытого исполнения должны быть расположены параллельно друг к другу. Перекос всей группы пластин или наличие кривопаяных пластин не допускается. В местах при­пайки хвостовиков пластин к соединительным полосам не должно быть раковин, слоистости, выступов и подтеков свинца.

На кислотные аккумуляторы открытого исполнения должны быть уложены покровные стекла, опирающиеся на выступы (приливы) пластин. Размеры этих стекол должны быть на 5-7 мм меньше внутренних размеров сосуда. Для аккумуляторов с размерами бака свыше 400х200 мм можно применять покровные стекла из двух или более частей.

3.216. При заготовке сернокислого электролита надлежит:

применять серную кислоту, удовлетворяющую требованиям

ГОСТ 667-73;

для разбавления кислоты применять воду, удовлетворяющую требова­ниям ГОСТ 6709-72.

Качество воды и кислоты должно быть удостоверено заводским серти­фикатом либо протоколом химического анализа кислоты и воды, проведенного в соответствии с требованиями соответствующих государственных стандартов. Химический анализ производит заказчик.

3.217. Аккумуляторы закрытого исполнения должны быть установлены на стеллажах на изоляторах или изолирующих прокладках, стойких к воздействию электролита. Расстояние между аккумуляторами в ряду должно быть не менее 20 мм.

3.218. Щелочные аккумуляторы должны быть соединены в последова­тельную цепь с помощью стальных никелированных межэлементных пере­мычек сечением, указанным в проекте.

Аккумуляторные щелочные батареи должны быть соединены в последо­вательную цепь с помощью перемычек из медного кабеля (провода) сече­нием, указанным в проекте.

3.219. Для приготовления щелочного электролита должна применяться готовая смесь гидрата окиси калия и гидрата окиси лития или едкого натра и гидрата окиси лития заводского изготовления и дистиллированная вода. Содержание примесей в воде не нормируется.

Допускается применение Отдельно гидрата окиси калия по ГОСТ 9285-78 или едкого натра по ГОСТ 2263- 79 и гидрата окиси лития по ГОСТ 8595-75, дозируемых в соответствии с инструкцией предприятия-изготовителя по уходу за аккумуляторами.

Поверх щелочного электролита в аккумуляторы должно быть залито вазелиновое масло или керосин.

3.220. Плотность электролита заряженных щелочных аккумуляторов должна быть 1,205 ± 0,005 г/см 3 при температуре 293 К (20 °С). Уровень электролита кислотных аккумуляторов должен быть не менее чем на 10 мм выше верхней кромки пластин.

Плотность калиево-литиевого электролита щелочных аккумуляторов должна составлять 1,20 ± 0,01 г/см 3 при температуре 288-308 К (15-35°С).

Распределительные устройства на напряжение до 1000 В состоят из щитов разного назначения.

Щиты подразделяют на распределительные, управления, релейные, сигнализации и контроля. Щит представляет собой металлическую конструкцию, комплектуемую из отдельных панелей или шкафов, на которых установлены приборы и аппараты, смонтированы сборные шины и проводки вторичных цепей, и изготовляются в открытом или закрытом исполнении.

В соответствии с проектной схемой щиты комплектуют из панелей и шкафов, которые в собранном виде являются комплектным электротехническим устройством.

Распределительные щиты служат для приема и распределения электрической энергии в сетях напряжением до 380 В и в зависимости от конструкции разделяются на щиты одно- и двустороннего обслуживания. Их комплектуют из типовых панелей: линейных, вводных и секционных. Линейные панели позволяют присоединять к сборным шинам электроприемники на номинальные токи от 100 до 1000 А через рубильники с предохранителями или автоматы. Вводные панели служат для присоединения шинных и кабельных вводов, секционные - для разобщения (секционирования) сборных шин. Наиболее распространены щиты одностороннего обслуживания из панелей Щ070-1, Щ070-2, двустороннего обслуживания из панелей ПРС и ШД.

Распределительные силовые шкафы служат для приема и распределения электрической энергии в промышленных установках с глухозаземленной нейтралью. Наиболее распространены шкафы ШРС на номинальные токи до 400 А и напряжения до 380 В. Ввод и вывод проводов и кабелей в шкафах осуществляется сверху и снизу. Максимальное количество и сечение жил проводов или кабелей, присоединяемых к одному вводному зажиму, для шкафов на номинальный ток 250 А - 2х95 мм 2 , на 400 А - 2х150 мм 2 .

Рис. 12. Нижний токоподвод в трубах к щиту из панелей Щ0-70 и Щ0-70М (а, б) или из панелей ПД и шкафов ШД (в, г), установленных на полу и перекрытии:
1 - трубы для токоподвода, 2 - основание - швеллер, 3 - проем для токоподвода

В зависимости от конструкции РУ подвод кабелей к панелям и шкафам может осуществляться снизу из кабельных каналов, из приямков, расположенных сзади щита или спереди, а также в трубах при установке щитов непосредственно на полу или на перекрытии (рис. 12). Провода и кабели жестко прикрепляют к металлическим конструкциям. При вводе кабелей в панели и шкафы сверху для их крепления используют консоли, перфорированные рейки и др.

Силовые распределительные шкафы индивидуальной установки в зависимости от конструкции имеют нижний ввод или нижний и верхний. При нижнем вводе питающие кабели или провода пропускают через патрубки, заложенные в строительном основании, и прикрепляют их к боковым стенкам шкафа скобами. Провода отходящих линий выводят снизу шкафа и крепят к перфорированным рейкам на его задней стенке перфорированным профилем, ПВХ лентами и т. п.

82 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ до 1000В

1.1. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Автоматические выключатели (автоматы) предназначены для нечастых оперативных включений и отключений

электрических цепей и защиты электрических установок при перегрузках и коротких замыканиях, а также при

недопустимых снижениях напряжения.

В действующих электрических сетях используются автоматы различных типов и исполнений. Условно все автоматы

можно разделить на три группы: 1) малые установочные автоматические выключатели серий: А-61, АП-50, АЕ-1000, АЕ-

2000; 2) установочные автоматические выключатели серий А3100 и А3700; 3) подстанционные автоматические выключатели

серий: АВМ, ВА, "Электрон". В целях унификации выпускаемых промышленностью автоматов создана единая серия А3700,

которая должна постепенно заменить все другие конструкции автоматов в диапазоне токов 160…630 А.

Различают селективные (С) и токоограничивающие (Б) автоматы серии А3700. Селективные автоматы снабжены

полупроводниковым расцепителем, обеспечивающим двухступенчатую токовую защиту, состоящую из токов отсечки с

выдержкой времени и максимальной токовой защиты с зависимой от тока выдержкой времени.

Токоограничивающие 0002 автоматы имеют устройство, которое под действием электродинамических сил размыкает

контакты автомата при прохождении через них значительных токов КЗ независимо от действия максимального расцепителя.

Для защиты головных участков сети применяют автоматы типа АВМ, выпускаемые на номинальные токи 400…2000 А.

Автоматы этой серии имеют невысокую отключающую способность и ограниченную возможность изменения защитных

характеристик. Более совершенными являются автоматы серии "Электрон", выпускаемые на номинальные токи 250…6000 А

с отключающей способностью 50-55 кА, и новые автоматические выключатели серии ВА.

Отключение автомата производится приводом, кнопкой или расцепителем. Расцепители представляют собой

электромагнитные или термобиметаллические механизмы, которые при срабатывании вызывают отключение автомата

мгновенно или с некоторой выдержкой времени. Наиболее распространены:

1) расцепители максимального тока, которые срабатывают при токе, превосходящем ток установки;

2) расцепители минимального напряжения, которые срабатывают, когда напряжение на катушке расцепителя меньше

заданного;

3) расцепители независимые, срабатывающие без выдержки времени, когда на их катушку подано напряжение.

Иногда применяют расцепители минимального и обратного постоянного тока, которые срабатывают, когда ток

соответственно станет меньше заданного или изменит свое направление.

Расцепители минимального напряжения или независимые расцепители применяют для дистанционного отключения

автомата.

1.2. КОНСТРУКЦИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Автоматические выключатели состоят из следующих основных узлов: контактной системы; дугогасительной системы;

расцепителей; механизма управления; механизма свободного расцепления. Все узлы выключателя заключены в

пластмассовый корпус.

Контактная система состоит из неподвижных контактов, закрепленных в корпусе, и подвижных контактов, шарнирно посаженных

на полуоси рычага механизма управления, и обеспечивает, обычно, одинарный разрыв цепи.

Дугогасительное устройство устанавливается в каждом полюсе выключателя и предназначается для локализации

электрической дуги в ограниченном объеме. Оно представляет собой дугогасительную камеру с де-ионной решеткой из

стальных пластин. Могут быть предусмотрены также искрогасители, представляющие собой фибровые пластины.

Механизм свободного расцепления представляет собой шарнирный

3- или 4-звенный механизм, который обеспечивает расцепление и отключение контактной системы как при автоматическом, так и при

ручном управлении.

Электромагнитный максимальный расцепитель тока, представляющий собой электромагнит с якорем, обеспечивает

автоматическое отключение выключателя при токах короткого замыкания, превышающих уставку по току.

Электромагнитные расцепители тока с устройством гидравлического замедления срабатывания имеют обратнозависимую от

тока выдержку времени для защиты от токов перегрузки.

Тепловой максимальный расцепитель представляет собой термобиметаллическую пластину. При токах перегрузки

деформация и усилия этой пластины обеспечивают автоматическое отключение выключателя. Выдержка времени

уменьшается с ростом тока.

Полупроводниковые расцепители состоят из измерительного элемента, блока полупроводниковых реле и выходного

электромагнита, воздействующего на механизм свободного расцепления автомата. В качестве измерительного элемента

используется трансформатор тока (на переменном токе) или дроссельный магнитный усилитель (на постоянном токе).

Полупроводниковый расцепитель тока допускает регулировку следующих параметров: номинального тока расцепителя; уставки по

току срабатывания в зоне токов короткого замыкания (ток отсечки); уставки по времени срабатывания в зоне токов перегрузки;

уставки по времени срабатывания в зоне токов короткого замыкания (для селективных выключателей).

Во многих автоматах применяют комбинированные расцепители, использующие тепловые элементы для защиты от

токов перегрузок и электромагнитные для защиты от токов коротких замыканий без выдержки времени (отсечки).

Выключатель имеет также дополнительные сборочные единицы, которые встраиваются в выключатель или крепятся к нему

снаружи. Ими могут быть независимый, нулевой и минимальный расцепители, свободные и вспомогательные контакты, ручной и

электромагнитный дистанционный привод, сигнализация автоматического отключения, устройство для запирания выключателя в

положении "отключено".

Независимый расцепитель представляет собой электромагнит с питанием от постороннего источника напряжения.

Минимальный и нулевой расцепители могут выполняться с выдержкой времени и без выдержки времени. С помощью

независимого или минимального расцепителя возможно дистанционное отключение автомата.

В зависимости от способа установки автоматы делятся на стационарные и выдвижные, а в зависимости от типа

присоединения – на автоматы с передним, задним или комбинированным присоединением главной цепи.

Присоединение внешних проводников к дополнительным сборочным единицам (дополнительным расцепителям,

свободным контактам) осуществляется без переходных устройств для выключателей стационарного исполнения и через

зажимную колодку посредством соединителя типа РП10 – для выключателей выдвижного исполнения. При этом проводники

от дополнительных сборочных единиц для выключателей стационарного исполнения имеют длину (800 ± 150) мм или (800 ±

100) мм и выводятся в одной или нескольких изоляционных трубках, а для выключателей выдвижного типа имеют длину

(800 ± 100) мм и подсоединяются к вилке соединителя. Сечение внешних гибких проводников – от 0,35 до 1,5 мм2.

Сечение внешних проводов и кабелей, подводимых к контактам главной цепи выключателя, выбирается в соответствии

с ГОСТ 12434–83.

Варианты присоединения внешних проводов к выводам (контактам) главной цепи приводятся в технических данных

конкретных аппаратов, где указаны: способ установки автомата; способ присоединения внешних проводников; вид

проводников (шина, кабель, провод); материал проводников; наличие, тип, материал кабельных наконечников; диаметр

контактного стержня и др.

1.4. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Номинальные напряжения и номинальные рабочие напряжения главной цепи выключателей должны соответствовать

ГОСТ 21128–83 и предпочтительно выбираться из ряда: 220, 380, 660, 1000 В – для переменного тока; ПО, 220, 440 В – для

постоянного тока.

По согласованию с потребителем допускаются номинальные напряжения главной цепи выключателя: 127, 500 В – для

переменного тока; 1000, 1200 В – для постоянного тока.

Номинальные напряжения главной цепи выключателей, предназначенных на экспорт, устанавливаются по заказу-

наряду внешнеторговых организаций.

Допустимые отклонения номинального напряжения главной цепи должны устанавливаться в технических условиях на

конкретные серии и типы выключателей в соответствии с ГОСТ 12434–83.

В выключателях, предназначенных для работы при температуре окружающего воздуха 40 °С, номинальные токи

главной цепи и номинальные токи максимальных разделителей должны соответствовать

ГОСТ 6827–76 и выбираться из ряда: 6.3, 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630 А. Если же работа выключателей возможна

при температуре окружающего воздуха, отличной от 40 °С, то значения номинальных токов могут отличаться от приведенных

в указанном ГОСТ значений и устанавливаются в технических условиях на конкретные серии и типы выключателей.

Номинальные токи максимальных расцепителей по согласованию с потребителем выбираются из ряда (ГОСТ 6827–76):

15, 45, 120, 150, 300, 320, 600 А. Выключатели каждого следующего номинального тока должны иметь максимальные

расцепители на номинальные токи, предусмотренные в выключателе предыдущего номинального тока, обеспечивая

"перекрытие" не менее:

− трех значений номинальных токов для выключателей на номинальные токи до 63 А включительно:

− двух значений номинальных токов для выключателей на номинальные токи свыше 63 А до 160 А включительно;

− одного значения номинального тока для выключателей на номинальные токи свыше 160 А.

В случае, если выключатель рассчитан на работу с максимальными расцепителями на различные номинальные токи,

номинальный ток выключателя определяется номинальным током встроенного в него расцепителя и выбирается из ряда

номинальных токов расцепителя.

Частота питающего переменного тока должна соответствовать

ГОСТ 12434–83. В описании конкретных серий и типов выключателей с электромагнитными и полупроводковыми

максимальными расцепителями тока приведены значения и диапазоны уставок по току срабатывания, значения и диапазоны

выдержек времени для защиты в зонах токов перегрузки и короткого замыкания. Для выключателей с максимальными

расцепителями с обратнозависимой от тока выдержкой времени для защиты в зоне токов перегрузки приведены условия

срабатывания (несрабатывания) расцепителей (ГОСТ 9098–78). Предельная коммутационная способность выключателя

определяется значениями токов, характеризующих наибольшую включающую и отключающую способность выключателя.

Соотношение между этими токами "n" (для токов, характеризующих наибольшую отключающую способность до 1500 А) и

коэффициент мощности коммутируемой цепи предпочтительно принимать равными 1,41 и 0,95 соответственно (ГОСТ 9098–

78). Постоянная времени коммутируемой цепи должна выбираться по ГОСТ 9098–78 из ряда 5, 10, 15 мс (значение 15 мс

является предпочтительным). Для выключателей переменного тока в случае, если предельная коммутационная способность

задается только наибольшей отключающей способностью, ток, характеризующий наибольшую включающую способность

выключателей, должен быть не менее произведения n и тока, определяющего наибольшую (отключающую способность

выключателя при соответствующем коэффициенте мощности цепи.

Для выключателей постоянного тока ток, характеризующий наибольшую включающую способность, должен быть не

менее тока наибольшей отключающей способности.

Выключатели должны коммутировать токи предельной коммутационной способности в одном из следующих

номинальных коммутационных циклов:

где О – операция отключения; ВО – операция включения-отключения, т.е. включения, за которым немедленно следует

отключение без выдержки времени; П – пауза, которая должна быть не более 180 с, но не менее времени взвода

выключателя. Токи предельной коммутационной способности в номинальных коммутационных циклах устанавливаются в

ТУ на конкретные серии и типы выключателей. Выключатели должны включать и отключать токи предельной

коммутационной способности при номинальном коммутационном цикле без зачистки контактов, смены и ремонта

отдельных деталей.

Значения токов одноразовой предельной коммутационной способности при операциях ВО и О устанавливаются в

технических условиях на конкретные серии и типы выключателей.

Выключатели должны надежно включать и отключать любой ток, вплоть до токов предельной коммутационной

способности при 1.1 номинального напряжения и соответствующем коэффициенте мощности и постоянной времени цепи.

Общее количество циклов ВО при оперативных включениях и отключениях, а также количество циклов ВО под

нагрузкой (коммутационная износостойкость) устанавливается в ТУ на конкретные серии и типы выключателей.

Предпочтительно, чтобы отношение между количеством циклов ВО под нагрузкой и общим количеством циклов ВО

соответствовало табл. 1.1 (ГОСТ 9098–78).

Допустимое количество отключений выключателя под действием максимальных расцепителей тока из общего количества ВО

должно устанавливаться в ТУ на конкретные серии и типы выключателей и должно быть не менее 25 циклов ВО для

выключателей на номинальные токи до 1000 А включительно.

Выключатели с максимальными расцепителями токов должны быть термически и динамически стойкими во всем

диапазоне токов, вплоть до токов, характеризующих наибольшую включающую и отключающую способность при

регламентированном времени срабатывания выключателей и заданных параметрах цепи.

Термическая и электродинамическая стойкость (устойчивость при сквозных токах короткого замыкания) выключателей

без максимальных расцепителей тока устанавливается в ТУ на1.6. ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Выбор осуществляется по следующей схеме:

− назначение и область применения; род тока и величина номинального напряжения и тока главной цепи; количество

главных контактов;

− способ установки; тип присоединения;

− исполнение по виду максимальнотоковой защиты;

− вид максимального расцепителя;

− номинальный ток расцепителя;

− кратность уставки тока отсечки расцепителя максимального тока к номинальному току расцепителя;

− кратность уставки тока перегрузки к номинальному току расцепителя;

− время срабатывания автомата при 1,5Iн и 6Iн;

− предельная коммутационная способность выключателя;

− механическая износостойкость;

− количество коммутационных циклов под нагрузкой;

− термическая и электродинамическая стойкость выключателя;

− вид привода;

− количество и сочетание свободных контактов;

− степень защиты;

− габаритные и установочные размеры;

− масса. конкретные серии и типы выключателей.__

Автоматы установочные серии А3100

Предназначены для коммутации и защиты цепей переменного тока напряжением до 500 В и постоянного тока

напряжением до 220 В. Эти автоматы выпускались на токи до 630 А. Автоматы с номинальным током более 63 А имели

кроме тепловых еще и электромагнитные расцепители, срабатывавшие без выдержки времени. Данные автоматы

применялись в шкафах старых типов (ПР9000, ПД, ЩО59 и др.).

1.7.3. Автоматы серии АВМ

Применялись в установках при номинальном напряжении до 500 В переменного и до 440 В постоянного тока.

Автоматы были рассчитаны на токи 400, 1000, 1500 и 2000 А и выпускались в двух исполнениях: стационарном и

выдвижном с втычными контактами.

1.7.4. Автоматы серии ВА

Автоматические выключатели новых серий ВА-50 сейчас заменяют выключатели устаревших серий АЕ3700, АЕ20,

АВМ и предназначены для работы в сетях переменного до 660 В и постоянного до 440 В тока. Автоматы с номинальным

током до 100 А имеют только стационарное исполнение. При номинальных токах свыше 100 А они имеют как стационарное,

так и выдвижное исполнение.

Выключатели автоматические однополюсные типа ВА 22-77

(табл. 1.15 – 1.17) предназначены для проведения тока в нормальном режиме и отключения тока при коротких замыканиях и

перегрузках в электрических цепях с номинальным напряжением переменного тока 380 В частотой 50 и 60 Гц (с частотой до

30 включений в час); выключатели устанавливаются в жилых и административных зданиях.__

КОНТАКТОРЫ

Контактор – это двухпозиционный коммутационный аппарат с самовозвратом, предназначенный для частых коммутаций

токов, не превышающих токи перегрузки, и приводимый в действие приводом. Предназначен для дистанционного включения и

отключения силовых цепей переменного и постоянного тока напряжением до 1000 В. Контакторы применяются также в

устройствах автоматического включения резервного питания в сетях напряжением до 1000 В. Параметры контакторов

переменного и постоянного тока серий КТ, КТП, МК, КМ даны в .

1.9. МАГНИТНЫЕ ПУСКАТЕЛИ

Магнитный пускатель – это коммутационный аппарат для прямого пуска, остановки и защиты электродвигателей. Наиболее

распространены серии пускателей с контактной системой и электромагнитным приводом: ПМЕ, ПМА, ПА, ПВН, ПМЛ. В настоящее

время для двигателей с номинальным током до 40 А включительно следует применять пускатели серии ПМЛ, для двигателей на 63 А и

более – пускатели серии ПМА. Характеристики магнитных пускателей переменного и постоянного тока приведены в .

1.10. РУБИЛЬНИКИ И РАЗЪЕДИНИТЕЛИ

Рубильники предназначены для неавтоматического включения и отключения цепей переменного и постоянного тока

напряжением до 660 В. Они изготавливаются преимущественно на номинальные токи 25, 100, 250, 400, 630 и 1000 А.

Наиболее распространены рубильники серий: Р, РБ, РПБ и РПЦ. Буквы обозначают: Р – рубильник, РБ – рубильник с

боковой рукояткой; РПБ – рубильник с приводом боковым рычажным; РПЦ – рубильник с приводом центральным

рычажным.

Рубильники выпускаются одно-, двух- и трехполюсными с передним или задним присоединением проводов (шин).

Рубильники с открытыми ножами (без дугогасительных камер) называют разъединителями. Они обычно предназначены для

создания видимого разрыва цепи. Разъединители новой серии РЕ19, рассчитанные на ток 1000 А и выше, приведены в

1.11. БЛОК "ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ-ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ"

Данный блок представляет собой трехфазный коммутационно-защитный аппарат с номинальным током до 1000 А с двойным

разрывом цепи, выполненный совместно с приводом в одном конструктивном элементе.

В аппарате типа БПВ включение и отключение осуществляется патронами предохранителей типа ПН-2, вмонтированными в

рычажный привод.

2. ЗАЩИТНАЯ АППАРАТУРА

2.1. ТРЕБОВАНИЯ К ЗАЩИТНЫМ АППАРАТАМ

Защита сетей напряжением до 1000 В осуществляется в целях ограничения размеров повреждения электроустановок

при возникновении ненормальных режимов работы. Наиболее распространенными видами ненормальных режимов работы

являются короткие замыкания между фазами, однофазные короткие замыкания в сетях с заземленной нейтралью или

замыкания на землю одной из фаз при изолированной нейтрали, а также перегрузки, создаваемые потребителями.

В качестве основных аппаратов для защиты сетей напряжением до 1000 В применяют предохранители с плавкими

вставками и автоматические выключатели. Аппараты защиты по своей отключающей способности должны соответствовать

максимальному значению тока КЗ в начале защищаемого участка электрической сети .

Защита от токов КЗ должна осуществляться с наименьшим временем отключения и с обеспечением требования

селективности. При этом защита должна обеспечивать отключение поврежденного участка сети при КЗ в конце его: одно-,

двух- и трехфазных КЗ в сетях с глухозаземленной нейтралью, двух- и трехфазных КЗ в сетях с изолированной нейтралью.

Надежное отключение поврежденного участка сети обеспечивается, если отношение наименьшего расчетного тока КЗ к

номинальному току плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя будет не менее

значения, указанного в [ 1 ].

Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи срабатывания автоматических выключателей должны быть

минимально возможными и выбираться по расчетным токам нагрузки таким образом, чтобы эти аппараты не отключали

питание электроприемников при кратковременных перегрузках, например при запуске электродвигателей или включении

преобразовательных агрегатов.

В ряде случаев необходима защита сетей от возможной длительной перегрузки, которая может возникнуть при

различных отклонениях технологического процесса от расчетного или при ненормальных режимах работы сети.

Электрические сети внутри помещений, выполненные открыто проложенными проводниками с горючей наружной

оболочкой или изоляцией, должны быть защищены от перегрузок с тем, чтобы предотвратить возникновение пожаров в этих

помещениях вследствие перегрева проводов и возможного загорания изоляции. Кроме того, должны быть защищены от

перегрузок сети внутри помещений: осветительные сети в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях,

служебно-бытовых помещениях промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприемников

(чайников, холодильников и т.п.), а также в пожароопасных зонах; силовые сети на промышленных предприятиях, в жилых

и общественных зданиях, торговых помещениях – только в тех случаях, когда по условиям технологического процесса или

по режиму работы сети может возникать длительная перегрузка проводников; сети всех видов во взрывоопасных зонах.

В сетях, защищаемых от перегрузок, аппараты защиты по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам

проводников должны иметь кратность, не превышающую значений, указанных в ПУЭ.

2.2. МЕСТА УСТАНОВКИ ЗАЩИТНЫХ АППАРАТОВ

Аппараты защиты должны устанавливаться непосредственно в местах присоединения защищаемых проводников к

питающей линии. Причем их следует располагать по возможности в доступных для обслуживания местах так, чтобы была

исключена возможность их механических повреждений и при оперировании с ними или при их действии была исключена

опасность для обслуживающего персонала и возможность повреждения окружающих предметов.

При защите сетей предохранителями последние должны устанавливаться на всех нормально незаземленных полюсах

или фазах. Установка предохранителей в нулевых рабочих проводниках запрещается. При защите сетей с глухозаземленной

нейтралью автоматическими выключателями расцепители их должны устанавливаться во всех нормально незаземленных

проводниках. При защите сетей с изолированной нейтралью в трехпроводных сетях трехфазного тока и двухпроводных

сетях однофазного или постоянного тока допускается устанавливать расцепители автоматов в двух фазах при

трехпроводных сетях и в одной фазе (полюсе) при двухпроводных сетях.

Не допускается устанавливать аппараты защиты в местах присоединения к питающей линии таких цепей управления,

сигнализации и измерения, отключение которых может повлечь за собой опасные последствия (отключение пожарных

насосов, вентиляторов и т.п.). Во всех случаях такие цепи должны выполняться проводниками в трубах и иметь негорючую

оболочку .

2.3. ВЫБОР ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ И ИХ ПЛАВКИХ ВСТАВОК

Выбор предохранителей и их плавких вставок производится по двум критериям на основе технических условий и

каталогов .

1. Номинальные токи предохранителя (Iнп) и плавкой вставки (Iнв) не должны быть меньше максимального рабочего

тока цепи (Iраб):

Iнп ≥ Iраб, Iнв ≥ Iраб. (2.1)

За максимальный рабочий ток в расчетах принимается:

а) для одного электроприемника – его номинальный ток, который указывается в паспортных данных или определяется

по следующим формулам:

При небольшой частоте пусков двигателей и быстром их разгоне (менее двух секунд) принимают α = 2,5. Это обычно

характерно для условий работы большинства электродвигателей. При большой частоте пусков и длительности разгона более

двух секунд принимается α = 1,6…2,0. Это характерно, например, для двигателей подъемных кранов или двигателей,

соединенных с механизмами, создающими при пуске большой момент сопротивления на валу двигателя.

По наибольшему току из условий (2.1) и (2.2) выбирается номинальный ток плавкой вставки (табл. 2.1, 2.2).

В соответствии с ПУЭ выбранные _____плавкие вставки должны быть проверены по нескольким условиям.

По условию селективности их работы (рис. 2.1).__

РИС. 2.1. СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ

Селективность работы плавких вставок будет выполняться, если между номинальным током плавкой вставки головного

участка сети (Iнв1) и номинальными токами плавких вставок на ответвлениях к потребителям (Iнв2) выдерживаются

определенные соотношения.

Проверку плавких вставок по условию селективности следует проводить по типовым времятоковым характеристикам t