ГЛАВА ПЕРВАЯ
КОНСТРУКТИВНОЕ ВЫПОЛНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ЦЕХОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ
Общие сведения
Цеховая электрическая сеть представляет собой совокупность проводников, всего необходимого для их прокладки, конструктивных элементов для крепления пусковой аппаратуры, светильников и пр. От качества цеховой сети зависит работа цеха, и все ее элементы должны быть особо надежными и удобными в эксплуатации.
Для обеспечения надежности необходимыми условиями являются правильный выбор проводников, обусловливающий пропускную способность сети, достаточную для питания всей нагрузки цеха при нормальном режиме и необходимой ее части — в аварийном, а также устойчивость к действию токов к. з. Для надежной работы сети ее проводники и конструктивные элементы должны быть достаточно прочными и иметь защиту от возможных механических повреждений и вредного воздействия окружающей среды. Защита проводников осуществляется их изоляцией и оболочками, а также дополнительными оболочками. Защита от вредного влияния среды прочих конструктивных элементов достигается применением соответствующих материалов и защитных покрытий. Большое значение придается выбору трасс, обеспечивающих минимальную вероятность повреждений сети.
Экономичность сети определяется затратами на ее сооружение (и возможную реконструкцию) и эксплуатацию.
Перечисленным требованиям отвечают цеховые сети, сечения проводников которых выбраны по допустимому нагреву, экономической плотности тока, по условиям термической и динамической устойчивости, а также Достаточны для обеспечения защитного отключения. Необходимым условием экономичности является также выбор конструктивного решения сети, соответствующего конкретным условиям работы.
Цеховая сеть, наряду с обеспечением питания потребителей, присоединенных к сети, должна предусматривать возможность присоединения дополнительных нагрузок, которые могут появиться при перспективном развитии производства. Для этого сеть должна обладать универсальностью и гибкостью. Универсальность заключается в таком выборе проводников и трасс линий сети, при котором рост нагрузки не потребует замены и перекладки проводников. Гибкость достигается таким конструктивным исполнением сети, при котором изменения ее первоначальной конфигурации требуют минимальных затрат. При этом не последнюю роль играет величина недоотпуска энергии во время производства работ по реконструкции.
Цеховая электрическая сеть состоит из магистральной и распределительной частей (магистральной и распределительной сетей), назначение которых различно. К магистральной сети присоединяются крупные электроприемники и распределительная сеть; для магистральной сети характерны большие токи (от 800 до 5000 а) и малое число мест присоединений. К распределительной сети присоединяются почти все электроприемники цеха. Эта сеть содержит много мест для присоединения, и токи в ней обычно не превышают 600 а.
Ниже приводятся общие рекомендации по конструктивному исполнению магистральных (§ 2) и распределительных (§ 3) сетей, учитывающие приведенные соображения в зависимости от конкретных условий. Основные виды конструктивного исполнения сетей и необходимые сведения о соответствующих монтажных изделиях даны в гл. 2—6 и 9.
Магистральные сети
Магистральные сети выполняются открытыми, защищенными и закрытыми токопроводами, шинами, кабелями и изолированными проводами и, как правило, универсальны, т. е. сечение их проводников учитывает перспективный рост нагрузки, а трассы — возможность присоединения нагрузок на всей площади цеха.
Рис. 1. Магистральный шинопровод переменного тока.
Для магистральных сетей целесообразно применять изолированные шины как более надежные.
Применение шин прямоугольного сечения в магистральных сетях при больших токах в них создает определенную экономию проводниковых материалов, что объясняется большей допустимой и экономической плотностью тока для проводников прямоугольного сечения по сравнению с круглыми и лучшей компенсацией магнитных полей. Кроме того, к прямоугольным шинам удобно выполнять присоединения.
Комплектные магистральные шинопроводы дают наилучшее решение по применению шин. Соответствующая изоляция шин и защитные покрытия позволяют применять такие комплектные шинопроводы и для агрессивных сред. Комплектные магистральные шинопроводы в защищенном и закрытом исполнениях могут быть предельно приближены к местам присоединения нагрузки (рис. 1).
Однако линии комплектных магистральных шинопроводов и просто шинные магистрали требуют, по возможности, прямолинейных трасс. Поэтому иногда из-за отсутствия такой возможности приходится отказываться от шинопроводов или шин и выполнять участки магистральной сети или сеть полностью кабелями или проводами.
Магистральные сети, выполненные проводами и кабелями.
Наиболее подходящими для магистральных сетей являются одножильные провода или кабели с полимерной изоляцией. Если к тому же сечение этих проводов и кабелей определяется по экономической плотности тока (весьма близкой к экономической плотности тока для изолированных шин), то применение проводов и кабелей не повлечет за собой перерасхода проводниковых материалов.
Следует иметь в виду, что сеть, выполненная такими проводами, имеет значительно большую индуктивность (0,2 ом/км), чем сеть такой же пропускной способности, но выполненная шинами. Сечение одножильных проводов и кабелей доходит до 2 000 мм2. Однако даже при таких сечениях и однопроволочных жилах эти провода и кабели достаточно гибки для выполнения сложных обходов на трассе.
В универсальных магистральных сетях, выполняемых проводами и кабелями, места для присоединения перспективных нагрузок подготовляются либо заранее (снятием изоляции и установкой зажимов с изоляционными кожухами), либо, что более целесообразно, изоляция снимается только при присоединении этих нагрузок. При значительной строительной длине проводов и кабелей (до 500 м) их применение сокращает число мест соединений.
Применение шин, шинопроводов и однопроволочных проводов больших сечений связано с верхними разводками, т. е. с трассами в верхних зонах — над полом или под перекрытием.
Магистральные сети в туннелях, каналах и блоках. Когда по тем или другим причинам в верхних зонах не может быть предоставлено место для линий магистральных сетей, последние выполняются кабелями, прокладываемыми на конструкциях в туннелях, каналах и блоках, а также -изолированными проводами в трубах. В магистральных сетях универсальность достигается прокладкой кабелей и проводов, сечения которых достаточны для питания не только присоединенной, но и ожидаемой дополнительной нагрузки. Однако более целесообразно сооружать туннели, каналы и закладывать блоки по трассам, исходя из необходимой универсальности сети, с оставлением на кабельных конструкциях туннелей и каналов, а также в блоках мест для кабелей, добавление которых может потребоваться при росте нагрузок.
Магистральные сети, выполняемые проводами в трубах. При магистралях, выполняемых проводами в трубах, универсальность достигается либо наличием в сети проводов, пропускная способность которых учитывает рост нагрузки, либо закладкой труб для дополнительных проводов, либо наличием в достаточных количествах протяжных ящиков и коробок, обеспечивающих (при открытой прокладке) добавление труб без нарушения работы сети.
При прокладке по одной трассе нескольких линий магистральной сети для локализации повреждений при авариях, а также для обеспечения безопасности при ревизиях и ремонтах проводники одной линии рекомендуется отделять от проводников других линий дугостойкими перегородками либо заключать проводники в дугостойкие оболочки.
