1-2. СХЕМЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ ВНУТРИЦЕХОВЫХ ЭЛЕКТРОПРОВОДОК
Схемы электроснабжения.
Для предприятий применяют в основном схемы трех типов: радиальную, кольцевую и магистральную. Возможны также различные сочетания этих схем.
В последние годы при сооружении крупных и энергоемких предприятий применяют схему электроснабжения под названием «глубокий ввод». Сущность ее заключается в том, чтобы приблизить высшее напряжение к электроустановкам потребителей и таким образом максимально исключить среднее звено передаточных устройств. К подстанции глубокого ввода, находящейся в центре электрических нагрузок предприятия, подводят воздушные линии (ВЛ) или кабели на напряжения 35, 110 и 220 кВ, а на самой подстанции устанавливают соответственно понизительные трансформаторы 35—11— 220/6—10 кВ.
От подстанции глубокого ввода электроэнергия передается по кабелям напряжением 6—10 кВ на цеховые подстанции, максимально приближенные к электроприемникам цехов. На цеховых подстанциях устанавливают понизительные трансформаторы 6—10 кВ/380—220 В. Цеховые подстанции располагают как можно ближе к электроприемникам.
Питание цеховых, силовых и осветительных сетей осуществляют от отдельно стоящих, встроенных и внутрицеховых трансформаторных подстанций (ТП) напряжением 220, 380 или 660 В чаще всего с глухозаземленной нейтралью, что позволяет при напряжениях 220/127 или 380/220 В совместить питание силовых и осветительных нагрузок от одних и тех же трансформаторов.
Для передачи по цеховым электропроводкам определенных мощностей важно, чтобы напряжение было по возможности выше. В этом случае за счет снижения плотности тока сокращается расход цветных металлов на электропроводки.
В настоящее время наиболее широко применяют для цеховых сетей напряжение 380/220 В, при котором осуществляется совместное питание силовой и осветительной нагрузок. Напряжение 220/127 В применяется на новых предприятиях в виде исключения, при наличии специальных требований, а также при реконструкции действующих предприятий. На некоторых действующих предприятиях имеются цеховые сети с напряжением в силовой сети 500 В и в осветительной 220/127 В. В последние годы из действующих напряжений исключено напряжение 500 В. Оно не дает существенной экономии цветных металлов по сравнению с напряжением 380 В и, вместе с тем, требует отдельных трансформаторов для осветительной нагрузки. При напряжении 660/380 В могут применяться одни и те же электродвигатели с переключением обмоток на схему «звезда» (660 В) или «треугольник» (380 В). При напряжении 500 В такое переключение невозможно. Вместе с тем, применение напряжения 660 В связано с необходимостью установки отдельных осветительных трансформаторов на ТП или промежуточных цеховых понизительных трансформаторов напряжением 660/220—127 или 380/220—127 В.
Рис. 1-1. Схемы питания внутрицеховых сетей.
а — радиальная для индивидуальных электроприемников; б — радиальная к распределительным пунктам; в — магистральная к распределительным пунктам.
Расчеты показывают, что при наличии в цехах сравнительно крупных электродвигателей напряжение 660/380 В экономически себя оправдывает, хотя при этом повышаются требования к обеспечению техники безопасности. При значительном количестве электродвигателей небольшой мощности применяют, как правило, напряжение 380/220 В.
В цеховых сетях применяют три вида схем электрических соединений: радиальную, магистральную и схему, носящую название «блок трансформатор — магистраль» (БТМ). Радиальная и магистральная схемы показаны на рис. 1-1.
Для питания крупных электродвигателей с установленными около них панелями управления (магнитные станции) применяют радиальную схему, показанную на рис. 1-1,а. Для неравномерно распределенных по цеху электроприемников применяют радиальную схему питания через силовые распределительные пункты (шкафы) типов СП или ПР (рис. 1-1,б).
Силовые распределительные пункты (шкафы) выпускаются нескольких типов: типа ПР-9000 с установочными автоматами серии А-3100, типа СУ-9500 с установочными автоматами серий А-3110 и А-3130 и типа РТСШ с предохранителями типа ПР.
Заводы Главэлектромонтажа Минмонтажспецстроя СССР выпускают силовые распределительные шкафы с предохранителями, наполненными кварцевым песком, типов НПН-2 и ПН-2 на номинальные токи 60, 100, 250 и 400 А. Силовые шкафы изготовляют в защищенном исполнении (тип СП-62) и в закрытом исполнении (тип СПУ-62). Силовые пункты типов СП-62 и СПУ-62 выпускают с различными сочетаниями групп предохранителей на различные номинальные токи; они имеют отключающие вводные рубильники: при числе групп до пяти — один рубильник на 250 А без предохранителей на вводе; силовые пункты на семь и восемь групп поставляют с одним рубильником на 400 А как с предохранителями на вводе, так и без них или с двумя рубильниками на 400 А каждый.
Для осветительных сетей выпускаются групповые щитки серий ОП (с автоматами АБ-25), ОЩ, ОЩВ и ОУЩВ (с автоматами серии А-3100) на шесть и двенадцать групп.
Для небольших предприятий применяют преимущественно магистральную схему питания силовых распределительных пунктов. Резервирование питания силовых пунктов может быть выполнено с помощью перемычек с нормально отключенными рубильником или автоматом, как показано пунктиром на рис. 1-1,в; в этом случае схема становится «кольцевой».
Аналогичные схемы резервирования могут встречаться и в радиальных схемах с устройством перемычек между отдельными силовыми пунктами.
Схемы электроснабжения с применением шинопроводов в открытом, защищенном и закрытом исполнении. Шинопроводы открытого исполнения представляют собой магистрали, выполненные голыми шинами или проводами на изоляторах, монтируемыми обычно на значительной высоте по стенам или фермам.
Шинопроводы защищенного и закрытого исполнения представляют собой металлические короба, в которых на изоляторах или клипах проложены голые или изолированные шины с отпайками на ответвительные коробки, установленные на одной из стенок или снизу короба.
По своему назначению шинопроводы разделяют на магистральные и распределительные; их выпускают прямыми секциями длиной 750—4 500 мм в комплекте с угловыми, тройниковыми, подгоночными, переходными, ответвительными и другими секциями, а также с опорными конструкциями в виде стоек, кронштейнов, подвесок и с ответвительными коробками для подключения электроприемников.
Распределительные шинопроводы выпускаются на 250, 400 и 600 А, 380/220 В с алюминиевыми голыми шинами, четырехпроводные серий ШРА-64 и ШРА-73. Распределительные шинопроводы имеют ответвительные коробки со штепсельным присоединением к шинам.
Рис. 1-2. Схема установки магистрального шинопровода с непосредственным подсоединением к комплектной внутрицеховой подстанции.
1 — секция прямая; 2 — секция с компенсатором; 3 — напольная стойка; 4 — угловая секция с изгибом шин на плоскость; 5 — комплектная внутрицеховая подстанция; 6 — секция присоединительная; 7 — комплект крышек для углового стыка прямых секций; 8 — торцевая крышка; 9 — тросовый подвес; 10 — настенный кронштейн.
Магистральные шинопроводы выпускаются: для переменного тока — четырехпроводные серий ШМА-68 и ШМА-59 на 1 600, 2 500 и 4 000 А; для постоянного тока — серии ШМАД на 1 600, 2 500, 4 000 и 6 300 А.
Схема установки магистрального шинопровода с непосредственным подсоединением к комплектной внутрицеховой подстанции показана на рис. 1-2.
Схемы внутрицеховых силовых сетей, выполняемых шинопроводами, показаны на рис. 1-3.
Рис. 1-3. Схемы внутрицеховых силовых сетей, выполняемых шинопроводами.
а — распределительные шинопроводы с радиальным питанием; б — блок трансформатор — магистраль.
Схема распределения электроэнергии с помощью распределительных шинопроводов (2), получающих питание от внутрицеховой подстанции по радиальным линиям, кабелями или проводами, наиболее распространена в металлообрабатывающих цехах. При этой схеме не исключается и питание отдельных групп электроприемников, удаленных от линии распределительного шинопровода, через силовые пункты.
На многих современных предприятиях, особенно при относительно равномерном распределении электрических нагрузок по цеху, применяют схему блок трансформатор — магистраль (БТМ), в которой сочетаются магистральный (1) и распределительный шинопроводы (2). Магистральный шинопровод 1 подключают через автомат А на стороне низшего напряжения силового трансформатора внутри цеховой подстанции, а распределительные шинопроводы 2 присоединяют к магистральному шинопроводу с помощью штепсельного контактного соединения в коробках с предохранителями или автоматами.
Электропроводки на изолирующих опорах (изоляторах, клипах) с изолированными проводами, голыми алюминиевыми или медными шинами* применяют в силовых и осветительных сетях промышленных предприятий. Распространенные ранее проводки на роликах типов РШ и ОП одиночными и скрученными проводами (шнуром), как правило, заменяют проводками плоскими и круглыми проводами в пластмассовых или резиновых оболочках.
* Относятся к категории открытых шинопроводов.
В качестве изолирующих опор служат, главным образом, фарфоровые изоляторы телефонного типа марок ТФ-2, ТФ-3, ТФ-4, штыревые — типа ШЛН и троллейбусные — типов К-709, К-710 и К-711. Заводы Главэлектромонтажа выпускают серийно металлоконструкции с укрепленными на них троллейбусными изоляторами, а проектным институтом Тяжпромэлектропроект на базе таких конструкций разработаны типовые линии электропроводок для двух-, трех- и четырехпроводных систем.
Тросовые электропроводки позволяют значительно снизить трудоемкость монтажных работ путем их индустриальной заготовки в монтажных мастерских. Тросовые электропроводки выполняют: изолированными проводами на изоляторах или пластмассовых клицах, закрепленных на тросе, проводами марок АПР, ПР, АПВ и ПВ и кабелями в пластмассовых оболочках марок ВРГ, НРГ и др., а также специальными проводами марок APT и АВТ со стальным несущим тросом, находящимся внутри провода.
Заводы Главэлектромонтажа выпускают специальные ответвительные коробки с натяжными устройствами для троса и зажимами для ответвлений от токоведущих жил.
Электропроводки с плоскими проводами в пластмассовых оболочках марок ППВ, АППВ и АПН получили широкое распространение при монтаже электросетей в административных и культурно-бытовых помещениях, но применяются и в промышленных цехах, преимущественно в осветительных сетях, а также для небольших силовых нагрузок. Эти провода прокладывают непосредственно по несгораемым поверхностям. При прокладке по сгораемым (деревянным) поверхностям под проводки подкладывают листовой асбест толщиной 3 мм.
Электропроводки с небронированными кабелями с резиновой изоляцией жил марок ВРГ, АВРГ, НРГ, АНРГ применяют в промышленных цехах и вспомогательных помещениях для нормальной и сырой среды при отсутствии опасности механических воздействий на кабель. Проводки кабелями ВРГ, НРГ с медными и алюминиевыми жилами допускаются для прокладки в пожароопасных помещениях при установке соединительных и ответвительных коробок из металла (стали, силумина) или специальных пластмассовых коробок типа У-409. При соблюдении этих же условий разрешена прокладка небронированных кабелей во взрывоопасных помещениях класса В-Ia в осветительных сетях. Применение кабелей с алюминиевыми жилами во взрывоопасных помещениях не допускается.
Открытые электропроводки кабелями повышенной надежности марок В Б В и А В Б В (поливинилхлоридная изоляция жил, поливинилхлоридная внутренняя оболочка, броня из двух стальных лент и поливинилхлоридная наружная оболочка поверх брони) применяют во всех классах взрывоопасных установок вместо проводок в стальных трубах. В установках класса В-I применяют кабели только медными жилами марки ВБВ.
Открытые электропроводки кабелями марок ВБВ и АВБВ применимы также в помещениях с химически агрессивной средой.
Электропроводки в стальных трубах (тонкостенных и водогазопроводных) распространены преимущественно в металлургических, химических и нефтеперерабатывающих производствах как в силовых, так и в осветительных сетях для скрытой и открытой прокладок.
Проводки в стальных трубах, как правило, заготовляют по чертежам или по замерам с натуры помещения в мастерских монтажно-заготовительных участков.
Электропроводки в изоляционных трубах в зависимости от условий окружающей среды применяют в промышленных цехах (кроме взрывоопасных помещений) в резиновых полутвердых трубах — для скрытой прокладки и в пластмассовых трубах из винипласта, полиэтилена и полипропилена — для скрытой и открытой прокладок.
Электропроводки в лотках (сварных и перфорированных) широко применяют для прокладки на предприятиях различных отраслей промышленности вместо прокладки в стальных трубах.
Заводы Главэлектромонтажа выпускают лотки в виде секций различной конфигурации и длины. Лотки устанавливают и крепят на конструкциях по стенам, колоннам, фермам, а также на тросах между стенами и колоннами. В качестве опорных конструкций для лотков применяют кабельные конструкции из штампованных стоек и полок.
Электропроводки, выполненные бронированным и и небронированными кабелям и, широко применяются как для внутрицеховых проводок на сборных кабельных конструкциях по стенам, в каналах и в туннелях, так и для магистральных промышленных сетей, прокладываемых на эстакадах и в траншеях.
Данные по технологии прокладки различных видов внутрицеховых электропроводок приведены в гл. 2.
1-3. КРЕПЕЖНЫЕ ИЗДЕЛИЯ И КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДОК
Крупные электромонтажные организации (Главэлектромонтаж и Укрглавэлектромонтаж и Минмонтажспецстроя, Главмосстрой и др.) выпускают на своих специализированных заводах различные стандартные монтажные детали, электроконструкции, узлы и блоки, обеспечивающие высокий уровень индустриализации монтажных работ. Часть электромонтажных изделий, применяемых только для определенного вида электропроводок, описана ниже. В данном параграфе приведены некоторые, наиболее характерные изделия, имеющие общее применение в электромонтажном производстве.
Для крепления проводов, кабелей, труб и аппаратов выпускаются несколько типов стальных перфорированных монтажных профилей и полос длиной 1 000 и 2 000 мм.
Различные формы выпускаемых монтажных профилей показаны на рис. 1-4. Применение монтажных профилей и полос заводского изготовления избавляет монтажников от необходимости заготавливать в зоне монтажа и в мастерских мелкие конструкции со сверлением и пробивкой отверстий.
Крепления к монтажным профилям выполняют болтами, винтами, сваркой, а также специальными деталями, выпускаемыми для профилей и полос — закладными стальными гайками и полосками с пряжками.
Рис. 1-4. Перфорированные полосы, профили, стойки и рейки.
а — полосы K-106; К-200; б — рейки клеммные К-109; в — профиль К-225; К-240, К-347; г — профиль К-235; д — уголок К-236; е — крепление кабеля закладной гайкой и полоской с пряжкой; ж — стойка К-305 (СА-1) для кнопочных станций; з — стойки К-310М (CA-2), соединенные профилем, для крепления аппарата.
Монтажные профили и полосы устанавливают на стенах, потолках, колоннах, преимущественно на сварке, а также используют для изготовления каркасов электроконструкций.
Для установки на полу выпускаются стойки с перфорацией типов К305 и К310 м высотой от 1 000 до 1 250 мм. На них крепят кнопки управления и пусковые аппараты.
Для крепления магистральных и распределительных шинопроводов на стенах, колоннах и для установки на полу на высоте 2 500—3 000 мм выпускается серия стоек и кронштейнов. Для прокладки шин выпускают специальные шинодержатели, а для присоединения алюминиевых шин к медным выводам машин и аппаратов — переходные пластины медь — алюминий.
Пользуясь каталогом изделий заводов Главэлектромонтажа*, можно подобрать требующиеся скобы для крепления труб, кабелей и проводов, а также выбрать типы коробок (протяжных, соединительных, ответвительных), фитингов для трубных прокладок и другие изделия.
* Изделия заводов Главэлектромонтажа, ЦБТИ Минмонтажспецстроя СССР, М., 1969.
