Выбор проводов, шин, аппаратов, приборов и конструкций производят как по нормальным условиям работы (соответствие рабочему напряжению и току), так и по условиям работы при коротких замыканиях (термические и динамические воздействия, предельно отключаемая мощность).
Щиты, шкафы или панели распределительных устройств должны иметь четкие надписи, указывающие их назначение.
Надписи выполняют на лицевой стороне устройства, а при обслуживании с двух сторон — также и на задней стороне устройства.
Части распределительных устройств, относящиеся к цепям различного рода тока и различных напряжений, выполняют и размещают таким образом, чтобы была обеспечена возможность их легкого распознавания.
Взаимное расположение фаз и полюсов в пределах всего устройства должно быть одинаковым. Шины должны иметь окраску, предусмотренную в ПУЭ.
Все металлические части распределительного устройства должны быть окрашены или иметь другое антикоррозийное покрытие.
Заземление должно быть выполнено в соответствии с ПУЭ и § 18.
Аппараты располагают таким образом, чтобы было обеспечено безопасное обслуживание и чтобы возникающие при их эксплуатации искры или электрические дуги не могли причинить вреда обслуживающему персоналу, воспламенить или повредить окружающие предметы и вызвать короткое замыкание или замыкание на землю.
Аппараты рубящего типа устанавливают так, чтобы они не могли замкнуть цепь самопроизвольно под действием силы тяжести.
Подвижные токоведущие части их в отключенном состоянии, как правило, не должны быть под напряжением.
Рубильники с непосредственным ручным управлением (без привода), предназначенные для включения и отключения тока нагрузки и имеющие рабочие контакты, обращенные к оператору, защищают несгораемыми кожухами без отверстий и щелей.
Рубильники, предназначенные лишь для снятия напряжения, допускается устанавливать открыто при условии, что они недоступны для неквалифицированного персонала.
На приводах коммутационных аппаратов четко указывают положения включения и отключения.
Для обеспечения ремонта автоматов с открытыми разрывными контактами, не имеющих выдвижных устройств, предусматривают возможность снятия напряжения с автомата или группы автоматов установкой перед ними рубильника без привода или накладки.
Резьбовые (пробочные) предохранители устанавливают таким образом, чтобы питающие провода присоединялись к контактному винту, а отходящие к электроприемникам — к винтовой гильзе.
Между неподвижно укрепленными, голыми частями разной полярности, находящимися под напряжением, а также между ними и неизолированными металлическими частями при прокладке шин, проводов и кабелей должны быть обеспечены расстояния не менее 30 мм — по поверхности изоляции и 15 мм — по воздуху.
От голых частей, находящихся под напряжением, до ограждений должно быть не менее: 100 мм — при сетках и 50 мм — при сплошных съемных ограждениях.
В пределах панелей, щитов и шкафов, установленных в сухих помещениях, незащищенные изолированные провода с изоляцией, рассчитанной на рабочее напряжение 1000 В, могут прокладываться по металлическим защищенным от коррозии поверхностям и притом вплотную друг к другу. В этих случаях для силовых цепей применяют снижающие коэффициенты на токовые нагрузки, приведенные в ПУЭ.
Заземленные голые провода и шины могут быть проложены без изоляции.
Электропроводки цепей управления, измерения и т.п. должны соответствовать требованиям ПУЭ.
Корпуса панелей, кожухи и другие части распределительных устройств выполняют из несгораемых или трудносгораемых материалов.
Эти требования не распространяются на диспетчерские и им подобные пульты управления, корпуса которых могут выполняться из сгораемых материалов.
Распределительные устройства выполняют таким образом, чтобы вибрации, возникающие при действии аппаратов, а также от сотрясений, вызванных внешними воздействиями, не нарушали контактных соединений и не вызывали разрегулировки аппаратов и приборов.
Поверхности гигроскопических изоляционных плит, на которых непосредственно монтируют голые токоведущие части, защищают от проникновения в них влаги (пропиткой, окраской и т.п.).
В устройствах, устанавливаемых в сырых и особо сырых помещениях и открытых установках, применение гигроскопических изоляционных материалов (например, мрамор, асбестоцемент и др.) не допускается.
В помещениях пыльных, сырых и особо сырых, и на открытом воздухе допускают установку распределительных устройств лишь в исполнении, надежно защищающем устройство от вредного действия окружающей среды.
Аппараты защиты и управления электроустановками монтируют на заводах, изготовляющих комплектные распределительные устройства. Поэтому в книге приводятся только краткие сведения о новых конструкциях и монтаже самых массовых пускорегулирующих аппаратов.
Для частого включения и отключения электродвигателей и других электропотребителей используют контакторы с бездуговой коммутацией переменного тока 380 и 600 В на 100, 160 и 250 А, гибридного исполнения серий КТ60 и КТП60. В конструкциях этих контакторов успешно сочетаются контактные и полупроводниковые элементы.
При отключении электроприемников разрывом контактов if ток размыкания проходит в цепь тиристоров. Дуга на контактах не образуется, так как падение напряжения на тиристорах не превышает 4—5 В, т.е. ниже напряжения, необходимого для зажигания дуги. Электрическая износоустойчивость контактов достигает 5 млн циклов.
Контакторы типа КТ имеют катушку электромагнита переменного тока, а КТП — постоянного.
Электромагнитый контактор переменного тока серии КТ60 и КТП60 с бездуговой коммутацией:
а — принципиальная электрическая схема; б — конструкция контактора (вид спереди);
К — главный контакт; VTJ, УТ2 — тиристоры; Г—трансформатор тока; VD1, VD2 — диоды;
1 — вспомогательные контакты; 2 — полупроводниковые блоки; 3 — полосы контактора с дугогасительными камерами; 4 — электромагнитный привод; 5 — рейка
Вакуумные контакторы широко применяют для управления асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором и другими приемниками электроэнергии, работающими в тяжелых режимах.
В связи в тем, что электрическая прочность промежутка между контактами в вакууме значительно выше, чем в воздухе, гашение дуги происходит быстрее.
Герсиконовые контакторы КМГ13 и КМГ14 предназначены в основном для коммутации цепей переменного тока, управления асинхронными двигателями мощностью до 3 кВт и малоамперными элементами слаботочной автоматики. Малая потребляемая мощность (4 Вт) и высокая предельная мощность коммутации (более 20 кВ • А) позволяют использовать их как связующее звено между слабыми выходными сигналами от логических схем и мощными контакторами (до 630 А).
Контакторы оснащены герсиконами КМГ12 (магнитоуправляе- мыми герметичными контактами) — коммутационными аппаратами принципиально нового вида, повышенной надежности контактирования и повышенной коммутационной износостойкости. Контакты размещены в герметичном керамическом корпусе, заполненном защитным газом. Контакты выполнены из тугоплавкого материала (вместо серебра). Герсиконы не требуют ухода и обслуживания, бесшумны, их подвижные элементы практически не изнашиваются. Коммутационная и механическая износостойкость 50 млн циклов ВО, масса 0,11 кг, номинальный ток 6,3 А при напряжении 380—400 В.
Герсиконы КМГ12 являются основным комплектующим изделием для контакторов КМГ13 и КМГ14, в которых они выполняют
роль главных контактов, но могут применяться и самостоятельно в различных силовых схемах.
Для автоматического размыкания электрических цепей при перегрузках и КЗ, недопустимых снижениях напряжения, а также для нечастого включения цепей вручную используют автоматические выключатели. Механизм, который отключает автоматический выключатель, называют расцепителем. Расцепители изготовляют следующих типов: электромагнитный максимального тока; тепловой; комбинированный; независимый и дистанционный минимального напряжения. Максимальный расцепитель при достижении током определенного значения оттягивает защелку, и под действием пружины автоматический выключатель разрывает цепь тока.
Расцепитель минимального напряжения при понижении напряжения в сети ниже нормы поворачивает защелку, и под действием пружины нож автоматического выключателя разрывает цепь тока. Независимый расцепитель служит для дистанционного отключения автоматического выключателя.
Установочные автоматические выключатели АЕ2000, А3700 осуществляют комбинированную защиту электроустановок: тепловую — от перегрузок, электромагнитную максимальную — от КЗ. Автоматические выключатели АЕ 2000 применяют в электрических цепях переменного тока до 660 В и постоянного до 220 В. Они предназначены для защиты от перегрузок и токов КЗ, включения и выключения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, а также для оперативного включения и отключения цепей с частотой до 30 включений в час. В настоящее время заводы электротехнической промышленности изготовляют автоматические выключатели АЕ2030 - до 25 А, 660 В; АЕ2040 - до 63 А, 660 В; АЕ2050 - до 100 А, 660 В.
Автоматические выключатели серии А3700 используют вместо автоматических выключателей A3100 и А4100. Они предназначены для защиты электроустановок от перегрузок, КЗ и недопустимых снижений напряжения, а также для оперативного включения и выключения цепей 220 В постоянного и 660 В переменного тока.
Магнитные пускатели серий ПМЛ и ПМА на токи до 160 А, напряжение до 660 В, предназначены для управления асинхронными двигателями мощностью до 90 кВт. Наличие трехполюс- ных электро- и тепловых реле позволяет осуществлять защиту двигателей от перегрузок недопустимой продолжительности, в том числе от режима работы на двух фазах. Магнитные пускатели выпускают в открытом и защищенном исполнениях, реверсивные и нереверсивные.
Принципиальная электрическая схема нереверсивного магнитного пускателя:
1 — магнитный пускатель; 2— КА-тепловое реле; SB— кнопка управления; F1 — F3— предохранители; К— катушка пускателя; КА1 — биметаллический контакт теплового реле
Тиристорные пускатели предназначены для управления трехфазными электродвигателями на передвижных и стационарных установках. Пускатель устанавливают в вертикальном положении, с допуском отклонения от вертикали в любую сторону до 45° при установке. Пускатель допускает как продолжительный, так и повторно-кратковременный режим работы при частоте до 600 включений в 1 час. Он имеет тепловую защиту от перегрузок и максимальную токовую защиту с регулируемым порогом срабатывания.
Распределительные устройства электротехнической промышленностью поставляются в полностью собранном виде с законченным монтажом входящих в них аппаратов.
В настоящее время для приема и распределения электроэнергии на напряжении до 500 В электропромышленность поставляет распределительные панели типа ПАР-11 с различными схемами, из которых комплектуют распределительные щиты трехфазного тока. В качестве примера (рис. а, б) приведены схемы 04 и 47. Для подстанций с постоянным оперативным или переменным током 220 В поставляют щиты управления, защиты, автоматики и измерения с панелями ЭПП. В цехах промышленных предприятий для распределения электроэнергии, защиты электроустановок и цепей при перегрузках, а также редких включений и отключений электрических цепей широко применяют комплектные устройства серии РУС-Е. Ящики с электрическими аппаратами, приборами и сигнальными устройствами собирают в типовые блоки. Эти устройства разделяют по номинальному току и напряжению, электрическим схемам, напряжению цепи управления, конструктивному исполнению, току установки выключателя, степени защиты и климатическому исполнению.
Сборное распределительное устройство РУС-Е:
Принципиальная схема линейной панели ПАР-11:
а — схема 04; б — схема 47; Q — рубильник Р27; Г— трансформатор тока ТШ-20-0; F— предохранители ПН2; Ql, Q2— рубильники Р20; Q3, Q4 — автоматические выключатели А3736Ф; 77 и Т2 — трансформаторы тока ТШ-20-05; PA, PA], РА2- амперметры
Электрический монтаж между блоками осуществляют через соединительные окна, расположение которых зависит от схемы сборки (рис. 6.5). Блоки в сборках соединяют болтами. Сборки монтируют непосредственно на стене или металлическом каркасе. Если длина сборки не превышает 4 м, ее 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 ПН2 и НПН2 применяют распределительные силовые шкафы ШРСУЗ. В этих шкафах предусмотрен ввод (вывод) проводов и кабелей снизу и сверху. Максимальное количество и сечение жил проводов или кабелей, присоединяемых к одному вводному зажиму, для шкафа на номинальный ток 250 А составляет 2 х 95 мм2, на 400 А — 2 х 150 мм2.
Для защиты силовых и осветительных сетей напряжением 380 и 660 В изготовляют распределительные шкафы ШР11; шкафы, рассчитанные на номинальный ток 400 А, устанавливают вертикально на полу.
В них в качестве вводных устройств используют врубные выключатели (рубильники) Р18 и предохранители РН2-400 и ПП31. Для питающих линий применяют предохранители НПН2-60, ПН2-100, ПП31-160, ПП32-250. Питающие и отходящие линии вводят в шкафы соответственно сверху и снизу.
Размеры и расположение соединительных окон проходными отверстиями ящиков РУС-Е:
1, 2— малое и большое окна; 3 — отверстие
Силовой распределительный шкаф серии ШРС
Для защиты электроустановок от перегрузок, а также нечастых включений и отключений электрических цепей при номинальных режимах работы применяют шкафы серии ШЭ с одиночными автоматическими выключателями «Электрон». Их используют в цепях на напряжение до 440 В постоянного и 660 В переменного тока.
Обозначение шкафа ШЭ-ХВ расшифровывается так: Ш — шкаф, Э — с автоматическим выключателем «Электрон», X — номинальный ток 06-1000, 16-1600 А, В— выдвижное исполнение.
В шкафах с автоматическим выключателем и электромеханическим приводом выключатель может работать в качестве секционного и линейного. В них предусмотрены: электрическая блокировка для автоматического отключения выключателя при открывании двери и механическая блокировка, не позволяющая вкатывать и выкатывать его при замкнутой контактной системе. В шкафах ШЭ-068 с ручным приводом автомат включают рукояткой, а отключают механической кнопкой, расположенной в рукоятке привода, в шкафах с электромеханическим приводом — включают и отключают механическими кнопками, установленными на двери шкафа.
Распределительные пункты серии ПР9000:
а — встроенный; б — навесной; в — наполный
Для распределения электроэнергии и защиты электрических установок, а также при редких коммутациях электрических цепей и пуска асинхронных двигателей применяют распределительные пункты ПР9000 и др.
Распределительные пункты ПР41 используют для компенсации реактивной мощности. Они укомплектованы конденсаторами КС-О, 38-18УЭ.
По виду установки распределительные пункты серии ПР9000 бывают встроенные (в нишах), навесные (на стенах, колоннах, конструкциях) и напольные. Их установка показана на рис.
Установка распределительных пунктов ПР9000: й — на полу; б — над приямком; в — на перекрытии; 1 — пункт; 2— закладная деталь
Силовые распределительные ящики: а — ЯБПВУ-1МУЗ; Я-ЯБ1-243; в- ЯБПВУ-4УЗ; г-ЯРП-20УЗ
Щитки распределительные для промышленных зданий, устанавливаемые на стене (а) и в нише (б)
Для нечастых включений и отключений под нагрузкой электрических цепей трехфазного тока, а при наличии предохранителей для защиты от токов перегрузки и КЗ применяют силовые ящики (ЯБПВУ, ЯРП, ЯПП и др.). Они имеют один встроенный трехполюсный рубильник или рубильник с тремя предохранителями. Ввод проводов в ящики и вывод из них осуществляют через верхнюю или нижнюю крышку.
Вводно-распределителъные устройства ВРУ1 предназначены для приема, распределения и учета электроэнергии в сетях трехфазного переменного тока на напряжение 380 / 220 В с глухозаземленной нейтралью, а также для защиты линий при перегрузках и КЗ.
Ввод проводов и кабелей в эти устройства осуществляют снизу, вывод — снизу или через верхнюю съемную крышку. Максимальное количество и сечение жил проводов или кабелей, присоединяемых к одному вводному зажиму, составляет 4 х 95 мм2 (для ВРУ на 250 А) и 4 х 150 мм2 (на 400 А). Щитки для промышленных и общественных зданий изготовляют разных модификаций.
Щитки ОП для промышленных зданий, устанавливаемые на стене, состоят из вводных зажимов и автоматических выключателей АЕ1000 на отходящих линиях (рис. а), а щитки для общественных зданий ОЩ, ОЩВ и УОЩВ, устанавливаемые на стене и в нише,— из автоматических выключателей АЕ2050 или А63 (рис. б, в).
Токопроводом называют устройство, предназначенное для передачи и распределения электроэнергии. Он состоит из неизолированных или изолированных проводников и изоляторов, защитных оболочек, ответвительных устройств, поддерживающих и опорных конструкций.
Токопроводы бывают гибкие (из проводов) и жесткие (из жестких шин).
Шинопроводом называют жесткий токопровод напряжением до 1000 В заводского изготовления, поставляемый комплектными секциями.
Шинопроводы напряжением до 1 кВ, применяемые для внутрицехового распределения электроэнергии, разделяют на магистральные, распределительные, осветительные и троллейные.
Открытые токопроводы прокладывают вдоль пролетов цехов в качестве питающих шинных магистралей, идущих от цеховых ТП.
Как правило, их прокладывают по фермам, реже — по стенам. Трасса магистралей проходит вдоль или поперек пролетов цеха с креплением опорных конструкций.
Основным видом сетей, применяемых для внутрицехового распределения электроэнергии служат защищенные и закрытые шинопроводы. Магистральные шинопроводы типа ШМА переменного тока на 1000, 1600, 2500 и 4000 А в защищенном исполнении имеют три шины. Каждая фаза выполнена из двух алюминиевых изолированных шин прямоугольного сечения. Нулевой шиной служат два алюминиевых уголка, расположенных вне корпуса. Их используют для крепления шинопроводов.
Шинопроводы:
а — магистральный; б — распределительный; 1 — прямая секция; 2 — торцовая крышка; 3 — секция с компенсатором; 4 — присоединительная секция; 5— настенный кронштейн; 6— напольная стойка; 7 — тросовый подвес; 8, 9 —угловые секции; 10— коробка с автоматическим выключателем; 11 — коробка с предохранителями; 12— коробка с указателем напряжения; 13 — вводная коробка
Магистральный шинопровод ШМА комплектуют из прямых секций длиной 0,75; 1,5; 3 и 3,5 м, угловых, тройниковых, ответвительных, присоединительных и подгоночных секций. Кроме того, выполняют специальные секции: гибкие — для обхода препятствий и фазировочные — для изменения чередования фаз. Основной вид секций — прямая длиной 3 м. Из набора секций комплектуют шинопровод для трассы любой сложности. Шины смежных секций соединяют сваркой или специальным одноболтовым сжимом.
Комбинированная подвеска распределительного и осветительного шинопроводов:
1 — штуцер; 2 — труба; 3 — ответвительная коробка; 4— держатель; 5— хомут; 6 — балка подвеса; 7— рама подвеса; 8— заклеп; 9— нижний пояс фермы; 70— кронштейн; 11 — шинопровод ШРА73; 12— шинопровод ШОС73; 13 — хомут; 14— штепсель; 15 — светильник
Шинопровод типа ШТМ: 1 — соединительная муфта; 2— короб; 3 — троллей
Для магистралей постоянного тока и ошиновки главных приводов прокатных станов выпускают шинопроводы постоянного тока ШМАД на 1600, 2500, 4000 и 6300.А.
Распределительные шинопроводы типа ШРА изготовляют на ток 250, 400 и 630 А, напряжение 660 В.
Конструктивные элементы шинопроводов ШМА и ШРА показаны на рис.
Осветительные шинопроводы ШОС (однофазные, трехфазные и четырехпроводные типа ШРМ75) обеспечивают штепсельное присоединение электроприемников, включая мощные светильники. Максимальное расстояние между точками крепления 3 м.
В настоящее время широко распространен осветительный шинопровод типа ШОС 80 на 16 А напряжением 240 В. Комбинированная подвеска ШОС и ШРА показана на рис.
Крановые открытые троллеи прокладывают вдоль подкрановых балок на кронштейнах. В зависимости от грузоподъемности кранов троллеи выполняют из стальных профилей: двутаврового сечения № 10, швеллера № 8 и 10, углового 75 х 75 х 8; 50 х 50 х 5; 40 х 40 х 4; 32 х 32 х 3. Крановые троллеи выполняют также из алюминиевого сплава АД31Т. Троллеедержатели, кронштейны и троллейные секции поставляют заводы монтажных организаций. В настоящее время открытые крановые троллеи заменяют троллейными шинопроводами ШТАи ШТМ.
Внутри короба шинопровода ШТМ на изоляторах укреплены четыре медных Т-образных троллея. Подвижная каретка катится по нижним внутренним краям короба вдоль продольной щели в его нижней части. На каретке установлены медно-графитовые щетки для токосъема. Соседние секции соединяются муфтами. Шинопроводы ШТА имеют аналогичную конструкцию, но троллеи выполнены из алюминиевого сплава АД31Т.
