Низковольтные комплектные устройства

ВВЕДЕНИЕ.

Квалификационная работа посвящена теме «Низковольтные комплектные устройства». В ней представлены основные понятия и определения, характеризующие Низковольтные комплектные устройства. В работе приведена классификация низковольтных комплектных устройств по: конструктивному исполнению; месту установки; степени защиты; по виду экранирования; способу установки составных частей низковольтных комплектных устройств; мерам защиты обслуживающего персонала.
Рассмотрены условия эксплуатации и особенности конструктивного исполнения, степени защиты, требования, предъявляемые при испытаниях низковольтных комплектных устройств.
В заключении представлены приложения, где приведены конструктивные особенности НКУ, метод расчета сечения защитных проводников с учетом термических нагрузок, создаваемых кратковременными токами.
Данная выпускная квалификационная работа может быть использована в качестве учебного пособия студентами всех форм обучения электротехнических специальностей.

• ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Низковольтное устройство распределения и управления низковольтных комплектных устройств - комбинация низковольтных аппаратов совместно с устройствами управления, измерения, сигнализации, защиты, регулирования и т.п., смонтированных предприятием - изготовителем НКУ под его ответственность на единой конструктивной основе со всеми внутренними электрическими и механическими соединениями и конструктивными элементами.
НКУ классифицируют по следующим признакам: конструктивному исполнению; месту установки; степени защиты; по виду экранирования; способу установки составных частей НКУ; мерам защиты обслуживающего персонала.
По  конструктивному исполнению НКУ подразделяются:

• НКУ открытое (см. Чертеж С1) - НКУ, на несущей конструкции которого установлена электрическая аппаратура, при этом части электрической аппаратуры, находящиеся под напряжением, не защищены.
• НКУ, защищенное с передней стороны (см. Чертеж С2), - НКУ открытое, имеющее с передней стороны степень защиты не менее IР2Х. Доступ к частям, находящимся под напряжением, возможен с других сторон.
• НКУ защищенное - НКУ закрытое со всех сторон (за возможным исключением монтажной поверхности), в котором обеспечивается степень защиты не менее IР2Х.
• НКУ шкафное (см. Чертеж С3) - защищенное НКУ, предназначенное в основном для установки на полу, которое может состоять из нескольких секций, подсекций или отсеков.
• НКУ многошкафное (см. Чертеж С4) - НКУ, состоящее из нескольких механически соединенных шкафов.
• НКУ пультовое (см. Чертеж С5) - защищенное НКУ с горизонтальной или наклонной панелью управления или как с той, так и другой панелью, на которых размещены аппараты управления, измерения, сигнализации и т.д.
• НКУ ящичное (см. Чертеж С6) - защищенное НКУ, предназначенное в основном для установки на вертикальной плоскости.
• НКУ многоящичное (см. Чертеж С6) - НКУ, состоящее из нескольких механически соединенных ящиков, установленных на общей несущей раме или без нее, при этом электрические соединения между двумя соседними ящиками проходят через отверстия в смежных стенках.

По месту  установки НКУ делятся:

• НКУ для внутренней установки - НКУ;
• НКУ для наружной установки - НКУ, предназначенное для эксплуатации вне помещений;
• НКУ стационарное - НКУ, закрепленное на место установки, например, на полу или на стене, и эксплуатируемое в таком положении.
• НКУ передвижное - НКУ, которое может быть перемещено в процессе эксплуатации.

По степени защиты. Для НКУ, предназначенных для эксплуатации внутри помещений и не требующих защиты от проникновения воды, рекомендуются степени защиты: IР00, IР2Х, IР3Х, IР4Х, IР5Х. Если требуется защита от проникновения воды, то степень защиты устанавливают согласно таблице 2.
Таблица 2
Предпочтительные значения степеней защиты

Для низковольтных комплектных устройств, эксплуатируемых вне помещении без дополнительной защиты, вторая цифра в обозначении степени защиты должна быть не менее 3. В качестве дополнительной защиты НКУ могут быть использованы навесы или аналогичные устройства. Если нет других требований, то степень защиты, указанная изготовителем, относится к НКУ в целом, при условии, что установку проводят по инструкции изготовителя.
Если степень защиты отдельных частей НКУ, например, оперативной поверхности, отличается от степени защиты всего НКУ, то изготовитель должен указать степень защиты этой части отдельно. Например, IР00, оперативная поверхность IР20.
Способу установки составных частей НКУ - съемные и передвижные.
По мерам защиты обслуживающего персонала – НКУ с защитой от прямого прикосновения к токоведущим частям при помощи соответствующих конструктивных мер в самом устройстве, либо дополнительных мер в процессе установки в соответствии с указаниями предприятия-изготовителя.

2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НКУ
Основными электрическими характеристиками являются:

Номинальное рабочее напряжение (цепи НКУ) - значение напряжения, которое в сочетании с номинальным током этой цепи определяет основной параметр цепи НКУ.
Для многофазных цепей оно является напряжением между фазами.
Номинальное напряжение изоляции (цепи НКУ) есть значение напряжения, которое характеризует конструкцию НКУ и в соответствии с которым проводят испытания диэлектрических свойств, проверяют зазоры и расстояния путей утечки.
Максимальное номинальное рабочее напряжение любой цепи НКУ не должно превышать его номинального напряжения изоляции. Предлагается, что рабочее напряжение любой цепи НКУ не должно даже временно превышать 110 % номинального напряжения изоляции этой цепи.
Номинальный ток (цепи НКУ) устанавливает изготовитель с учетом значений токов комплектующих элементов НКУ, их расположения и назначения. При проведении испытаний действие тока не должно приводить к повышению температуры частей НКУ выше предельных значений.
Номинальный кратковременно выдерживаемый ток (цепи НКУ)
является действующее значение тока, которое данная цепь может выдержать в течение установленного короткого времени при условии проведения испытаний. Если другое не установлено, то это время принимают равным 1 с.
Номинальный ударный ток (цепи НКУ является значение ударного тока.
Номинальный ожидаемый ток короткого замыкания (цепи НКУ) -
действующее значение этого тока, которое может быть выдержано цепью НКУ в течение определенного времени.
Номинальный условный ток короткого замыкания (цепи НКУ)
является значение ожидаемого тока, которое эта цепь, защищенная токоограничивающим коммутационным аппаратом, может выдержать в течение времени срабатывания этого аппарата.
Номинальный ток короткого замыкания, вызывающий плавление предохранителя (в цепи НКУ) является номинальный условный ток короткого замыкания цепи НКУ, в которой в качестве токоограничивающего аппарата установлен плавкий предохранитель.
Номинальный коэффициент одновременности НКУ или части НКУ, имеющей несколько главных цепей (например, в секции или подсекции), является отношение наибольшей суммы допустимых токов всех одновременно действующих токов главных цепей, взятых в любой момент времени, к сумме номинальных токов всех главных цепей НКУ или отдельной части НКУ.
При отсутствии данных о действительных токах могут быть использованы рекомендуемые значения, приведенные в таблице 1.
Таблица 1

Если другое не установлено, то для частично испытываемых НКУ коэффициент одновременности принимают 1,0.
Номинальная частота НКУ является значение частоты, на которое НКУ рассчитано и которое соответствует условиям его работы.
Если цепи НКУ рассчитаны на несколько различных частот, то должны быть указаны номинальные частоты каждой цепи.

3. УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Нормальные условия эксплуатации.
Температура окружающего воздуха при установке внутри помещений должна быть не более 40 °С, а средняя температура за 24 ч - не более 35 °С. Нижний предел температуры окружающего воздуха – минус 5 °С.
Температура окружающего воздуха при наружной установке  не должна быть более 40 °С, а средняя температура за 24 ч - не более 35 °С. Нижний предел температуры окружающего воздуха: минус 25 °С - для умеренного климата, минус 50 °С - для арктического климата.
Атмосферные условия при установке внутри помещений: воздух должен быть чистым, относительная влажность его не должна превышать 50 % при максимальной температуре 40 °С. При более низких температурах допускается более высокая влажность, например, 90 % при 20 °С. Следует учитывать возможность образования конденсата при изменении температуры.
Атмосферные условия при наружной установке: относительная влажность может достигать 100 % при максимальной температуре 25 °С.
Особые условия эксплуатации
При эксплуатации НКУ в особых ниже перечисленных условиях эти условия должны быть оговорены специальным соглашением между изготовителем и потребителем. Потребитель должен информировать изготовителя о наличии особых условий эксплуатации.
Примеры особых условий эксплуатации:

• Области применения, в которых изменения температуры и/или давления воздуха происходят с такой скоростью, что внутри НКУ образуется значительная конденсация.
• Сильное загрязнение воздуха пылью, наличие дыма, коррозийных или радиоактивных частиц, испарений или соли.
• Воздействие сильных электрических или магнитных полей.
• Воздействие чрезмерно высоких температур, вызываемых, например, солнечным излучением или от источников с большим тепловым излучением.
• Образование плесени или нападение мелких живых существ.
• Установка в пожаро- или взрывоопасных помещениях.
• Воздействие сильной вибрации или ударов.
• Установка комплектующих элементов, например, оборудования, встраиваемого в машины или в нишу в стене, в условиях снижения допустимых токовых нагрузок или отключающей способности.
• Между потребителем и изготовителем должно быть принято соглашение о мерах по устранению влияния электрических и радиационных помех.