Глава XVIII
КОМПЛЕКТНЫЕ УСТРОЙСТВА
§ 18. 1. Назначение комплектного устройства и требования, предъявляемые к нему
Комплектными устройствами [Л. 16] в электротехнических установках называются устройства, состоящие из шкафов, ящиков, каркасов или других металлических конструкций с установленными на них аппаратами, измерительными приборами, защитными и контролирующими устройствами, из которых состоит электрическая схема данной установки. Комплектное устройство содержит все внутренние электрические соединения главной цепи и цепи управления, изготавливается на заводе и поставляется на монтаж либо в полностью собранном виде, либо в виде отдельных блоков, если полное комплектное устройство имеет очень большие габариты. Таким образом, монтажные работы на месте сводятся лишь к установке и сборке крупных блоков и присоединению к ним внешних цепей, что существенно снижает объем и стоимость строительно-монтажных работ и резко сокращает сроки их выполнения.
Электротехническая установка, собранная из комплектных устройств, стоит дешевле обычной установки, так как ее монтаж в заводских условиях намного проще монтажа отдельных аппаратов на строительной площадке. Кроме того, комплектные устройства по этим же причинам имеют лучшее качество и большую надежность в эксплуатации по сравнению с установками, смонтированными на месте из отдельных аппаратов. Все это способствует широкому внедрению комплектных устройств в электрических установках. Особенно широкое распространение они получили в устройствах по передаче и распределению электрической энергии.
Комплектные устройства должны отвечать требованиям, обусловленным их основным назначением, а также ряду общих требований, предъявляемых к ним условиями изготовления, транспортировки, монтажа и эксплуатации.
Особое внимание следует обратить на ограничение количества типоразмеров; в разных типоразмерах изделий одного наименования следует по возможности применять одинаковые узлы и детали (например, петли и замки дверей, детали крепления, гнутые профили и др.). Необходимо предусматривать возможность заготовки монтажных проводов по шаблонам с последующей установкой в комплектное устройство готовых монтажных пучков проводов.
В комплектном устройстве должны быть учтены удобства установки и крепления на месте монтажа, легкости сборки отдельных блоков устройства, подсоединения внешних электрических цепей и цепей заземления и удобство регулировки оборудования, установленного в устройстве.
Комплектное устройство должно обеспечивать безопасность его обслуживания, что достигается установкой соответствующих ограждений, блокировок на дверях, заземлением деталей комплектного устройства, доступных для прикосновения. Конструкция комплектного устройства должна полностью соответствовать «Правилам устройства электроустановок», соответствующим государственным стандартам, техническим условиям и нормам.
§ 18. 2. Компоновка и конструкция комплектного устройства
Комплектные устройства конструктивно совершенны лишь тогда, когда они укомплектованы специально для них разработанными аппаратами, органически связанными с конструкцией комплектного устройства. Наиболее желательно, чтобы по занимаемой площади габаритные размеры аппаратов были кратными, а глубина всех аппаратов комплектного устройства — одинаковой. Это позволяет получить наименьшие габариты с наиболее полным использованием объема комплектного устройства.
Электрические аппараты и приборы для создания благоприятных условий монтажа и эксплуатации должны располагаться таким образом, чтобы для их осмотра, ремонта, замены имелся свободный доступ, а размеры и количество монтажных проводов были бы наименьшими. Как правило, целесообразно размещать аппараты высокого и низкого напряжения в разных ячейках или на разных панелях комплектного устройства, благодаря чему уменьшается вероятность попадания высокого напряжения силовой цепи на цепь управления. Аппараты, работа которых сопровождается выделением большого количества тепла (электрические сопротивления) или ионизированных газов (контакторы), должны устанавливаться в верхней части устройства, чтобы нагретый воздух и ионизированные газы не влияли на работу других аппаратов. К установке измерительных приборов дополнительно предъявляется требование, предусматривающее удобство наблюдений за их показаниями. Желательно, чтобы последовательность расположения аппаратуры управления соответствовала последовательности работы и размещению управляемых механизмов.
Выключенному положению аппарата должно соответствовать верхнее положение рукоятки рычажного привода и вертикальное положение поворотных рукояток. Маховики и штурвалы приводов должны при включении аппаратов поворачиваться по часовой стрелке. Положения рукояток, рычагов, штурвалов, соответствующие включенному и выключенному положениям аппаратов, должны иметь четкие надписи «Вкл.» и «Откл.». Крайне желательно, чтобы направление движения рукояток совпадало с направлением движения управляемого механизма — это существенно уменьшает количество ошибок в управлении.
Рукоятки аппаратов, которые в процессе работы включаются чаще, предпочтительнее располагать справа: при установке на панели — на наиболее удобной для управления высоте; при установке на пульте — ближе к переднему краю пульта. Взаимное расположение рукояток должно исключать по возможности случайные задевания их рукой или рукавом.
Сигнальные лампы и указательные приборы следует располагать над аппаратом или группой аппаратов, к которым они относятся: так же располагаются таблички с обозначением аппаратов. Нецелесообразна установка большого количества сигнальных ламп и приборов, так как это рассеивает внимание оператора и затрудняет управление. На пультах управления желательно изображать на лицевой стороне пульта мнемонические схемы, помогающие быстро ориентироваться в рукоятках управления пульта.
Величины изоляционных расстояний между аппаратами и между аппаратами и боковыми заземленными стенками определяются в соответствии с рекомендациями, приведенными в § 13.2.
Принципы выполнения оболочки комплектного устройства такие же, как и для оболочек отдельных аппаратов (см. § 13.3). Необходимо заметить, что выполнение оболочек с уплотнениями из губчатой резины или войлока вполне достаточно даже для запыленных помещений при их периодической очистке продуванием от проникающего внутрь небольшого количества пыли; поэтому пылезащищенное исполнение оболочек комплектных устройств нецелесообразно. Очевидно, аппараты, встраиваемые в комплектное устройство, за редким исключением, имеют незащищенное исполнение.
Места выводов проводов комплектного устройства очень часто выполняются в виде плоских, небольшого размера, съемных панелей, отверстия для выводов в которых сверлятся при монтаже по месту. При необходимости эти отверстия армируются уплотняющими резиновыми или пластмассовыми втулками или сальниками. Для защиты изоляции проводов в местах выхода из труб устанавливаются либо специальные гайки — оконцеватели, либо втулки, изготовляемые из изоляционного материала.
§ 18. 3. Электрический монтаж комплектного устройства
Электрические соединения аппаратов силовой цепи наиболее целесообразно выполнять шинами. Материал шин — медь и алюминий (последний — в комплектных стационарных распределительных устройствах); при небольших значениях тока и достаточно высоких напряжениях применяются также стальные шины.
Желательно применение изолированных шин, так как при этом расстояние между ними может быть сокращено, что нередко ведет и к уменьшению габаритов всего комплектного устройства. Сечения шин выбираются исходя из допустимого нагрева; расчет шин на нагрев изложен в § 4.2. В комплектных распределительных устройствах, где возможны большие значения токов короткого замыкания, шинный монтаж проверяется на электродинамическую устойчивость. Усилия, действующие при этом на шины, могут быть определены по формулам, приведенным в § 4.1. Соединения шин между собой наиболее целесообразно (при возможности) выполнять сварными или паяными. В распределительных устройствах шины окрашиваются в отличительные цвета фаз или полюсов. На переменном токе фаза А окрашивается в желтый цвет, фаза В — в зеленый и фаза С — в красный. Нулевая шина при заземленной нейтрали окрашивается в фиолетовый цвет. При постоянном токе положительная шина ( + ) окрашивается в красный, а отрицательная шина ( — ) — в синий цвет.
Монтаж цепей управления или вторичных цепей обычно выполняется изолированными проводами различных марок, в зависимости от напряжения и условий работы, сечением от 1,5 до 2,5 мм2 . Предпочтительно применение проводов с полихлорвиниловой изоляцией. Этот монтаж должен выполняться с особой тщательностью и таким образом, чтобы в процессе эксплуатации можно было в нем легко разобраться и проследить ту или иную электрическую цепь. С этой целью контакты аппаратов или приборов и подсоединяемые к ним провода должны обязательно иметь маркировку с одноименными обозначениями. Маркировка выполняется в виде надписей у соответствующих контактов и бирок с надписями на проводах. Наиболее широкое распространение нашли бирки, изготовляемые из белой полиэтиленовой трубки, имеющей внутренний диаметр, соответствующий диаметру провода, с выжженным на специальном станке на ее поверхности соответствующим обозначением. Такие бирки могут выполнять роль и оконцевателя разделанного провода, предохраняющего изоляцию от разлохмачивания.
При небольшом количестве проводов прокладка может выполняться плоскими однорядными пучками с креплением их металлическими скобами, под которые подкладывается изоляция. Такой способ монтажа позволяет визуально просматривать все провода, хотя очень трудоемок и занимает много места. Для небольшого количества проводов применяется также прокладка проводов жгутами: провода объединяются в круглый пучок, который либо перевязывается в отдельных местах, либо бандажируется по всей длине киперной лентой. Жгут крепится к выступающим деталям конструкции; нередко для крепления жгута устанавливаются специальные металлические прутки с надетой на них полихлорвиниловой трубкой. Способ прокладки проводов жгутами особенно удобен при прокладке проводов по конструкциям каркасного типа и по плоским металлическим панелям.
Большое количество проводов, характерное для щитов и пультов управления, наиболее рационально прокладывать в специальных желобах или перфорированных лотках. Такие лотки очень часто используются и для установки на них промежуточных клеммных реек, применение которых, особенно при сложном монтаже, облегчает контроль и нахождение неисправностей в цепи управления. Внешнее подсоединение проводов цепи управления осуществляется в обязательном порядке через клеммные рейки.
При проходе отдельных проводов сквозь панели из стальных листов отверстия в них должны армироваться изоляционными втулками.
