Устройство, монтаж и эксплуатация распределительных устройств и трансформаторных подстанций. Распределительные устройства: виды, особенности конструкции Монтаж распределительных пунктов

82 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ до 1000В

1.1. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Автоматические выключатели (автоматы) предназначены для нечастых оперативных включений и отключений

электрических цепей и защиты электрических установок при перегрузках и коротких замыканиях, а также при

недопустимых снижениях напряжения.

В действующих электрических сетях используются автоматы различных типов и исполнений. Условно все автоматы

можно разделить на три группы: 1) малые установочные автоматические выключатели серий: А-61, АП-50, АЕ-1000, АЕ-

2000; 2) установочные автоматические выключатели серий А3100 и А3700; 3) подстанционные автоматические выключатели

серий: АВМ, ВА, "Электрон". В целях унификации выпускаемых промышленностью автоматов создана единая серия А3700,

которая должна постепенно заменить все другие конструкции автоматов в диапазоне токов 160…630 А.

Различают селективные (С) и токоограничивающие (Б) автоматы серии А3700. Селективные автоматы снабжены

полупроводниковым расцепителем, обеспечивающим двухступенчатую токовую защиту, состоящую из токов отсечки с

выдержкой времени и максимальной токовой защиты с зависимой от тока выдержкой времени.

Токоограничивающие 0002 автоматы имеют устройство, которое под действием электродинамических сил размыкает

контакты автомата при прохождении через них значительных токов КЗ независимо от действия максимального расцепителя.

Для защиты головных участков сети применяют автоматы типа АВМ, выпускаемые на номинальные токи 400…2000 А.

Автоматы этой серии имеют невысокую отключающую способность и ограниченную возможность изменения защитных

характеристик. Более совершенными являются автоматы серии "Электрон", выпускаемые на номинальные токи 250…6000 А

с отключающей способностью 50-55 кА, и новые автоматические выключатели серии ВА.

Отключение автомата производится приводом, кнопкой или расцепителем. Расцепители представляют собой

электромагнитные или термобиметаллические механизмы, которые при срабатывании вызывают отключение автомата

мгновенно или с некоторой выдержкой времени. Наиболее распространены:

1) расцепители максимального тока, которые срабатывают при токе, превосходящем ток установки;

2) расцепители минимального напряжения, которые срабатывают, когда напряжение на катушке расцепителя меньше

заданного;

3) расцепители независимые, срабатывающие без выдержки времени, когда на их катушку подано напряжение.

Иногда применяют расцепители минимального и обратного постоянного тока, которые срабатывают, когда ток

соответственно станет меньше заданного или изменит свое направление.

Расцепители минимального напряжения или независимые расцепители применяют для дистанционного отключения

автомата.

1.2. КОНСТРУКЦИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Автоматические выключатели состоят из следующих основных узлов: контактной системы; дугогасительной системы;

расцепителей; механизма управления; механизма свободного расцепления. Все узлы выключателя заключены в

пластмассовый корпус.

Контактная система состоит из неподвижных контактов, закрепленных в корпусе, и подвижных контактов, шарнирно посаженных

на полуоси рычага механизма управления, и обеспечивает, обычно, одинарный разрыв цепи.

Дугогасительное устройство устанавливается в каждом полюсе выключателя и предназначается для локализации

электрической дуги в ограниченном объеме. Оно представляет собой дугогасительную камеру с де-ионной решеткой из

стальных пластин. Могут быть предусмотрены также искрогасители, представляющие собой фибровые пластины.

Механизм свободного расцепления представляет собой шарнирный

3- или 4-звенный механизм, который обеспечивает расцепление и отключение контактной системы как при автоматическом, так и при

ручном управлении.

Электромагнитный максимальный расцепитель тока, представляющий собой электромагнит с якорем, обеспечивает

автоматическое отключение выключателя при токах короткого замыкания, превышающих уставку по току.

Электромагнитные расцепители тока с устройством гидравлического замедления срабатывания имеют обратнозависимую от

тока выдержку времени для защиты от токов перегрузки.

Тепловой максимальный расцепитель представляет собой термобиметаллическую пластину. При токах перегрузки

деформация и усилия этой пластины обеспечивают автоматическое отключение выключателя. Выдержка времени

уменьшается с ростом тока.

Полупроводниковые расцепители состоят из измерительного элемента, блока полупроводниковых реле и выходного

электромагнита, воздействующего на механизм свободного расцепления автомата. В качестве измерительного элемента

используется трансформатор тока (на переменном токе) или дроссельный магнитный усилитель (на постоянном токе).

Полупроводниковый расцепитель тока допускает регулировку следующих параметров: номинального тока расцепителя; уставки по

току срабатывания в зоне токов короткого замыкания (ток отсечки); уставки по времени срабатывания в зоне токов перегрузки;

уставки по времени срабатывания в зоне токов короткого замыкания (для селективных выключателей).

Во многих автоматах применяют комбинированные расцепители, использующие тепловые элементы для защиты от

токов перегрузок и электромагнитные для защиты от токов коротких замыканий без выдержки времени (отсечки).

Выключатель имеет также дополнительные сборочные единицы, которые встраиваются в выключатель или крепятся к нему

снаружи. Ими могут быть независимый, нулевой и минимальный расцепители, свободные и вспомогательные контакты, ручной и

электромагнитный дистанционный привод, сигнализация автоматического отключения, устройство для запирания выключателя в

положении "отключено".

Независимый расцепитель представляет собой электромагнит с питанием от постороннего источника напряжения.

Минимальный и нулевой расцепители могут выполняться с выдержкой времени и без выдержки времени. С помощью

независимого или минимального расцепителя возможно дистанционное отключение автомата.

В зависимости от способа установки автоматы делятся на стационарные и выдвижные, а в зависимости от типа

присоединения – на автоматы с передним, задним или комбинированным присоединением главной цепи.

Присоединение внешних проводников к дополнительным сборочным единицам (дополнительным расцепителям,

свободным контактам) осуществляется без переходных устройств для выключателей стационарного исполнения и через

зажимную колодку посредством соединителя типа РП10 – для выключателей выдвижного исполнения. При этом проводники

от дополнительных сборочных единиц для выключателей стационарного исполнения имеют длину (800 ± 150) мм или (800 ±

100) мм и выводятся в одной или нескольких изоляционных трубках, а для выключателей выдвижного типа имеют длину

(800 ± 100) мм и подсоединяются к вилке соединителя. Сечение внешних гибких проводников – от 0,35 до 1,5 мм2.

Сечение внешних проводов и кабелей, подводимых к контактам главной цепи выключателя, выбирается в соответствии

с ГОСТ 12434–83.

Варианты присоединения внешних проводов к выводам (контактам) главной цепи приводятся в технических данных

конкретных аппаратов, где указаны: способ установки автомата; способ присоединения внешних проводников; вид

проводников (шина, кабель, провод); материал проводников; наличие, тип, материал кабельных наконечников; диаметр

контактного стержня и др.

1.4. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Номинальные напряжения и номинальные рабочие напряжения главной цепи выключателей должны соответствовать

ГОСТ 21128–83 и предпочтительно выбираться из ряда: 220, 380, 660, 1000 В – для переменного тока; ПО, 220, 440 В – для

постоянного тока.

По согласованию с потребителем допускаются номинальные напряжения главной цепи выключателя: 127, 500 В – для

переменного тока; 1000, 1200 В – для постоянного тока.

Номинальные напряжения главной цепи выключателей, предназначенных на экспорт, устанавливаются по заказу-

наряду внешнеторговых организаций.

Допустимые отклонения номинального напряжения главной цепи должны устанавливаться в технических условиях на

конкретные серии и типы выключателей в соответствии с ГОСТ 12434–83.

В выключателях, предназначенных для работы при температуре окружающего воздуха 40 °С, номинальные токи

главной цепи и номинальные токи максимальных разделителей должны соответствовать

ГОСТ 6827–76 и выбираться из ряда: 6.3, 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630 А. Если же работа выключателей возможна

при температуре окружающего воздуха, отличной от 40 °С, то значения номинальных токов могут отличаться от приведенных

в указанном ГОСТ значений и устанавливаются в технических условиях на конкретные серии и типы выключателей.

Номинальные токи максимальных расцепителей по согласованию с потребителем выбираются из ряда (ГОСТ 6827–76):

15, 45, 120, 150, 300, 320, 600 А. Выключатели каждого следующего номинального тока должны иметь максимальные

расцепители на номинальные токи, предусмотренные в выключателе предыдущего номинального тока, обеспечивая

"перекрытие" не менее:

− трех значений номинальных токов для выключателей на номинальные токи до 63 А включительно:

− двух значений номинальных токов для выключателей на номинальные токи свыше 63 А до 160 А включительно;

− одного значения номинального тока для выключателей на номинальные токи свыше 160 А.

В случае, если выключатель рассчитан на работу с максимальными расцепителями на различные номинальные токи,

номинальный ток выключателя определяется номинальным током встроенного в него расцепителя и выбирается из ряда

номинальных токов расцепителя.

Частота питающего переменного тока должна соответствовать

ГОСТ 12434–83. В описании конкретных серий и типов выключателей с электромагнитными и полупроводковыми

максимальными расцепителями тока приведены значения и диапазоны уставок по току срабатывания, значения и диапазоны

выдержек времени для защиты в зонах токов перегрузки и короткого замыкания. Для выключателей с максимальными

расцепителями с обратнозависимой от тока выдержкой времени для защиты в зоне токов перегрузки приведены условия

срабатывания (несрабатывания) расцепителей (ГОСТ 9098–78). Предельная коммутационная способность выключателя

определяется значениями токов, характеризующих наибольшую включающую и отключающую способность выключателя.

Соотношение между этими токами "n" (для токов, характеризующих наибольшую отключающую способность до 1500 А) и

коэффициент мощности коммутируемой цепи предпочтительно принимать равными 1,41 и 0,95 соответственно (ГОСТ 9098–

78). Постоянная времени коммутируемой цепи должна выбираться по ГОСТ 9098–78 из ряда 5, 10, 15 мс (значение 15 мс

является предпочтительным). Для выключателей переменного тока в случае, если предельная коммутационная способность

задается только наибольшей отключающей способностью, ток, характеризующий наибольшую включающую способность

выключателей, должен быть не менее произведения n и тока, определяющего наибольшую (отключающую способность

выключателя при соответствующем коэффициенте мощности цепи.

Для выключателей постоянного тока ток, характеризующий наибольшую включающую способность, должен быть не

менее тока наибольшей отключающей способности.

Выключатели должны коммутировать токи предельной коммутационной способности в одном из следующих

номинальных коммутационных циклов:

где О – операция отключения; ВО – операция включения-отключения, т.е. включения, за которым немедленно следует

отключение без выдержки времени; П – пауза, которая должна быть не более 180 с, но не менее времени взвода

выключателя. Токи предельной коммутационной способности в номинальных коммутационных циклах устанавливаются в

ТУ на конкретные серии и типы выключателей. Выключатели должны включать и отключать токи предельной

коммутационной способности при номинальном коммутационном цикле без зачистки контактов, смены и ремонта

отдельных деталей.

Значения токов одноразовой предельной коммутационной способности при операциях ВО и О устанавливаются в

технических условиях на конкретные серии и типы выключателей.

Выключатели должны надежно включать и отключать любой ток, вплоть до токов предельной коммутационной

способности при 1.1 номинального напряжения и соответствующем коэффициенте мощности и постоянной времени цепи.

Общее количество циклов ВО при оперативных включениях и отключениях, а также количество циклов ВО под

нагрузкой (коммутационная износостойкость) устанавливается в ТУ на конкретные серии и типы выключателей.

Предпочтительно, чтобы отношение между количеством циклов ВО под нагрузкой и общим количеством циклов ВО

соответствовало табл. 1.1 (ГОСТ 9098–78).

Допустимое количество отключений выключателя под действием максимальных расцепителей тока из общего количества ВО

должно устанавливаться в ТУ на конкретные серии и типы выключателей и должно быть не менее 25 циклов ВО для

выключателей на номинальные токи до 1000 А включительно.

Выключатели с максимальными расцепителями токов должны быть термически и динамически стойкими во всем

диапазоне токов, вплоть до токов, характеризующих наибольшую включающую и отключающую способность при

регламентированном времени срабатывания выключателей и заданных параметрах цепи.

Термическая и электродинамическая стойкость (устойчивость при сквозных токах короткого замыкания) выключателей

без максимальных расцепителей тока устанавливается в ТУ на1.6. ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Выбор осуществляется по следующей схеме:

− назначение и область применения; род тока и величина номинального напряжения и тока главной цепи; количество

главных контактов;

− способ установки; тип присоединения;

− исполнение по виду максимальнотоковой защиты;

− вид максимального расцепителя;

− номинальный ток расцепителя;

− кратность уставки тока отсечки расцепителя максимального тока к номинальному току расцепителя;

− кратность уставки тока перегрузки к номинальному току расцепителя;

− время срабатывания автомата при 1,5Iн и 6Iн;

− предельная коммутационная способность выключателя;

− механическая износостойкость;

− количество коммутационных циклов под нагрузкой;

− термическая и электродинамическая стойкость выключателя;

− вид привода;

− количество и сочетание свободных контактов;

− степень защиты;

− габаритные и установочные размеры;

− масса. конкретные серии и типы выключателей.__

Автоматы установочные серии А3100

Предназначены для коммутации и защиты цепей переменного тока напряжением до 500 В и постоянного тока

напряжением до 220 В. Эти автоматы выпускались на токи до 630 А. Автоматы с номинальным током более 63 А имели

кроме тепловых еще и электромагнитные расцепители, срабатывавшие без выдержки времени. Данные автоматы

применялись в шкафах старых типов (ПР9000, ПД, ЩО59 и др.).

1.7.3. Автоматы серии АВМ

Применялись в установках при номинальном напряжении до 500 В переменного и до 440 В постоянного тока.

Автоматы были рассчитаны на токи 400, 1000, 1500 и 2000 А и выпускались в двух исполнениях: стационарном и

выдвижном с втычными контактами.

1.7.4. Автоматы серии ВА

Автоматические выключатели новых серий ВА-50 сейчас заменяют выключатели устаревших серий АЕ3700, АЕ20,

АВМ и предназначены для работы в сетях переменного до 660 В и постоянного до 440 В тока. Автоматы с номинальным

током до 100 А имеют только стационарное исполнение. При номинальных токах свыше 100 А они имеют как стационарное,

так и выдвижное исполнение.

Выключатели автоматические однополюсные типа ВА 22-77

(табл. 1.15 – 1.17) предназначены для проведения тока в нормальном режиме и отключения тока при коротких замыканиях и

перегрузках в электрических цепях с номинальным напряжением переменного тока 380 В частотой 50 и 60 Гц (с частотой до

30 включений в час); выключатели устанавливаются в жилых и административных зданиях.__

КОНТАКТОРЫ

Контактор – это двухпозиционный коммутационный аппарат с самовозвратом, предназначенный для частых коммутаций

токов, не превышающих токи перегрузки, и приводимый в действие приводом. Предназначен для дистанционного включения и

отключения силовых цепей переменного и постоянного тока напряжением до 1000 В. Контакторы применяются также в

устройствах автоматического включения резервного питания в сетях напряжением до 1000 В. Параметры контакторов

переменного и постоянного тока серий КТ, КТП, МК, КМ даны в .

1.9. МАГНИТНЫЕ ПУСКАТЕЛИ

Магнитный пускатель – это коммутационный аппарат для прямого пуска, остановки и защиты электродвигателей. Наиболее

распространены серии пускателей с контактной системой и электромагнитным приводом: ПМЕ, ПМА, ПА, ПВН, ПМЛ. В настоящее

время для двигателей с номинальным током до 40 А включительно следует применять пускатели серии ПМЛ, для двигателей на 63 А и

более – пускатели серии ПМА. Характеристики магнитных пускателей переменного и постоянного тока приведены в .

1.10. РУБИЛЬНИКИ И РАЗЪЕДИНИТЕЛИ

Рубильники предназначены для неавтоматического включения и отключения цепей переменного и постоянного тока

напряжением до 660 В. Они изготавливаются преимущественно на номинальные токи 25, 100, 250, 400, 630 и 1000 А.

Наиболее распространены рубильники серий: Р, РБ, РПБ и РПЦ. Буквы обозначают: Р – рубильник, РБ – рубильник с

боковой рукояткой; РПБ – рубильник с приводом боковым рычажным; РПЦ – рубильник с приводом центральным

рычажным.

Рубильники выпускаются одно-, двух- и трехполюсными с передним или задним присоединением проводов (шин).

Рубильники с открытыми ножами (без дугогасительных камер) называют разъединителями. Они обычно предназначены для

создания видимого разрыва цепи. Разъединители новой серии РЕ19, рассчитанные на ток 1000 А и выше, приведены в

1.11. БЛОК "ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ-ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ"

Данный блок представляет собой трехфазный коммутационно-защитный аппарат с номинальным током до 1000 А с двойным

разрывом цепи, выполненный совместно с приводом в одном конструктивном элементе.

В аппарате типа БПВ включение и отключение осуществляется патронами предохранителей типа ПН-2, вмонтированными в

рычажный привод.

2. ЗАЩИТНАЯ АППАРАТУРА

2.1. ТРЕБОВАНИЯ К ЗАЩИТНЫМ АППАРАТАМ

Защита сетей напряжением до 1000 В осуществляется в целях ограничения размеров повреждения электроустановок

при возникновении ненормальных режимов работы. Наиболее распространенными видами ненормальных режимов работы

являются короткие замыкания между фазами, однофазные короткие замыкания в сетях с заземленной нейтралью или

замыкания на землю одной из фаз при изолированной нейтрали, а также перегрузки, создаваемые потребителями.

В качестве основных аппаратов для защиты сетей напряжением до 1000 В применяют предохранители с плавкими

вставками и автоматические выключатели. Аппараты защиты по своей отключающей способности должны соответствовать

максимальному значению тока КЗ в начале защищаемого участка электрической сети .

Защита от токов КЗ должна осуществляться с наименьшим временем отключения и с обеспечением требования

селективности. При этом защита должна обеспечивать отключение поврежденного участка сети при КЗ в конце его: одно-,

двух- и трехфазных КЗ в сетях с глухозаземленной нейтралью, двух- и трехфазных КЗ в сетях с изолированной нейтралью.

Надежное отключение поврежденного участка сети обеспечивается, если отношение наименьшего расчетного тока КЗ к

номинальному току плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя будет не менее

значения, указанного в [ 1 ].

Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи срабатывания автоматических выключателей должны быть

минимально возможными и выбираться по расчетным токам нагрузки таким образом, чтобы эти аппараты не отключали

питание электроприемников при кратковременных перегрузках, например при запуске электродвигателей или включении

преобразовательных агрегатов.

В ряде случаев необходима защита сетей от возможной длительной перегрузки, которая может возникнуть при

различных отклонениях технологического процесса от расчетного или при ненормальных режимах работы сети.

Электрические сети внутри помещений, выполненные открыто проложенными проводниками с горючей наружной

оболочкой или изоляцией, должны быть защищены от перегрузок с тем, чтобы предотвратить возникновение пожаров в этих

помещениях вследствие перегрева проводов и возможного загорания изоляции. Кроме того, должны быть защищены от

перегрузок сети внутри помещений: осветительные сети в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях,

служебно-бытовых помещениях промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприемников

(чайников, холодильников и т.п.), а также в пожароопасных зонах; силовые сети на промышленных предприятиях, в жилых

и общественных зданиях, торговых помещениях – только в тех случаях, когда по условиям технологического процесса или

по режиму работы сети может возникать длительная перегрузка проводников; сети всех видов во взрывоопасных зонах.

В сетях, защищаемых от перегрузок, аппараты защиты по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам

проводников должны иметь кратность, не превышающую значений, указанных в ПУЭ.

2.2. МЕСТА УСТАНОВКИ ЗАЩИТНЫХ АППАРАТОВ

Аппараты защиты должны устанавливаться непосредственно в местах присоединения защищаемых проводников к

питающей линии. Причем их следует располагать по возможности в доступных для обслуживания местах так, чтобы была

исключена возможность их механических повреждений и при оперировании с ними или при их действии была исключена

опасность для обслуживающего персонала и возможность повреждения окружающих предметов.

При защите сетей предохранителями последние должны устанавливаться на всех нормально незаземленных полюсах

или фазах. Установка предохранителей в нулевых рабочих проводниках запрещается. При защите сетей с глухозаземленной

нейтралью автоматическими выключателями расцепители их должны устанавливаться во всех нормально незаземленных

проводниках. При защите сетей с изолированной нейтралью в трехпроводных сетях трехфазного тока и двухпроводных

сетях однофазного или постоянного тока допускается устанавливать расцепители автоматов в двух фазах при

трехпроводных сетях и в одной фазе (полюсе) при двухпроводных сетях.

Не допускается устанавливать аппараты защиты в местах присоединения к питающей линии таких цепей управления,

сигнализации и измерения, отключение которых может повлечь за собой опасные последствия (отключение пожарных

насосов, вентиляторов и т.п.). Во всех случаях такие цепи должны выполняться проводниками в трубах и иметь негорючую

оболочку .

2.3. ВЫБОР ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ И ИХ ПЛАВКИХ ВСТАВОК

Выбор предохранителей и их плавких вставок производится по двум критериям на основе технических условий и

каталогов .

1. Номинальные токи предохранителя (Iнп) и плавкой вставки (Iнв) не должны быть меньше максимального рабочего

тока цепи (Iраб):

Iнп ≥ Iраб, Iнв ≥ Iраб. (2.1)

За максимальный рабочий ток в расчетах принимается:

а) для одного электроприемника – его номинальный ток, который указывается в паспортных данных или определяется

по следующим формулам:

При небольшой частоте пусков двигателей и быстром их разгоне (менее двух секунд) принимают α = 2,5. Это обычно

характерно для условий работы большинства электродвигателей. При большой частоте пусков и длительности разгона более

двух секунд принимается α = 1,6…2,0. Это характерно, например, для двигателей подъемных кранов или двигателей,

соединенных с механизмами, создающими при пуске большой момент сопротивления на валу двигателя.

По наибольшему току из условий (2.1) и (2.2) выбирается номинальный ток плавкой вставки (табл. 2.1, 2.2).

В соответствии с ПУЭ выбранные _____плавкие вставки должны быть проверены по нескольким условиям.

По условию селективности их работы (рис. 2.1).__

РИС. 2.1. СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ

Селективность работы плавких вставок будет выполняться, если между номинальным током плавкой вставки головного

участка сети (Iнв1) и номинальными токами плавких вставок на ответвлениях к потребителям (Iнв2) выдерживаются

определенные соотношения.

Проверку плавких вставок по условию селективности следует проводить по типовым времятоковым характеристикам t

В сети напряжением ниже 1000 В применяют соединительные (узловые) пункты и вводные устройства . Соединительный пункт (СП) представляет собой распределительный щит или сборку, установленную в помещении или на открытом воздухе (в металлическом или деревянном шкафу, обитом изнутри несгораемым материалом).

Соединительные пункты используют для уменьшения длины петлевых кабельных линий, для возможности отключения участков сети напряжением до 1000 В и устанавливают в точках сети, куда заходят две и более кабельные линии. Размеры шкафов для СП зависят от числа заходящих кабельных линий, то есть размеров щита или количества мест на сборке.

Вводное устройство размещают на вводной кабельной линии у потребителя. Вводные устройства напряжением до 1000 В выполняют в виде ящиков с одной входящей и одной отходящей линиями и в виде распределительных шкафов и устройств. Наиболее распространены ящики ЯБПВ, ЯВЗ и Я3100.

Рис. 18. Ящик ЯБПВ-1 с блоком предохранитель — выключатель:

а — общий вид, б — разрез блока предохранитель — выключатель;

1 — контактные стойки с зажимами, 2 — изоляционная траверса,

3 — патрон предохранителя

Ящики ЯБПВ выполняют трехполюсными на 380 В и токи 100, 250 и 350 А с одним блоком предохранитель — выключатель БГШ (рис 18) и предохранителями ПН-2, а ящики ЯВЗ — трехполюсными на 500 В с одним блоком предохранителя — выключатель и токи 100, 200 и 300 А. При необходимости в ящиках ЯБПВ и ЯВЗ патрон предохранителя может быть заменен перемычкой, тогда аппарат представляет собой простой рубильник. Ящики Я3100 содержат трехполюсный автомат серии АЗ 100 на токи 50 — 600 А.

Вводные устройства в виде ящиков предусматривают электроснабжение потребителей по одному кабелю. Такая схема электроснабжения не является надежной и применяется сравнительно редко.

Для трех, пятиэтажных жилых домов используют вводные шкафы серии ШВ, а для домов повышенной этажности и общественных зданий — вводно-распределительные устройства ВРУ,

Вводные устройства предназначены для приема и распределения электроэнергии, защиты от перегрузок и токов короткого замыкания отходящих линий, а также для учета потребляемой электроэнергии в линиях домоуправления. На рис. 19 показаны схемы соединений и размеры шкафов ШВ.

Рис. 19. Вводные устройства ШВ:

а — общий вид, б — схема;

1 — конденсатор, 2 — рубильник, 3 — автоматы,

4 — питающие кабели, 5 — магистрали питания квартир,

6 — магистрали нагрузок домоуправления

Вводно-распределительные устройства ВРУ-70 выпускают в виде вводных и распределительных панелей, имеющих различные электрические схемы. В вводных панелях монтируют рубильники, переключатели, автоматы, в распределительных панелях — автоматы серии АЗ 100. Аппаратуру в ВРУ-70 устанавливают в стальных шкафах прислонного типа высотой 2000 мм, глубиной 420 мм, шириной 450, 630, 850 и 1100 мм. Ширина панели зависит от схемы и количества аппаратов, монтируемых в ней.

Шкафы вводных панелей делятся перегородкой на отделения ввода и учета. В отделении ввода размещают рубильники и переключатели с боковой рукояткой, расположенной внутри шкафа, в нижней части шкафов — шины для присоединения жил питающих кабелей, скобу для крепления кабеля и нулевую шину. На стальных дверях или на козырьке сверху вводного устройства устанавливают электроизмерительные приборы (амперметры, вольтметры). В шкафах распределительных панелей размещают автоматы отходящих линий, магнитные пускатели, фотовыключатели.

При разработке схем электроснабжения жилых и общественных зданий одновременно производят выбор вводно-распределительных устройств ВРУ-70. На рис. 20 показано ВРУ-70 для электроснабжения жилого девятиэтажного дома, которое собрано из вводного шкафа и распределительного ВРУ-70 .

Рис. 20 Вводно-распределительное устройство ВРУ-70

для электроснабжения жилого действующего дома:

а - общий вид, б - схема,

1 - конденсаторы, 2 - предохранители ПН-2,

Аппаратуру в ЩО-70 размещают в стальных шкафах одностороннего и двустороннего обслуживания высотой 2200 мм, глубиной 600 мм, шириной 800 — 1100 мм. Ширина шкафа зависит от типа оборудования, устанавливаемого в нем.

Распределительные устройства на напряжение до 1000 В состоят из щитов разного назначения.

Щиты подразделяют на распределительные, управления, релейные, сигнализации и контроля. Щит представляет собой металлическую конструкцию, комплектуемую из отдельных панелей или шкафов, на которых установлены приборы и аппараты, смонтированы сборные шины и проводки вторичных цепей, и изготовляются в открытом или закрытом исполнении.

В соответствии с проектной схемой щиты комплектуют из панелей и шкафов, которые в собранном виде являются комплектным электротехническим устройством.

Распределительные щиты служат для приема и распределения электрической энергии в сетях напряжением до 380 В и в зависимости от конструкции разделяются на щиты одно- и двустороннего обслуживания. Их комплектуют из типовых панелей: линейных, вводных и секционных. Линейные панели позволяют присоединять к сборным шинам электроприемники на номинальные токи от 100 до 1000 А через рубильники с предохранителями или автоматы. Вводные панели служат для присоединения шинных и кабельных вводов, секционные - для разобщения (секционирования) сборных шин. Наиболее распространены щиты одностороннего обслуживания из панелей Щ070-1, Щ070-2, двустороннего обслуживания из панелей ПРС и ШД.

Распределительные силовые шкафы служат для приема и распределения электрической энергии в промышленных установках с глухозаземленной нейтралью. Наиболее распространены шкафы ШРС на номинальные токи до 400 А и напряжения до 380 В. Ввод и вывод проводов и кабелей в шкафах осуществляется сверху и снизу. Максимальное количество и сечение жил проводов или кабелей, присоединяемых к одному вводному зажиму, для шкафов на номинальный ток 250 А - 2х95 мм 2 , на 400 А - 2х150 мм 2 .

Рис. 12. Нижний токоподвод в трубах к щиту из панелей Щ0-70 и Щ0-70М (а, б) или из панелей ПД и шкафов ШД (в, г), установленных на полу и перекрытии:
1 - трубы для токоподвода, 2 - основание - швеллер, 3 - проем для токоподвода

В зависимости от конструкции РУ подвод кабелей к панелям и шкафам может осуществляться снизу из кабельных каналов, из приямков, расположенных сзади щита или спереди, а также в трубах при установке щитов непосредственно на полу или на перекрытии (рис. 12). Провода и кабели жестко прикрепляют к металлическим конструкциям. При вводе кабелей в панели и шкафы сверху для их крепления используют консоли, перфорированные рейки и др.

Силовые распределительные шкафы индивидуальной установки в зависимости от конструкции имеют нижний ввод или нижний и верхний. При нижнем вводе питающие кабели или провода пропускают через патрубки, заложенные в строительном основании, и прикрепляют их к боковым стенкам шкафа скобами. Провода отходящих линий выводят снизу шкафа и крепят к перфорированным рейкам на его задней стенке перфорированным профилем, ПВХ лентами и т. п.

Комплектные распределительные устройства напряжением до 1000 В предназначены для приема и распределения электроэнергии, управления и защиты электроустановок от перегрузок и коротких замыканий. Они состоят из полностью или частично закрытых шкафов или блоков со встроенными в них коммутационными и защитными аппаратами, устройствами автоматики, измерительными приборами и вспомогательными устройствами.

Для распределения электроэнергии в цехах промышленных предприятий применяются силовые распределительные шкафы и пункты.

Шкафы силовые распределительные ШР11 применяются для приема и распределения электроэнергии в промышленных установках на номинальный ток до 400 А. В зависимости от типа шкафа на входе устанавливается рубильник, два рубильника при питании шкафа от двух источников или рубильник с предохранителем. Шкафы имеют 5…8 отходящих групп, укомплектованных предохранителями серии ПН2 или НПН2 на номинальные токи 60, 100 и 250 А. В таблице 8.3 приведены параметры некоторых типов распределительных шкафов ШР11.

Таблица 8.3 – Шкафы распределительные серии ШР11

Примечания.

1. Шкафы выпускаются по степени защиты оболочки шкафа в двух исполнениях IР22 и IР54 (структура обозначения приведена на рис.8.2), что отражается в обозначении шкафа введением дополнительно к марке шкафа обозначения 22У3 или 54У2, например, ШР11-73701-22У3 и ШР11-73701-54У2.

2. Длительно допустимая нагрузка шкафа со степенью защиты оболочки IР22 равна номинальному току вводного аппарата, а шкафов со степенью защиты IР54 – 80% этой величины.

Рисунок 8.2 – Структура условного обозначения степени защиты

Пункты распределительные серии ПР11 предназначены для распределения электроэнергии напряжением до 660 В переменного и 220 В постоянного тока и для обеспечения защиты линий при перегрузках и коротких замыканиях. Пункты укомплектованы автоматическими выключателями серии АЕ20 в однополюсном и трехполюсном исполнениях с номинальным током 63 и 100 А. В зависимости от схемы в шкафах устанавливается от 3 до 30 линейных однополюсных автоматических выключателей и от 1 до 12 – трехполюсных. На вводах пунктов предусматривается автоматический выключатель серии А3700 или АЕ20 на токи 100-630 А. Параметры некоторых типов распределительных пунктов ПР11 приведены в таблице 8.4.

Таблица 8.4 – Пункты распределительные серии ПР11

Продолжение таблицы 8.4

Примечания.

1. Пункты могут быть выполнены по степени защиты IP-21 и IP-54 (54 исполнение) и по климатическому исполнению и категории размещения У3, У1, Т3, Т1, ХЛ2, ХЛ3, ХЛ4.

2. Данные пунктов с однополюсными выключателями и комбинацией одно- и трехполюсных см. в .

Пункты распределительные серии ПР24 укомплектованы автоматическими выключателями серии А3700. В зависимости от схемы в шкафах устанавливается 4, 6, 8 или 12 линейных автоматов. В таблице 8.5 приведены параметры и комплектация некоторых типов распределительных пунктов ПР24.

Таблица 8.5 - Пункты распределительные серии ПР24 трехполюсного исполнения

Продолжение таблицы 8.5

Продолжение таблицы 8.5

Примечания.

1. В скобках указаны пункты с другими допустимыми токами при той же комплектности.

2. Пункты выпускаются по степени защиты в двух исполнениях – IP21 и IP54, что отражается в обозначении пункта введением дополнительно к марке пункта обозначений 21У3 или 54У3, например ПР24-3101-21У3 и ПР24-3101-54У3.

3. * номинальный ток термобиметаллических расцепителей выключателей типов: А3726ФУ3–(160-250)А, А3722ФУ3–160А; ** – то же, для типов А3716ФУ3–(16-160)А, А3712ФУ3–160А; *** – то же, для типов А3716ФУ3–(16-80)А.

Распределительные пункты серии ПР85 и ПР87 выпускаются на номинальные токи от 160 до 630 А. Комплектуются автоматическими выключателями серии ВА50 и предназначены для распределения электроэнергии и защиты электроустановок при перегрузках и токах КЗ, для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей и пуска асинхронных двигателей.

Пункты имеют исполнения по номинальному току – 160, 250, 400 и 630 А, по степени защиты оболочки – IP21 и IP54, по способу установки – напольное, навесное и утопленное. Пункты серии ПР85 предназначены для эксплуатации в сетях напряжением до 660 В переменного тока, а серии ПР87 – в сетях напряжением до 220 В постоянного тока. Пункты могут иметь на вводе автоматические выключатели серии ВА51, ВА55 и ВА56. В качестве линейных выключателей в пунктах устанавливаются автоматические выключатели однополюсные ВА51-29 и трехполюсные ВА51-31 и ВА51-35. Широкий диапазон номинальных токов расцепителей автоматических выключателей позволяет осуществить защиту электрических цепей и установок различенного назначения.

Структура условного обозначения распределительных пунктов приведена на рисунках 8.3, 8.4, а параметры и комплектация – в таблицах 8.6 и 8.7.

Рисунок 8.3 – Структура условного обозначения

распределительных пунктов серии ПР85 и ПР87

Рисунок 8.4 - Пример условного обозначения распределительного пункта серии ПР85

Таблица 8.6 - Технические данные распределительных пунктов серии ПР85 c трехполюсными линейными выключателями

Продолжение таблицы 8.6

Примечание. ПР 85 по схемам 153…155 имеют только навесное исполнение (IP21 и IP54), все остальные – навесное и напольное исполнение (IP21 и IP54).

Таблица 8.7 – Технические данные распределительных пунктов серии ПР 85 с одно- и трехполюсными линейными выключателями

Продолжение таблицы 8.7

Продолжение таблицы 8.7

Продолжение таблицы 8.7

Примечание . Пункты ПР 85 по схемам 001…089 по способу установки имеют исполнение навесное (степень защиты IP21 и IP54) или утопленное (IP21), а по схемам 099…114, 124…139, 152 – навесное и напольное (IP21 и IP54).

Страница 5 из 19

3. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ДО 1000 В
Распределительные устройства до 1000 В устанавливают в помещениях и на открытом воздухе. Их выполняют в виде распределительных, управления и релейных щитов и пультов, установок ячейкового типа, шкафов, шинных выводов и сборок. Распределительные устройства внутренней установки размещают в электротехнических и производственных, различного назначения, помещениях. Для установки на открытом воздухе в качестве оснований используют сборные железобетонные элементы, размещаемые на спланированных площадках на высоте 0,2 м. В районах, где возможны снежные заносы, опорные площадки для РУ поднимают до 1 м и более.
Электрооборудование РУ имеет нижние или верхние токоподводы. В зависимости от проектного решения и конструктивного выполнения РУ низкого напряжения напольного исполнения с нижним токоподводом устанавливают: на полу с токоподводом в трубах или с кабельным каналом сзади, на перекрытии, на полу с кабельным каналом спереди, над кабельным каналом (рис. 16). Для РУ с верхним токоподводом устраивают ниши и проемы в стенах и перекрытиях помещений.

Рис. 16. Способы установки щитов в РУ до 1000 В:
а - на полу с токоподводом в трубах; б - на полу с кабельным каналом сзади; е - на перекрытии; г - на полу с кабельным каналом спереди; д - над кабельным каналом

Крепление электрооборудования РУ осуществляется к закладным деталям, заделываемым в строительные основания. Различные варианты креплений показаны на рис. 17. Расстояния между закладными деталями обусловлены конструктивными особенностями электрооборудования. Например, закладные детали из стальных пластин устанавливают по фасаду щитов через каждые 1-2 м, два ряда деталей одного щита размещают на расстоянии, равном глубине его. Закладные детали в помещении РУ располагают с учетом определенных расстояний до стен и между щитами, вызываемых необходимостью устройства проходов, предусмотренных ПУЭ.

Рис. 17. Закладные детали для крепления электрооборудования:
а - план расположения; б - крепление закладной детали Э-2 к строительному основанию; е - расположение отверстий для анкерных болтов; I - закладная деталь; 2 - подливка пола; 3 - пол, перекрытие и сборный железобетон; 4 - ниша

Крупноблочные щиты защищенного исполнения, не имеющие рамных оснований, устанавливают на швеллеры № 6,5, заложенные в основание вдоль сборки шкафов. Щиты из панелей Щ070, РТЗО устанавливают на рамы. Шкафы, устанавливаемые на подставках, закрепляют к закладным деталям из стальных пластин. Напольные распредпункты ПР 9300 крепят к закладным элементам, заделываемым заподлицо с чистым полом. Для установки настенных пунктов закладные конструкции закрепляют на стенах. Допускается крепление электрооборудования РУ анкерными болтами, устанавливаемыми в гнезда, оставленные при выполнении строительных работ и заливаемые после монтажа панелей и шкафов цементным раствором. Использование металлических площадок для размещения электрооборудования РУ не требует закладных деталей, поскольку шкафы и панели закрепляют сваркой непосредственно к площадкам.

Щиты с размерами по высоте не более 2400, глубине не менее 550 мм и массой более 1600 кг и сборки шкафов при высоте менее 2200, глубине более 1100 мм и массе не менее 1200 кг могут устанавливаться непосредственно на чистом полу без крепления к закладным элементам.
Условия и порядок приемки под монтаж помещений РУ до 1000 В аналогичны условиям и порядку, рассмотренным в §2.
В период производства основных строительных работ до выполнения чистых полов и отделки в помещении РУ персонал групп подготовки производства в соответствии с проектом осуществляет контрольную разметку, определяет соответствие размещения закладных деталей между собой и по отношению к частям здания. При этом учитывают, что расположение закладных деталей предопределяет соответствие нормам минимальных размеров проходов в электротехнических помещениях после установки электрооборудования на них.
Таблица 6. Допускаемые расстояния при размещении электрооборудования РУ

Проверяют также соответствие размеров дверных проемов для доставки в собранном виде щитов, скомплектованных в блоки на предприятии-изготовителе или в мастерских.
Допускаемые расстояния от наиболее выступающих неогражденных неизолированных токоведущих частей (например, отключенных ножей рубильников), расположенных на доступной высоте (менее 2,2 м), приведены в табл. 6. Неизолированные токоведущие части, находящиеся на расстояниях менее указанных в табл. 6, ограждают сетчатыми сплошными или комбинированными конструкциями высотой 1,7 м.
Таким же способом защищают электрооборудование РУ с неогражденными токоведущими частями при размещении в производственных помещениях, доступных для неинструктированного персонала. Конструкция такого ограждения зависит от местных условий и может иметь съемные панели, закрепляемые и снимаемые с обязательным применением инструмента (например, гаечных ключей). Двери ограждения запирают на ключ. Расстояние от сетчатого ограждения до неизолированных токоведущих частей РУ составляет не менее 0,7, а от сплошных - не менее 0,05 м. Ширина проходов принимается в таких же размерах, как и для электропомещений.
При приемке помещения РУ под монтаж контролируют его размеры, наличие и размеры постоянных или временных монтажных проемов, а также возможность доставки блоков длиной до 4 м, наличие и привязку закладных деталей, возможность токоподвода.
Размеры помещения проверяют так же, как описано в § 2. Возможность доставки в помещение РУ сборок электрооборудования оценивают с учетом необходимых размеров (табл. 7) и расположения монтажных проемов.
Таблица 7. Минимальные размеры монтажных проемов в помещениях РУ

При проверке закладных деталей, заделанных в строительные основания РУ, контролируют расстояния: между закладными деталями одного щита, между закладными деталями и стенами помещения, между закладными деталями разных щитов при многорядном размещении электрооборудования; между закладными деталями в проходах одного ряда (рис. 18). Замеренные расстояния между закладными деталями по фасаду щитов РУ, зависящие от размеров электрооборудования, сравнивают с данными, приведенными в табл. 8.

Рис. 18. Контролируемые размеры в РУ до 1000 В:
а - план РУ; б - в - варианты размещения закладных деталей; 1 - закладная деталь Э-2
Таблица 8. Расстояния при устройстве закладных деталей в помещении РУ

Расположение закладных деталей по отношению к полу контролируют уровнем. Надежность крепления деталей к строительному основанию проверяют легкими ударами молотка.
Размещение закладных деталей для крепления электрооборудования РУ непосредственно связано с устройством отверстий для токоподвода, выполненных в соответствии с проектом. При нижнем токоподводе контролируют привязки труб в плоскости основания каждого шкафа или каждой панели, ширину и длину проемов (отверстий) вдоль щитов и их привязку по отношению к закладным деталям, возможность закрепления труб для прохода кабелей в проемах (к арматуре, оставленной в перекрытии, или решетке из круглой стали диаметром 8 мм с ячейками 130X130 мм) и размеры приямков для подключения кабелей, прокладываемых в кабельном канале.

При этом оси крайних закладных деталей совпадают с боковыми гранями щитов. При установке щитов одностороннего обслуживания прислонно к стене ближайший к ней ряд закладных деталей должен располагаться на расстоянии 100 мм. Другие расстояния между закладными деталями, связанные с устройством проходов обслуживания, оценивают с учетом требований ПУЭ, перечисленных выше.
Требования к другим конструктивным элементам помещений РУ аналогичны требованиям, рассмотренным в § 2.
В последние годы для размещения РУ до 1000 В применяют индустриальные панельные электротехнические помещения (ИПЭП) и объемные посты управления (ОПУ), изготовляемые заводами Минмонтажспецстроя. Длительное время, которое затрачивают строители на сооружение электротехнических помещений, может быть при применении ИПЭП (рис. 19) и ОПУ (рис. 20) значительно сокращено.

Рис. 19. Индустриальное панельное электротехническое помещение:
1 - конструкция крепления каркаса; 2 -рама каркаса; 3 - глухая стеновая панель; 4- ригель; 5 - глухая кровельная панель; 6 - панель с проемом; 7- опорная рама; 8 - панель с дверным блоком; 9 - панель с оконным блоком


Рис. 20. Объемный пост управления:
1 - опора с кабельной шахтой; 2- мостик для обслуживания; 3 - оконный проем; 4 - торцевая секция; 5 - рама; 6 - промежуточная секция; 7 - кровельная панель; 8 - стеновая панель; 9 - дверь; 10 - рама

Помещения ИПЭП имеют следующие внутренние размеры: высота 3540, ширина 3180, 4020, 5110 и 6100 м, длина 2400 и более с шагом 1200 мм. Поставляются ИПЭП комплектно, но в разобранном виде. Каркас помещения из П-образных рам связывается в жесткую конструкцию продольными ригелями, устанавливаемыми сверху и снизу. Стеновые и перекрытия панели усиливают жесткость. Основные панели имеют различные исполнения: глухие, с дверью, застекленным окном, проемом для электрических (шинопроводов, коробов и лотков с кабелями и проводами) и сантехнических коммуникаций. Панели перекрытия могут быть глухими или предусматривать проемы для выхода коммуникаций. При компоновке РУ двери, окна и проемы могут быть расположены в любом месте, что очень удобно для помещений различного назначения. Монтажные проемы могут быть образованы за счет нескольких панелей, устанавливаемых после такелажа электрооборудования.
Объемные посты управления изготовляют с односторонним остеклением. Они имеют размеры: высота 2600, ширина 3000 и длина 3000-24125 мм. Конструкция постов допускает их транспортирование в собранном виде со смонтированным электрооборудованием. При длине от 7525 до 24125 мм ОПУ транспортируют раздельными секциями длиной 3000, 4500 и 6000 мм. Эти посты могут быть установлены непосредственно на полу цеха, а при необходимости на специальных опорах. Стеновые и кровельные панели изготовляют трехслойными из алюминиевых листов соответственно с пенополиуретановым или минераловатным заполнителем. Стеновые панели изготовляют глухими, с вентиляционными отверстиями, окнами и дверями. Все они имеют одинаковые габариты и взаимозаменяемы. Это расширяет их области применения, например, в качестве небольших станций управления или РУ.