Электротехнические и электромонтажные работы - Георгий Лаптев

Наиболее часто используют принципиальные схемы, схемы соединений (монтажные) и схемы подключения.

Принципиальные схемы, на которых показывают все элементы и связи между ними, дают детальное представление о принципе действия электроустановки. На монтажных схемах показывают соединения в пределах отдельных частей электроустановки (панели щита, привода выключателя и др.), изображая провода, жгуты и кабели, а также места их присоединения и ввода. Кроме того, на монтажных схемах приводят взаимное расположение отдельных элементов. На схемах подключения показывают внешнее соединение отдельных частей электроустановки между собой, преимущественно изображая ряды зажимов, и подключаемые к ним кабели, жгуты, провода.

Электрическая схема представляет собой графическое изображение элементов электроустановок и их взаимосвязей.

Для изображения схем применяют условные графические обозначения, установленные рядом ГОСТов, входящих в Единую систему конструкторской документации (ЕСКД).

Распределительные устройства

Распределительным устройством (РУ) называют электроустановку, предназначенную для приёма электрической энергии от источника питания и распределения её между отдельными потребителями. Таким образом, РУ являются составными частями электрических сетей, в которых сходятся питающие и отходящие линии.

Обычно РУ содержат сборные шины, через которые распределяется поступающая электроэнергия, коммутационные, защитные, измерительные и токоограничивающие аппараты.

Коммуникационные аппараты необходимы для включения и отключения отдельных присоединений (линий, трансформаторов) как в нормальных условиях эксплуатации, так и при их нарушениях от соответствующих устройств релейной защиты и автоматики.

Защитные аппараты служат для защиты электрооборудования от перенапряжений, коротких замыканий (К.З.) и перегрузок.

Измерительные аппараты (трансформаторы тока и напряжения) питают измерительные приборы, реле защиты и автоматики.

Токоограничивающие аппараты применяются для ограничения токов К.З., облегчая тем самым работу электрооборудования, входящего в состав РУ.

В установках до 1000В распределительные устройства выполняют в виде щитков, шкафов, щитов с соответствующей аппаратурой, а также в виде токопроводов (магистральных, распределительных и осветительных).

Щитки изготовляют в виде плоской панели, на которой размещают защитные аппараты (предохранители или автоматы) или предохранители и выключатели для отходящих линий.

Рис. 2. Распределительные щиты:

а – одностороннего обслуживания ЩО, б – блочный (его панель).

Для распределения электроэнергии между силовыми приёмниками служат силовые пункты, обычно выполняемые в виде шкафов и щитов, составленных из отдельных панелей, где размещены коммутационные, защитные и измерительные аппараты. Распространены блочные щиты, каждая панель которых укомплектована стандартными блоками (блоки предохранителей, предохранитель – выключатель и выключатели).

В цехах промышленных предприятий для распределения электроэнергии между силовыми и осветительными приёмниками широко используют шинопроводы, составленные из прямых секций на прямых участках, угловых и ответвительных (тройниковых) секций.

Широкое распространение получили комплектные распределительные устройства (КРУ), которые изготовляют на заводах, что позволяет значительно ускорить процесс их монтажа и улучшить качество.

Аппараты распределительных устройств напряжением до 1 000В

В электроустановках до 1 000В применяют коммутационные аппараты для отключения, включения и переключения электрических цепей, защиты этих цепей от сверхтоков при перегрузках и коротких замыканиях применяют коммуникационные аппараты: рубильники и переключатели, предохранители и автоматы.

Простейшими коммуникационными аппаратами являются рубильники и переключатели.

Рис. 3. Коммутационные аппараты:

а, б – рубильники, в – переключатель; 1 – рукоятка, 2 – подвижные контакты (ножи), 3 – неподвижные контакты (губки), 4 – выводы, 5 – рычажный привод, 6 – дополнительные неподвижные контакты, 7 – дополнительные выводы.

Рубильники выпускают одно-, двух- и трёхполюсными с центральной рукояткой (Рис.3а,) или с боковой рукояткой (Рис.3б), а так же переключатели с рычажным приводом (Рис.3в, п.5).

Широко применяют пакетные выключатели ПВ, набираемые из отдельных пакетов (секций) по одному на каждый полюс. Выключатель обычно снабжают фиксирующей шайбой для чёткой фиксации в заданном положении, например включенном и отключенном. Пакетные выключатели выпускают на напряжение до 380В и токи от 10 до 400А.

Рис. 4. Пакетный выключатель ПВ

а – в собранном виде, б – со снятой крышкой, в – секция; 1 – крышка, 2 – ручка, 3 – пружина, 4 – корпус секции, 5 – неподвижный контакт, 6 – контактный валик, 7 – фиксирующая шайба, 8 – ось, 9 – подвижный контакт.

Простейшими аппаратами для защиты электроустановок от перегрузок и коротких замыканий служат плавкие предохранители. В каждом предохранителе имеется плавкая вставка, которая является ослабленным участком в электрической цепи и выбирается таким образом, чтобы при увеличении тока до значения, больше допустимого, она расплавлялась и тем самым разрывала цепь защищаемой электроустановки.

Рис. 5. Плавкие предохранители: а – резьбовой, б – трубчатый ПР-2, в – трубчатый ПНС; 1 – пробка, 2 – плавкая вставка, 3 – резьбовая деталь основания под пробку, 4 – резьбовая деталь пробки, 5 – контактный винт,

6 – контакт, 7 – изолирующее основание.

Конструкции плавких предохранителей разнообразны. Пробочные предохранители изготовляют с плавкими вставками от 6 до 20А.

В силовых сетях применяют трубчатые предохранители. Все предохранители, заполнены кварцевым песком (кроме РП-2) и устанавливаются в вертикальном или горизонтальном положении.

Воздушные автоматические выключатели (автоматы), созданные для замены рубильников и плавких предохранителей, предназначены для коммуникации цепей электроустановок при токах нормальных режимов нагрузки и защиты от токов короткого замыкания, перегрузки и снижения напряжения. Отдельные автоматы выполняют не все перечисленные функции, а лишь часть их. Включение и отключение автоматов могут осуществляться как вручную, так и дистанционно с помощью электроприводов.

Для защиты однофазных электрических сетей жилых и общественных зданий применят автоматы АБ25, А3161, А63 и др.

Рис. 6. Установочный автомат АБ25:

1 – указатель срабатывания, 2 – рукоятка, 3 – неподвижный контакт, 4 – корпус, 5 – подвижный контакт рычага, 6 – термобиметаллический элемент расцепителя, 7 – боковая крышка.

Автоматические выключатели АП50 широко применяются в установках напряжением до 380 В переменного тока и 220 В постоянного тока для автоматического отключения при коротких замыканиях или токах перегрузки, для нечастой коммуникации в тех же установках и для пуска и защиты трёхфазных асинхронных электродвигателей.

Рис. 7. Автоматический выключатель АП50:

а – общий вид (со снятой крышкой), б – продольный разрез; 1 – механизм свободного расцепления, 2 – рычаг, 3 – кнопка отключения, 4 – кнопка включения, 5 – выводы, 6 – дугогасительная камера, 7 – крышка, 8 – стальные пластины дугогасительной камеры, 9 – подвижный контакт, 10 – гибкое соединение, 11 – траверса, 12 – электромагнитный расцепитель, 13 – тепловой расцепитель, 14 – неподвижный контакт, 15 – пластмассовый корпус.

Конструктивно автоматы могут сильно отличаться друг от друга, но принципы их работы сохраняются неизменными. В состав автоматов входят: контактная система, дугогасительные устройства, расцепители, привод и механизм свободного расцепления. Этот механизм является важной частью каждого автомата. Он обеспечивает моментальное размыкание главных контактов и невозможность их удержания во включённом состоянии при сохранении ненормального режима установки.