книги из ГПНТБ / Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий учебник

составляет 100, 250 и 400 Â, а при защите автоматами 100, 200, 400 и 600 А.

По устойчивости к ударному току короткого замыкания рас­ пределительные щиты выпускаются в двух исполнениях: устойчи­ вые при токе до 30 и до 50 кА.

А А-А

7250

Рис. 6-8. Панель распределительного щита двустороннего обслу­ живания серии ПРС на три линии с рубильниками и предохраните­ лями.

Наиболее совершенная коммутация распределитель­ ного щита подстанции получается в случае применения автоматов, снабженных максимальной селективной защи-

180

\

той, однако вследствие их дефицитности распределитель­ ные щиты изготовляются также с рубильниками и предо­ хранителями.

При составлении схемы распределительного щита под­ станции необходимо так подбирать нагрузки и отходящие линии, чтобы щит не получился громоздким и дорогим, но в то же время был устойчивым против токов короткого замыкания. Если есть необходимость в отходящих линиях небольших сечений, следует ставить силовые шкафы или осветительные щитки вне подстанции и там уже группиро­ вать нагрузки по более мелким магистралям. В случае применения рубильников и предохранителей пропускную способность отходящих линий для силовой нагрузки реко­ мендуется принимать 250 и 400 Ä, редко 600 А. В сетях, где применены кабели с бумажной изоляцией и алюминиевы­ ми жилами, отходящей линии на ток 250 А соответствует кабель сечением (3 X 150) мм2 и на 400 А 2 (3 X 120) мм2 или же провода марки АПРТО-500 в газовой трубе сече­ ниями соответственно 3 (1 X 150) и 6 (1 X 120) мм2. Сечения проводов и кабелей выше 150 мм2 применять не рекомендуется. При нагрузках на линию больше 250 А рекомендуется производить расщепление сечений провода одной фазы на два и более, так как при сечениях свыше 150 мм2 плотность тока допустимой нагрузки снижается.

В схемах распределительных шкафов для силовых сетей и щитков осветительных сетей должно быть обеспе­ чено отключение всего шкафа или щитка без нарушения работы остальных шкафов или щитков, питающихся от одной магистрали. Для силовых шкафов это достигается применением общих рубильников на вводе, причем при питании группы шкафов «цепочкой» каждый шкаф может быть отключен без нарушения работы самой «цепочки». Для потребителей, требующих более надежного электро­ снабжения, применяются шкафы с двумя рубильниками или контакторами (при АВР) на вводе для подключения к независимым источникам питания.

Для осветительных сетей наиболее распространена схема рис. 6-1, причем отключение вторичного щитка производится при помощи предохранителей на головном щитке. При питании щитков «цепочкой» необходимо иметь рубильник для отключения каждого щитка.

Ответвления от силовых шкафов и осветительных щитков защищаются предохранителями или установочными автоматами.

181

6-3. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ Ш КАФЫ И ЩИТКИ

При радиальных схемах питания для силовых токопри­ емников применяются распределительные шкафы с пре­ дохранителями или автоматами, а для осветительных распределительные щитки с предохранителями и выключа­ телями (или без них) или же с установочными автоматами. В магистральных сетях на ответвлениях устанавливаются силовые ящики с рубильниками и предохранителями или с автоматами.

Рис. 6-9. Распределительные ящики «европейской системы».

В ФРГ,- Англии и других европейских странах приме­ няются распределительные пункты, комплектуемые из пластмассовых ящиков (рис. 6-9). Нашей электропро­ мышленностью начато изготовление аналогичных распре­ делительных ящиков из пластмассы типа РУС (рис. 6-10).

Стандартный тип распределительного пункта в виде силового шкафа с горизонтальным расположением фазных шин и вертикальным расположением предохранителей отходящих линий показан на рис. 6-11. Шкаф имеет один вводный или два сблокированных рубильника, что позво­ ляет отключать шкаф от сети для ремонтов, присоедине-

182

ния новых цепей и т. п. Шкафы выполняются двух типо­ размеров до пяти или до восьми трехфазных групп. Шкафы типа СП62 защищенного и типа СПУ62 закрытого (с уплот­ нением) исполнения. При необходимости иметь большее число групп ставят несколько шкафов. При выборе шкафов для конкретного участка сети следует предусматривать

Рис. 6-10. Распределительное устройство РУС из пластмассовых ящиков.

а — общий вид; б — вид при снятых крышках.

одну-две резервные группы. Недостатком этих распреде­ лительных шкафов является необходимость смены патро­ нов под напряжением.

Более совершенным типом распределительного пункта является шкаф, состоящий из ячеек с оборудованием на разный ток, набираемых в стандартные корпуса. На крыше каждой ячейки U-образные контакты, с помощью которых

183

при открывании крышки снимается напряжение с данной ячейки, благодаря чему замена предохранителя произво­ дится совершенно безопасно. Силовые шкафы подобного типа изготовляются рядом зарубежных фирм с примене­ нием предохранителей и автоматов для защиты отходя­ щих линий.

Рис. 6-11. Силовой распределительный пункт серии СП62.

Для защиты и отключения ответвлений от магистралей применяются силовые ящики с блоками «предохранитель — выключатель» на 100, 200 и 350 А. Кроме того, изготовля­ ются силовые пункты типа СУ9500 с установочными авто­ матами А3100 на 100 и 200 А трех типоразмеров с числом трехфазных групп от одной до двенадцати, применяемые большею частью для лабораторий и зданий общественного и административного назначения.

т

Силовые шкафы располагаются в помещениях, не опасных по взрыву и пожару, чаще всего около стен или колонн цеха, но кото­ рым к ним подводится питание от верхних магистралей, обычно проводом в стальных трубах. При выполнении магистральной сети кабелем, проложенным в каналах, шкафы ставятся над каналом. На наших предприятиях принята следующая система нумерации рядов колонн: горизонтальные ряды — буквами А, Б, В, Г и т. д., и вертикальные — цифрами 1, 2, 3, 4 п т. д.; рекомендуются также маркировать шкафы по номеру колонны (нанрнмер, шкаф 23.В, шкаф 17Г и т. д.).

В случае применения в цехах различных родов тока, напряже­ ний и частот для шкафов вводится условная окраска, позволяющая эксплуатационному персоналу быстрее ориентироваться. На внут­ ренней стороне крышки шкафа дается его схема с указанием номе­ ров групп, приемников, питающихся от каждой группы, сечения провода it тока плавкой вставки. Для цехов, опасных в отношении коррозий и взрыва, силовые шкафы выносятся в отдельные поме­ щения, изолированные от основного производства и имеющие от­ дельный вход снаружи, — так называемые электропомещеиия.

Осветительные щитки оборудуются установочными авто­ матами типа АБ25 на ток 15 и 20 А. Другая серия освети­ тельных щитков имеет исполнения без автомата и с автома­ том на вводе; отходящие линии защищаются автоматами. При дистанционном управлении освещением на вводах групповых щитков устанавливаются контакторы. Заводы электропромышленности выпускают групповые освети­ тельные щитки серии СУ9400 с автоматическими выклю­ чателями. Для сырых помещений и наружных установок применяются закрытые щитки в чугунном корпусе с уплот­ нением.

6-4. МАРКИ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ И ОБЛАСТЬ ИХ ' ПРИМЕНЕНИЯ

В начальный период индустриализации нашей страны основным проводниковым материалом для электро­ сетей была медь и частично сталь; в последние три десятка лет основным цветным металлом является алюминий, из которого в настоящее время в СССР изготовляется более 70% кабельной продукции. Применение меди в качестве проводников весьма ограничено и допускается в виде исключения для тяжелых ошиновок электропечей («корот­ кая сеть»); для троллейных токопроводов; во взрыво­ опасных помещениях классов В-І и В-Іа и во вторичных цепях подстанций напряжением 220 кВ и выше; меха­ низмов доменных печей обжимных и непрерывных станов;

185

кранов С жидким и горячим металлом; быстроходных кра­ нов — уборочных, перегружателей и т. п. и панелей защи­ ты, автоматики и управления электроприводами.

Замена меди алюминием в электротехнике происходит также и за рубежом благодаря его более низкой стоимости, меньшему весу и большей распространенности в земной коре.

Сталь в качестве проводникового материала использо­ валась в промышленных сетях в 1930—1950 гг. для линий постоянного тока, троллейных линий и мелких шинопро­ водов. По мере развития алюминиевой промышленности применение стали, обладающей большим сопротивлением, сократилось; в настоящее время она применяется только для троллейных линий по соображениям механической прочности и износоустойчивости.

Впоследние годы повысился интерес к использованию натрия

вкачестве проводникового материала. Согласно данным, опубли­ кованным в американской литературе, стоимость проводникового материала при одинаковой проводимости составляет для меди 100% , алюминия 34% и натрия 14,7%. Сравнительные данные этих метал­ лов приведены в табл. 6-2.

Использование натрия затруднено невозможностью примене­ ния его в открытом виде, в особенности из-за недопустимости соп­ рикосновения с водой, что вызывает пожар. Первые попытки ис­ пользовать натрий, относящиеся к 30-м годам, состояли в заливке жидким натрием стальных труб с заделкой концов, однако экспери­ менты не дали положительных результатов.

В связи с применением пластмассовой, в частности полиэтиле­ новой, изоляции появились возможности создания натриевых ка­ белей. Полиэтиленовая трубка заполняется натрием и заделывается герметически по концам. Получается легкий кабель (плавающий в воде), гибкий (натрий мягок, как сливочное масло), но вызываю­ щий пожар при повреждении. Вследствие этого он может приме­ няться только для подземных прокладок. Существуют способы мон­ тажа соединения таких кабелей, даже со вскрытием натрия, требую­ щие специадышх мер безопасности. Соединения заводских отрез­ ков кабелей с оконцезателями выполняются без особых затрудне­ ний. В США есть опытные участки кабелей с натриевой жилой, работающие с 1963 г. при напряжении 600 и 15 000 В. В СССР про­

186

водятся исследовательские работы по использованию натрия в опыт­ ных установках.

В связи с широким применением токопроводов, требу­ ющих повышенной механической прочности, которой не обладает чистый алюминий, применение получил один из сплавов алюминия — АД-31. Его проводимость по срав­ нению с алюминием на 13% ниже, однако механическая прочность приближается к прочности стали, что дает боль­ шой технико-экономический эффект при использовании его для токопроводов.

При маркировке проводов и кабелей приняты следующие обо­ значения.

Неизолированные провода обозначаются первыми буквами металла проводника: медь — М, алюминий — А, сталь — С, сталеалюминий — АС.

Изолированные провода и кабели с медными жилами не имеют специальных обозначений металла жилы; провода и кабели с алю­ миниевой жилой имеют букву А в начале маркировки, например, провод ПР — с медной жилой и АПР — с алюминиевой жилой. Аналогично бумажная изоляция для кабелей не обозначается, в то время как другие виды изоляции проводов и кабелей обозначаются соответствующей первой буквой: резиновая — Р, полихлорвини­ ловая — В, полиэтиленовая — П.

Материал оболочки кабелей маркируется первой буквой: сви­ нец — С, алюминий — А, полихлорвинил — В, нейрит (негорю­ чая резина) — Н.

Буква Г входит в обозначение марок проводов, являющихся

ги б к и м и (жила, сплетенная из тонких проволок), и в обозна­ чения кабелей, у которых оболочка или защитная броня являются

го л ы м и (в отличие от таких же кабелей, имеющих поверх обо­ лочки слой пряжи для защиты от коррозии при прокладке в земле или воде).

Например, СРГ — медный провод с резиновой изоляцией и голой свинцовой оболочкой; МГЭ — гибкий медный голый провод для электропечных установок.

Бронированные кабели с ленточной броней имеют марки­ ровку буквой Б и с проволочной броней — П.

Малая буква «г» обозначает гофрированную оболочку, приме­ няемую для получения гибкой конструкции кабеля.

Наиболее ходовые марки проводов с резиновой изоляцией

смедными жилами: ПРГ — гибкий, ПРП — с металлической оп­ леткой, ТПРФ — с металлической оболочкой (фальцованный), ПРТО — для прокладки в стальных трубах (соответственно АПРТО

салюминиевой жилой), ПРЛ — монтащный (лакированный),

ШРПЛ — шланговый переносный легкий и ШРПС — то же сред­ ний. Провода с полихлорвиниловой изоляцией — установочные ПВ и АПВ, плоские ППВ и АППВ. В перспективе резиновая изоля­ ция будет заменена на синтетическую, как это имеет место за рубежом.

Для кабелей наиболее ходовые марки СБ и АСБ с медными и алюминиевыми жилами, с бумажной изоляцией, свинцовой оболоч­ кой, ленточной броней, покрытой пряжей. Те же кабели без пряжи—

187

СБГ п АСБГ; при алюминиевой оболочке соответственно получаются маркировки АБ и ААБ или АБГ и ААБГ.

Контрольные кабели имеют в маркировке букву К, например КАБГ — контрольный кабель с модной жилой, бумажной изоля­ цией, алюминиевой оболочкой и голой броней.

В справочниках приведены таблицы марок проводов и кабелей, применяемых для электросетей промпредприятий, и таблицы выбора марок проводки и способа про­ кладки в зависимости от окружающей среды. Последние таблицы служат в основном для контроля допустимости того или иного способа прокладки.

6-5. ЦЕХОВЫЕ СЕТИ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 000 В В ПОМЕЩЕНИЯХ, НЕ ОПАСНЫХ ПО ПОЖАРУ И ВЗРЫВУ

История развития цеховых сетей напряжением до 1000 В показывает общую тенденцию к отказу от скрытой про­ кладки проводников в стенах, каналах, под шашкой пола,

встальных трубах, проложенных в полу, и к переходу

коткрытым верхним проводкам — по фермам, перекры­ тиям, подкрановым балкам, потолку, стойкам и па тросе.

Опыт показал, что в кабельных каналах даже сравни­ тельно чистых производств собирается грязь, вода, эмуль­ сии, масло и т. п., разрушающе действующие на оболочки кабеля. Кроме того, кабельные каналы стесняют техноло­ гическую планировку производства с перемещаемым обо­ рудованием. Поэтому устройства в полу цехов кабельных каналов следует по возможности избегать в производствах с перемещаемым оборудованием.

Широко применявшаяся ранее проводка под деревян­ ной шашкой пола проводом в трубах и кабелем, защищен­ ным профильной сталью, также не оправдала себя на прак­ тике и теперь не применяется.

Недостаток скрытой проводки в стальных трубах состо­ ит в частой повреждаемости проводов из-за попадания влаги, а также в отсутствии гибкости такой сети при изме­ нении технологии. Скрытая проводка в стальных трубах сохраняет свое значение в металлургии для прокатных цехов, где другой род проводки между помещениями маг­ нитных станций, постами управления и двигателями не­ осуществим. В самих помещениях машинных залов с под­ валами, помещениях магнитных станций управления (ПСМ)

ипостов управления (ПУ) выполнение скрытой проводки в стальных трубах нецелесообразно. В этих помещениях

188

проводка может быть выполнена многожильными кабелями или проводами, уложенными по специальным поддержи­ вающим конструкциям — лоткам (рис. 6-12).

Количество стальных труб, требующихся для выполне­ ния электропроводок современного прокатного стана, составляет более 200 км. В настоящее время стальные трубы заменяются пластмассовыми, что одновременно улучшает изоляцию проводок, по требует механической защиты (при производстве строительных работ).

Рис. 6-12. Прокладка проводов и кабелей в лотках (ВАЗ в г. Тольятти).

Недопустима скрытая (в стенах и колоннах) проводка в стальных трубах в помещениях с химически агрессивной средой. В подобных цехах проводка должна по возмож­ ности выноситься на наружные стены зданий, а внутри цеха — на конструкции, скобы или подвешиваться на тросе. Проводка не доляша касаться стен и потолка, на которых оседают вещества, разъедающие изоляцию про­ водов.

Наибольшие трудности возникали при создании рацио­ нальной системы проводок в цехах с перемещаемым обо­ рудованием, например в машиностроительной промыш­ ленности. Попытки создать универсальную сеть в виде трубных проводок под полом, на фермах перекрытий и на стойках высотой 1 м не увенчались успехом.

189