2.4 Учетный этажный щиток.

Этажные щитки – предназначены для приема, учета и распределения электрической энергии питание которых осуществляется от трехфазной четырехпроводных электрических сетей напряжением 380/220 В с глухозаземленной нейтралью в многоэтажных домах, нечастого включения и отключения линий групповых цепей, для их защиты при перегрузках и коротких замыканиях, а также защиты человека от поражения электрическим током и предотвращения пожара с помощью устройства защитного отключения УЗО.

Распределительные щитки обычно выполняются встроенными в стену, но иногда и в виде навесных ящиков. Все они изготовляются в защищенном исполнении и укомплектованы пакетным трехполюсным выключателем на вводе и автоматическими выключателями или плавкими вставками на выходе для включения и защиты отходящих групповых линий.

Существует множество конструктивных исполнений и схем вводно-распределительных устройств осветительных электроустановок жилых домов. Отличаются они друг от друга, главным образом, количеством и компоновкой приборов, номинальным током ввода, а также характеристиками отключающих и защитных аппаратов.

Учетный этажный щиток:

1 – автоматические выключатели, 2 – счетчики электрической энергии,

3, 5 – пакетные выключатели,

4 – электросчетчик, 6 – автомат, 7 – сжим, 8 – заземляющий болт,

9, 10 – телевизионная и телефонная коробки,

11 – радиоплинт.

Конструктивное исполнение: Металлический корпус щита этажного имеет сварную конструкцию, изготовленную из металла толщиной 1,5мм. Щиты могут быть встраиваемого и навесного исполнения. Конструкция обеспечивает ввод и вывод проводов и кабелей с любой стороны шкафа, кроме лицевой. Дверцы корпуса открываются на угол не менее 95 градусов. Лицевая панель изготавливается со степенью защиты IР 31. Корпуса щитов этажных подразделяются по конструкции на:

1. ЩЭ-0 - корпус без ячеек на дверях (могут использоваться от 2 до 4 квартир);

2. ЩЭ-2 - двухквартирные;

3. ЩЭ 3- трехквартирные;

4. ЩЭ-4- четырехквартирные.

Конструкция щитков предусматривает наличие отсеков:

1. абонентский отсек, в котором устанавливается аппаратура защиты вводов и отходящих линий в квартиры;

2. отсек учета, в котором устанавливаются однофазные электрические счетчики и автомат отключения стояка;

3. слаботочный отсек для размещения устройств телефонной, радио и телевизионной сетей.

Аппараты защиты:

Автоматический воздушный выключатель (автомат) - это аппарат, предназначенный для автоматического размыкания электрических цепей или отключения электроустановки при возникновении в них токов перегрузки и короткого замыкания, а также при недопустимом снижении или полном исчезновении напряжения.

Воздушным называют выключатель потому, что электрическая дуга, возникающая между его контактами в момент отключения, гасится в среде окружающего воздуха. Основными частями выключателей являются контактная система, дугогасительное устройство и механизм свободного расцепления.

Автоматический выключатель:

1 – основание; 2 – крышка; 3 – неподвижный контакт; 4 – дугогасительная камера;

5 – подвижный контакт; 6 – кнопка «включено»; 7 – кнопка «отключено»;

8 – регулировочная пружина; 9 – зажим для присоединения электроприемника;

10 – якорь; 11 – обмотка; 12 – рейка, размыкающая контакты;

13 – биметаллическая пластина; 14 – зажим для присоединения к сети.

Автоматические выключатели, не обладая недостатками предохранителей, обеспечивают быструю и надежную защиту проводов и кабелей сетей, как от токов перегрузки, так и от токов короткого замыкания. Кроме того, они используются и для управления при нечастых включениях и отключениях. Таким образом, автоматические выключатели совмещают в себе одновременно функции защиты и управления.

Для выполнения защитных функций автоматы снабжают механизмами свободного расцепления подразделяемых на три вида: тепловые, электромагнитные, и комбинированные (тепловыми и электромагнитными). Механизм свободного расцепления обеспечивает отключение автомата даже тогда, когда рукоятку удерживают во включенном положении.

Тепловые расцепители осуществляют защиту от токов перегрузки, а электромагнитные от токов короткого замыкания.

Действие тепловых расцепителей автоматов основано на использовании нагрева биметаллической пластинки, изготовленной из спая двух металлов с различными коэффициентами теплового расширения. В расцепителе при токе, превышающем ток, на который они выбраны, одна из пластин при нагреве удлиняется больше и вследствие большего ее удлинения воздействует на отключающий пружинный механизм.

В результате чего коммутирующее устройство автомата размыкается. Тепловой расцепитель автомата не защищает питающую линию от токов короткого замыкания. Это объясняется тем, что тепловой расцепитель, обладая большой тепловой инерцией, не успевает нагреться за малое время существования тока КЗ.

Электромагнитный расцепитель представляет собой электромагнит, который воздействует на отключающий пружинный механизм. Если ток в катушке превышает определенное, заранее установленное значение (ток срабатывания), то электромагнитный расцепитель отключает линию мгновенно. Настройку расцепителя на заданный ток срабатывания называют уставкой тока. Уставку тока электромагнитного расцепителя на мгновенное срабатывание называют отсечкой. Электромагнитные расцепители не реагируют на токи перегрузки, если они меньше уставки срабатывания.

При размыкании электрической цепи с током между расходящимися контактами возникает дуговой разряд. Дуга образуется даже при отключении тока 0,5 А при напряжении 15 В.

По степени быстродействия автоматические выключатели делятся на: сверхбыстродействующие (менее 0,06 с), быстродействующие (от 0,06 до 0,08 с), ускоренного действия (от 0,08 до 0,12 с), небыстродействующие (свыше 0,12 с).

Также автоматические выключатели разделяют по величине коммутируемого тока на: слаботочные (до 10 А) и сильноточные (свыше 10 А). При этом нижние пределы коммутируемых токов достигают 10 А, а напряжений 10 В.

Предохранители представляют собой простейшие электрические аппараты, служащие для защиты электрических цепей и электроустановок от недопустимых токов нагрузки или токов короткого замыкания. Предохранители на напряжение менее 1000 В характеризуются номинальными токами плавкой вставки и самого предохранителя. Эти приборы предназначены для выявления и однократного отключения электрической цепи при КЗ или перегрузке.

Электрический предохранитель типа ПР:

а – устройство патрона; б – плавкие элементы (вставки); в – внешний вид;

1 – разборный патрон; 2 – контактная стойка; 3 – фибровая трубка; 4 – плавкий элемент;

5 – латунная втулка; 6 – латунный колпачок; 7 – фиксирующая шайба;

8 – контактный нож.

Низковольтные предохранители состоят из корпуса, плавкой вставки, контактной части, дугогасительного устройства или дугогасительной среды. Номинальным током планкой вставки называют ток, рассчитанный для ее длительной работы, а номинальным током предохранителя наибольший ток из номинальных токов плавких вставок, допускаемых к применению в данном предохранителе. В одном предохранителе могут находиться плавкие вставки на различные допустимые номинальные токи.

Плавкие вставки предохранителей изготовляют из меди, цинка, свинца и серебра. Цинк и свинец обладают большим удельным сопротивлением, поэтому вставки из них имеют большое сечение. Применяемые в предохранителях без наполнителей, они имеют большие выдержки времени при перегрузках. Медь и серебро обладают малым удельным сопротивлением, это способствует быстрому срабатыванию плавких вставок и приводит к очень высоким температурам нагрева корпуса предохранителя.

Для снижения температуры плавления вставок из тугоплавкого металла в режиме, соответствующем наименьшему плавящему току, применяют плавкие вставки с «металлургическим эффектом». На концы таких вставок, выполненных из меди или серебра, напаивают шарики из легкоплавкого металла. Когда вставки нагреваются до температуры, значительно превышающие температуру плавления шарика, они расплавляются и как бы растворяют тугоплавкий металл в том месте, где наложен шарик. Вставка перегорает при меньшей температуре, но за больший отрезок времени. В предохранителях современных конструкций используют различные способы гашения дуги. Наиболее распространено гашение газами, выделяющимися под действием высокой температуры из твердого дугогасящего материала (фибра, оргстекло, винипласт). Другим способом гашения дуги является помещение плавкой вставки в мелкозернистый наполнитель (кварцевый песок, тальк). В этом случае дуга горит в контакте с его мельчайшими частицами, что обеспечивает интенсивный теплоотвод от нее и способствует ее гашению. Плавкие предохранители служат для автоматического отключения электрических цепей при коротких замыканиях или перегрузках. В предохранителях предусмотрена медная или цинковая пластина плавкая вставка, которая последовательно включена в цепь и расплавляется, когда сила тока в цели выше допустимого предела. Плавкая вставка расплавляется тем быстрее, чем больше сила тока.

Конструктивно различают предохранители в открытых фарфоровых трубках, разборные и насыпные. В открытых фарфоровых трубках плавкие вставки размещены внутри трубки открытой с обоих концов. В разборных предохранителях цинковая плавкая вставка помещена в фибровую трубку, плотно закрытую колпачками. Детали служат для присоединения предохранителей к электрической цепи. В насыпных предохранителях параллельно включенные плавкие вставки круглого сечения размещены внутри фарфоровой изоляционной трубки с мелкозернистым кварцевым песком. Возникающая при плавлении вставки электрическая дуга соприкасается с мелкими зернами песка, интенсивно охлаждается, деионизируется и поэтому быстро гаснет. Предохранители насыпного типа ограничивают силу тока короткого замыкания. Их выпускают на силу тока до 600 А, иногда снабжают индикаторами срабатывания.

Учетная аппаратура:

Счетчик – это контрольно измерительный прибор индукционной системы переменного тока, предназначенный для учета расхода электрической энергии. Приборы индукционной системы в настоящее время служат для измерения расхода электрической энергии в цепях переменного тока. Действие индукционного счетчика основано на взаимодействие вихревых токов с вращающимся магнитным полем. Основными деталями индукционного счетчика являются два электромагнита 1 и 2, подвижные алюминиевый диск 5, редуктор 3, счетный механизм 4 и тормозной магнит 6.

Магнитная система электромагнита 1 и 2 имеет воздушные зазоры, причем катушка электромагнита 1 включается с нагрузкой последовательно, а катушка электромагнита 2 параллельно. При определенном расположении электромагнитов между их полюсами создается вращающееся магнитное поле, в котором помещен свободно вращающийся алюминиевый диск. Вращающееся магнитное поле, пронизывая алюминиевый диск, индуцирует в нем вихревые токи. В результате взаимодействия вихревых токов с вращающимся магнитным полем возникает механическая сила, которая приводит диск во вращение. Сила взаимодействия между вихревыми токами и вращающимся магнитным полем пропорциональна произведению мгновенных значений тока и напряжения, т. е. мощности токоприемников: M = kP, где k – постоянный коэффициент. Чтобы скорость вращения диска была пропорциональна мощности токоприемников, применен тормозной магнит 6. в диске при вращении его между полюсами тормозного магнита индуцируются вихревые токи, которые, взаимодействуют с магнитным полем магнита, создавая противодействующий момент, пропорциональный частоте вращения диска. Чем быстрее вращается диск, тем больше сила его торможения. Частота вращения диска становится постоянной, когда вращающий момент уравновешивается тормозным моментом. Счетный механизм прибора измеряет число оборотов диска, т. е. параметр, пропорциональный энергии, расходуемой на работу токоприемника.

Коммутационная аппаратура:

Пакетными выключателями называют коммутационные аппараты ручного неавтоматического действия предназначенные для нечастых коммутаций электрических цепей.