Формы внутреннего разделения (секционирования) низковольтных комплектных устройств (НКУ)
ГОСТ Р 51321.1-2007 определяет формы в нутреннего разделения (секционирования) НКУ с помощью перегородок или ограждений (металлическими или неметаллическими) на отдельные отсеки или подсекции. Это делается, в соответствии с техническим заданием, и обеспечивает:
Виды внутреннего разделения НКУ
Главный критерий
Вспомогательный критерий
Схема сеционирования
Форма 1
Без внутренего разделения
Форма 2
Отделение сборных шин от функциональных блоков
Форма 2a
Зажимы для внешних проводников не отделены от сборных шин
Форма 2b
Зажимы для внешних проводников отделены от сборных шин
Форма 3
Отделение сборных шин от функциональных блоков, а также с разделением всех функциональных блоков.
Отделение зажимов для внешних проводников от функциональных
Форма 3a
Зажимы для внешних проводников не отделены от сборных шин
Форма 3b
Зажимы для внешних проводников отделены от сборных шин
Форма 4
Отделение сборных шин от всех функциональных блоков, а также с разделением всех функциональных блоков.
Отделение зажимов для внешних проводников, связанных с одним функциональным блоком, от зажимов другого функционального блока и сборных шин
Форма 4a
Зажимы для внешних проводников находятся в одной секции с функциональным блоком
Форма 4b
Зажимы для внешних проводников находятся в разных секциях с функциональным блоком, но в отдельной отделенной защищенной секции
Низковольтные комплектные устройства могут быть разделены на отдельные ячейки и секции с помощью специальных перегородок. Это называется внутренним секционированием, которое регулируется ГОСТом Р 51321.1.2007. Благодаря секционированию обеспечивается эффективная защита энергоустановок и персонала, который их обслуживает. Разделение НКУ на функциональные блоки гарантирует высокую надёжность и удобство обслуживания. Секционирование необходимо для следующих задач: — Обеспечение защиты от прикосновений к токоведущим элементам электроустановки (если одна из частей НКУ обесточена для проведения работ, а остальные продолжают функционировать); — Защита от попадания элементов одной секции в другую; — Понижение рисков возникновения и распространения электрической дуги внутри щита.
Формы секционирования
Существует 7 общепринятых форм секционирования НКУ.
Форма 1 – Без разделения на блоки.
Форма 2 – Функциональные блоки отделены от системы шин. Также различают два типа данной формы (2a – Клеммы для присоединения внешних проводников никак не отделены от сборных шин; 2b – Клеммы для присоединения внешних проводников находятся отдельно от сборных шин)
Форма 3 – Функциональные блоки отделены от системы шин, Зажимы для присоединения внешних проводников отделены от функциональных ячеек. (3a – Клеммы для присоединения внешних проводников не отделяются от сборных шин; 3b – Клеммы для присоединения внешних проводников находятся отдельно от сборных шин)
Форма 4 – Функциональные блоки отделены от системы шин, а также разделены между собой. Зажимы для внешних проводников одного блока отделены от зажимов других блоков и от сборных шин. (4a – Клеммы для присоединения внешних проводников находятся в той же секции, где и функциональный блок; 4b – Клеммы находятся отдельно от функционального блока и друг от друга)
Формы 2b, 3b, 4b обеспечивают наиболее безопасное подключение внешних проводников, так как клеммы отделены от силовых шин. Состав ячеек В составе функциональных блоков может находиться различное оборудование: контакторы, автоматы и выключатели нагрузки, микропроцессорные блоки релейной защиты и прочие элементы управления и автоматики. В состав одного функционального блока может входить несколько элементов, отвечающих за одну задачу. Одно распределительное устройство может включать в себя функциональные блоки различных размеров, типов и мощности. Органы индикации и управления вынесены на лицевую панель, что позволяет осуществлять контроль и управление не открывая дверей. Возможно стационарное и выдвижное исполнение функциональных блоков.
СТАЦИОНАРНЫЕ БЛОКИ
Ячейка принимает вид определённой формы секционирования. Коммутационные аппараты крепятся на монтажную плату и присоединяются к силовым шинам проводами или изолированной гибкой шиной. Такие блоки могут быть оснащены втычными или выкатными автоматическими выключателями. Ниже изображён пример не выкатного исполнения НКУ с секционированием нашего производства на ток 2500А.
ВЫДВИЖНЫЕ БЛОКИ
В отличие от стационарных блоков, выдвижные позволяют реализовывать «горячую» замену всего функционального блока, а не какого-то отдельного аппарата. Они сводят к минимуму риски ошибок персонала при эксплуатации. Подключение происходит через разъемные контактные соединения и могут находиться в трёх возможных положениях: — «Вкачено» (функциональный блок установлен в рабочем положении, контакты силовых и вторичных цепей замкнуты, а механическая блокировка не позволяет извлечь блок); — «Проверка (тест)» (Среднее положение блока. Силовые цепи разомкнуты, а вторичные замкнуты. В данном положении производится проверка оборудования); — «Выкачено» (Силовые и вторичные цепи разомкнуты, функциональный блок может быть полностью извлечён со всем оборудованием)
На нашем производстве изготавливаются шкафы с разной формой секционирования. Щиты 0 4кв с секциями выкатного исполнения ячеек. РУНН нашей сборки с номинальным током 5000А.
Можно констатировать факт: человек XXI века — человек энергозависимый. Львиную долю в данной зависимости составляет электроэнергия, как наиболее гибкая форма. C каждым годом уровень потребления электроэнергии только возрастает. Поэтому любая из систем электрораспределения в итоге доходит до предела по резерву, превышение которого негативно влияет на главные критерии: качество электроэнергии и безопасность оборудования и персонала. Последнее особенно актуально в наши дни: все чаще недостатки существующих систем электроснабжения приводят к плачевным результатам (так, по данным «Российской энциклопедии по охране труда», в 22-23% случаев причина пожара — неисправность электрооборудования и приборов).
Необходимый резерв
Предугадать будущие потребности в энергии заранее довольно сложно, однако, как показывает опыт, «запас карман не тянет». Величина этого запаса должна определяется индивидуально для каждого объекта по оптимальному соотношению будущих потребностей и сегодняшних затрат на установку резерва. Существующие энергосистемы довольно часто либо лишены резервов вообще, либо до такой степени устарели, что не позволяют интегрировать вновь подключаемое современное оборудование.
Современные решения позволяют решить эту проблему: на этапе создания системы электрораспределения предусматривается резервный отсек с секционным выключателем требуемого номинала (электрошкаф) или же монтируется система шин и оставляется резервное пространство для дальнейшей установки дополнительных шинных адаптеров под автоматические выключатели. Системы шин позволяют предусмотреть резерв для дальнейшего развития, при этом частично затраты на развитие энергосистемы относятся на будущее.
Безопасность оборудования и персонала
Обеспечить сохранность оборудования и безопасность персонала можно с помощью применения таких конструктивных элементов, как электротехнические шкафы и щиты. Далеко не все устройства обладают требуемой степенью защиты, поэтому их просто необходимо устанавливать в закрытые корпуса. Токоведущие части и особо ответственные приборы закрываются в прочные стальные (или полимерные) конструкции, которые в общем случае могут иметь степень защиты вплоть до IP69K (более высокие степени защиты встречаются в специальных устройствах).
Кроме того, использование различных опциональных устройств позволяет достичь максимального уровня безопасности персонала. Речь идет о разделяющих и изолирующих крышках и вставках, монтажных модулях, полностью блокирующих доступ к устройствам во включенном состоянии.
Еще одно немаловажное преимущество установки приборов в шкафу — в малом объеме можно с легкостью поддерживать требуемую рабочую температуру с минимальными затратами энергии. Особенно это важно для северных регионов, где разброс максимальных температур весьма велик.
Элементы систем электрораспределения
Зачастую системы электроснабжения базируются на типовых решениях, доставшихся нам еще с советских времен. Существует множество таких решений, скрывающихся под аббревиатурами типа ВРУ, ЯУ, ШУ, ЩАП и т.д. Устройства с именами подобного рода выпускаются многими заводами-изготовителями и, в принципе, для каждого производителя несколько различаются — нужно индивидуально изучать, что же скрывается под той или иной аббревиатурой. Однако в целом суть этих решений не менялась коренным образом: защитную и коммутационную аппаратуру старого образца заменили на новые типы, оставив принципиальную схему и конструктивное исполнение без изменений. Насколько такое решение соответствует современным требованиям — риторический вопрос. Вполне возможно, что проектировщики и службы эксплуатации используют их «по инерции», как хорошо знакомый и простой продукт.
Тем не менее, в последнее время западные компании активно внедряют свои логически завершенные решения. И если вновь создаваемые установки высокого и среднего напряжения в большинстве случаев комплектуются импортным оборудованием, то в области электрораспределения низкого напряжения (особенно на большие токи) однозначных лидеров еще нет. Вероятно, что выгодные позиции займет производитель, который предложит современный системный подход к построению систем электроснабжения. На мой взгляд, Ri4Power от компании Rittal (рис. 1) — пример такого продукта.
Рис. 1. Общий вид системы Ri4Power
«Электрораспределение в совершенной форме»
Так говорят сами сотрудники Rittal о Ri4Power. В основе Ri4Power лежит платформа шкафа TS8, хорошо известная потребителям и отлично зарекомендовавшая себя при реализации множества проектов на Урале. TS8 — прочный и легкий каркас, для которого выпускается огромное число комплектующих и составляющих, комбинируя которые, можно получить конфигурацию шкафа, удобную для размещения всего необходимого оборудования, будь то силовые устройства, частотные преобразователи, элементы автоматики или IT-устройства для 19″ монтажа. Это своего рода конструктор, в котором не нужно дополнительно применять сварку, резку, сверлить отверстия: в большинстве случае все возможные варианты монтажа уже продуманы разработчиками. Помимо шкафа TS8 Ri4Power включает установки с формой секционирования 1 для создания вводно-распределительных щитов для различного типа нагрузок, низковольтные комплектные устройства (НКУ) с формой секционирования до 4b, систему НКУ ISV с использованием защитных пластронов. В довершение ко всему — специализированное программное обеспечение Rittal Power Engineering для проектирования всех вышеперечисленных установок. Имеются также следующие виды защит:
Назначение внутреннего секционирования
Внутреннее секционирование достигается путем установки секционных перегородок, крышек либо кожухов приборов, делящих пространство шкафа на секции. Преимущества внутреннего секционирования:
Внутреннее секционирование позволяет достичь следующих целей по защите:
Формы секционирования показаны на рис. 2
Рис. 2. Формы секционирования системы Ri4Power
Форма 1 — Отсутствие внутреннего секционирования.
Нет защиты от прикосновения у токовых шин при открытых дверях или крышках и при снятии опциональной фронтальной защиты от прикосновения. Нет защиты от проникновения посторонних тел при открытой конструкции коммутационных приборов.
Форма 2 — Секционирование между шинными сборками и функциональными блоками.
Форма 2a — Нет секционирования между контактами подключения и шинными сборками.
Форма 2b — Секционирование между контактами подключения и шинными сборками.
Защита от прикосновения к токовым шинам при работе с функциональными блоками.
Защита от проникновения посторонних тел в пространство шинной сборки.
Форма 3a — Нет секционирования между контактами подключения и шинными сборками.
Форма 3b — Секционирование между контактами подключения и шинными сборками.
Защита от прикосновения к токовым шинам и соседним функциональным блокам при работе с функциональными блоками. Защита от проникновения посторонних тел в пространство шинной сборки и соседние отсеки с функциональными блоками.
Форма 4a — Контакты подключения в одних и тех же секциях с функциональными блоками.
Форма 4b — Контакты подключения в разных секциях относительно функциональных блоков. Защита от прикосновения к токовым шинам и соседним функциональным блокам при работе с функциональными блоками, либо контактами подключения. Защита от проникновения посторонних тел в пространство шинной сборки и соседние отсеки с функциональными блоками и контактами подключения.
Ri4Power форма 1
Это модульная система для низковольтного электрораспределения, включающая в себя стандартные типы отсеков: панель силового выключателя, панель секционного выключателя, панель с силовыми разъединительными планками NH, а также кабельные панели. По своей сути стандартные панели — современный аналог типовых НКУ, о которых речь шла выше.
В наличии имеются системы как трехполюсного, так и четырехполюсного исполнения — система Rittal Flat-PLS или Maxi-PLS позволяет произвольным образом комбинировать панели НКУ, причем положение главной шинной сборки может быть как в области крыши, так и в области основания шкафа — максимально удобная привязка шкафа к ситуационным условиям.
Устройства протестированы с приборами производства компаний Siemens, Eaton (линейка Moeller), Merlin Gerlin, ABB, Mitsubishi.
Ri4Power форма2-4
Новинкой Rittal является наличие внутреннего секционирования у шкафов TS 8 (рис. 3). Эта инновационная идея открывает новые преимущества при монтаже и эксплуатации: дизайн внутреннего секционирования делает эксплуатацию и модифицирование НКУ абсолютно безопасными. Решение применимо для промышленных установок, зданий и различных решений в области инфраструктуры.
Рис. 3. Пример секционирования шкафов TS 8
При построении систем применяются компоненты RiLine60, Flat-PLS и Maxi-PLS, на основе которых создается полностью изолированная система, достигается безопасное и быстрое контактирование.
Rittal ISV
Программа продуктов ISV (рис. 4), помимо модульных шкафов ISV-TS8 и AE содержит обширный спектр стандартизированных монтажных модулей, которые дополняются важнейшими компонентами электрораспределения. Таким образом, из согласованных между собой стандартных компонентов имеется возможность создавать разнообразные индивидуальные комбинации, которые можно легко компоновать, подсчитывать стоимость, проектировать, заказывать и монтировать.
Рис. 4. Продукция линейки Rittal ISV
Такая система является более гибкой и позволяет создавать шкафы различной конфигурации в отличие от вышеупомянутых типовых НКУ.
Шинные сборки
Шинные сборки (рис.5) позволяют максимально эффективно использовать пространство, обладают большими резервами по безопасности, гарантируя полную защиту от прикосновения.
Рис. 5. Система шинных сборок Rittal
Следует отметить, что оборудование для всех низковольтных устройств управления нагрузками и электрораспределения до 5500 A протестировано согласно IEC 60439 часть 1. Вдобавок к типовым испытаниям совместно с известными на рынке коммутационными приборами проводятся испытания на нагрев с различными вариантами степени защиты корпуса, испытания на устойчивость к короткому замыканию шинных сборок. Все это гарантирует высокие стандарты безопасности в области электрораспределения пользователей установок Ri4Power.
Система также обладает ценовыми преимуществами — стандартизованные серийные модули стоят дешевле, чем специальные решения, а благодаря продуманной технологии быстрого монтажа экономится дорогостоящее рабочее время. Примечательно, что для линейки Ri4Power применимо правило «один в поле воин» — монтаж осуществим силами одного человека.
Подводя итоги, хочется заметить: настала пора уходить от старых решений, применение которых обусловлено скорее привычкой, нежели требованиями современности. Во главу всего необходимо поставить актуальные задачи: безопасность персонала, безопасность оборудования, простота обслуживания, проектирования и монтажа. Какие решения на рынке соответствуют всем требованиям — решать потребителям. Самое главное, что они уже есть, и информация о них вполне доступна.
Формы внутреннего разделения (секционирования) низковольтных комплектных устройств (НКУ)
ГОСТ Р 51321.1-2007 определяет формы в нутреннего разделения (секционирования) НКУ с помощью перегородок или ограждений (металлическими или неметаллическими) на отдельные отсеки или подсекции. Это делается, в соответствии с техническим заданием, и обеспечивает:
Виды внутреннего разделения НКУ
Главный критерий
Вспомогательный критерий
Схема сеционирования
Форма 1
Без внутренего разделения
Форма 2
Отделение сборных шин от функциональных блоков
Форма 2a
Зажимы для внешних проводников не отделены от сборных шин
Форма 2b
Зажимы для внешних проводников отделены от сборных шин
Форма 3
Отделение сборных шин от функциональных блоков, а также с разделением всех функциональных блоков.
Отделение зажимов для внешних проводников от функциональных
Форма 3a
Зажимы для внешних проводников не отделены от сборных шин
Форма 3b
Зажимы для внешних проводников отделены от сборных шин
Форма 4
Отделение сборных шин от всех функциональных блоков, а также с разделением всех функциональных блоков.
Отделение зажимов для внешних проводников, связанных с одним функциональным блоком, от зажимов другого функционального блока и сборных шин
Форма 4a
Зажимы для внешних проводников находятся в одной секции с функциональным блоком
Форма 4b
Зажимы для внешних проводников находятся в разных секциях с функциональным блоком, но в отдельной отделенной защищенной секции