Розподільні пристрої: види, особливості конструкції

Розподільчим пристроєм (РУ) називають електроустановку, що служить для прийому та розподілу електроенергії і містить комутаційні апарати, збірні та сполучні шини, допоміжні пристрої (компресорні, акумуляторні та ін), а також пристрої захисту, автоматики та вимірювальні прилади.

Розподільні пристрої електроустановок призначені для прийому та розподілу електрики однієї напруги для подальшої передачі споживачам, а також для живлення обладнання в межах електроустановки.

Якщо все або основне обладнання РУ розташоване на відкритому повітрі, воно називається відкритим (ОРП): при його розташуванні в будівлі - закритим (ЗРУ). Розподільний пристрій, що складається з повністю або частково закритих шаф і блоків з вбудованими в них апаратами, пристроями захисту та автоматики, що поставляється в зібраному або повністю підготовленому для збирання вигляді називають комплектним і позначають для внутрішньої установки КРУ, для зовнішньої КРУН.

Центр живлення - розподільний пристрій генераторної напруги або розподільний пристрій вторинної напруги знижувальної підстанції, до яких приєднані розподільні мережі даного району.

Розподільні пристрої (РУ) класифікують за кількома критеріями, нижче наведемо їх види та особливості конструкції.

Розподільні пристрої до 1000 В

Розподільчі пристрої до 1000 В виконуються, як правило, у приміщеннях у спеціальних шафах (щитах). Залежно від призначення розподільні пристрої 220/380 (клас напруги 0,4кВ) можуть бути виконані для живлення споживачів або виключно для власних потреб електроустановки.

Конструктивно розподільні пристрої 0,4 кВ мають захисні апарати (автоматичні вимикачі, плавкі запобіжники), рубильники, вимикачі-роз'єднувачі та збірні шини, що з'єднують їх, а також клемні колодки для підключення кабельних ліній споживачів.

Крім силових ланцюгів у низьковольтних щитах може бути встановлений ряд додаткових пристроїв та допоміжних ланцюгів, а саме:

• прилади обліку електроенергії та трансформатори струму;

• ланцюги індикації та сигналізації положення комутаційних апаратів;

• вимірювальні прилади для контролю напруги та струму у різних точках розподільчого пристрою;

• пристрої сигналізації та захисту від замикань на землю (для мереж конфігурації IT);

• пристрої автоматичного введення резерву;

• ланцюги дистанційного керування комутаційними апаратами з моторними приводами

До низьковольтних розподільних пристроїв можна віднести щити постійного струму, що здійснюють розподіл постійного струму від перетворювачів, акумуляторних батарей для живлення оперативних ланцюгів електричного обладнання та пристроїв релейного захисту та автоматики.

Високовольтні розподільні пристрої

Розподільні пристрої класу напруги вище 1000 можуть бути виконані, як поза приміщень – відкритого типу (ВРП), так і всередині приміщень – закритого типу (ЗРП).

У закритих розподільних пристроях обладнання розміщується у збірних камерах одностороннього обслуговування КСО або у комплектних розподільних пристроях типу КРУ.

Камери типу КСВ найкращі для приміщень обмеженої площі, оскільки вони можуть встановлюватися впритул до стіни або один до одного задніми стінами. Камери КСВ мають кілька відсіків, закритих сітчастими огорожами або суцільними дверцятами.

КСВ комплектуються різним обладнанням, залежно від їхнього призначення. Для живлення ліній, що відходять, в камеру встановлюється високовольтний вимикач, два роз'єднувачі (з боку шин і з боку лінії), трансформатори струму, на лицьовій стороні розміщуються важелі управління роз'єднувачами, привід вимикача, а також низьковольтні ланцюги та пристрої захисту, реалізовані для захисту та управління даної лінією.

Камери цього типу можуть бути укомплектовані трансформаторами напруги, розрядниками (обмежувачами перенапруги), запобіжниками.

Розподільні пристрої типу КРУ являють собою шафу, розділену на кілька відсіків: трансформаторів струму і кабелю, що відходить, збірних шин, викочування частина і відсік вторинних ланцюгів.

Кожен відсік ізольований один від одного для забезпечення безпеки під час обслуговування та експлуатації обладнання шаф КРУ. Викочування частина шафи, залежно від призначення приєднання може бути укомплектована вимикачем, трансформатором напруги, розрядниками (ОПН), трансформатором власних потреб.

Висувний елемент щодо корпусу шафи може займати робоче, контрольне (роз'єднане) чи ремонтне положення. У робочому положенні головні та допоміжні ланцюги замкнуті, у контрольному — головні ланцюги розімкнуті, а допоміжні замкнуті (у роз'єднаному останні розімкнуті), у ремонтному — висувний елемент знаходиться поза корпусом шафи та її головні та допоміжні ланцюги розімкнуті. Зусилля, необхідне переміщення висувного елемента, має перевищувати 490 Н (50 кГс). При викочуванні висувного елемента отвори до нерухомих роз'ємних контактів головного ланцюга автоматично закриваються шторками.

Струмопровідні частини КРУ виконуються, як правило, шинами з алюмінію або його сплавів; при великих струмах допускається застосування мідних шин, при номінальних струмах до 200 А - сталевих. Монтаж допоміжних ланцюгів провадиться ізольованим мідним проводом перетином не менше 1,5 кв. мм, приєднання до лічильників - дротом перерізом 2,5 кв. мм, паяні сполуки – не менше 0,5 кв. мм. З'єднання, що зазнають вигинів і кручення, виконуються, як правило, багатожильними проводами.

Гнучкий зв'язок допоміжних ланцюгів стаціонарної частини КРУ з висувним елементом здійснюється за допомогою штепсельних роз'ємів.

Шафи КРУ, а також заземлювальні ножі повинні задовольняти вимоги щодо електродинамічної та термічної стійкості до наскрізних струмів короткого замикання. Для забезпечення вимог щодо механічної стійкості регламентовано кількість циклів, які мають витримувати шафи КРУ та її елементи: роз'ємні контакти головних та допоміжних ланцюгів, висувний елемент, двері, заземлюючий роз'єднувач. Кількість циклів включення та відключення вбудованого комплектуючого обладнання (вимикачі, роз'єднувачі та ін.) приймається відповідно до ПУЕ.

Для безпеки шафи КРУ забезпечуються рядом блокувань. Після викочування висувного елемента всі струмопровідні частини головних ланцюгів, які можуть опинитися під напругою, закриваються захисними шторками. Ці шторки та огорожі не повинні зніматися чи відкриватися без допомоги ключів чи спеціальних інструментів.

У шафах КРУ стаціонарного виконання передбачається можливість встановлення стаціонарних або інвентарних перегородок для відокремлення частин обладнання, що знаходяться під напругою. Не допускається використовувати для заземлення болти, гвинти, шпильки, що виконують роль кріпильних деталей. У місцях заземлення має бути напис «земля» або знак заземлення.

Вид шафи КРУ визначається схемою головного ланцюга КРУ. Основним електричним апаратом, що визначає конструкцію шафи, є вимикач: застосовуються маломасляні, електромагнітні, вакуумні та елегазові вимикачі. Схеми вторинних ланцюгів надзвичайно різноманітні та повністю поки що не уніфіковані.

Комплектні пристрої можуть мати різну конструкцію, наприклад, з елегазової ізоляції – КРУЕ або передбачені для зовнішньої установки – КРУН, які можна монтувати поза приміщеннями.

Розподільні пристрої відкритого типу передбачають встановлення електричного обладнання на металевих конструкціях, бетонних фундаментах, без додаткового захисту від зовнішніх впливів. Допоміжні ланцюги обладнання ОРУ монтують у спеціальних шафах, що мають захист від механічних впливів та вологи.

Розподільні пристрої як закритого, так і відкритого типів класифікуються за кількома критеріями, залежно від їх конструктивного виконання (схеми).

Перший критерій - спосіб виконання секціонування. Розрізняють розподільні пристрої з секціями шин та системами шин. Секції шин передбачають живлення кожного окремого споживача від однієї секції, а системи шин дозволяють перемикати одного споживача між кількома секціями. Секції шин з'єднуються секційними вимикачами, а системи шин – шиносоїдними. Дані вимикачі дозволяють запитувати секції (системи) один від одного у разі втрати живлення на одній із секцій (систем).

Другий критерій – наявність обхідних пристроїв – однієї чи кількох обхідних систем шин, які дозволяють виводити у ремонт елементи устаткування без необхідності знеструмлення споживачів.

Третій критерій - схема живлення обладнання (для відкритих РУ). В даному випадку можливо два варіанти схеми – радіальна та кільцева. Перша схема спрощена та передбачає харчування споживачів через один вимикач та роз'єднувачі від збірних шин. При кільцевій схемі живлення кожного споживача здійснюється від двох-трьох вимикачів. Кільцева схема більш надійна та практична у плані обслуговування та експлуатації обладнання.