Полезные материалы

Расширенный обзор вводно-распределительных устройств

Расширенный обзор вводно-распределительных устройств

ВРУ – это специальная электротехническая конструкция с приборами и аппаратами, выполняющими определенные функции в рамках ее назначения. По сути, она является посредником между источником питания (трансформаторная подстанция) и приемниками электроэнергии (локальные электросети).

Шкафы размещаются в зоне ввода питающего кабеля на территории зданий или в пристройках. Если объект имеет несколько отдельных вводов, все они оснащаются собственными ВРУ. При наличии дополнительных сооружений на участке за главным устройством должны следовать агрегаты для обслуживания каждого из них.

Назначение

За контроль и распределение электрической энергии, поступающей в помещение, отвечают различные приборы. НКУ позволяют сгруппировать их в пределах небольшого пространства и собрать в систему со слаженной работой всех элементов. Из этого следует, что шкаф ВРУ – комплексный механизм, состоящий из панелей (одной или нескольких), в которых оборудование (трансформаторы, автоматы, счетчики, рубильники, предохранители и др.) располагается рядом друг с другом и функционирует как единое целое. На количество и виды аппаратуры, вмонтированной внутрь корпуса, влияют размеры и потребности сооружения, где будут устанавливаться конструкции, поэтому их сборка носит индивидуальный характер.

Агрегаты предназначены для приема и снабжения объектов электроэнергией, распределения ресурсов по зонам, осуществления компоновки в одном месте защитных, контрольных, измерительных и учетных приборов. Чаще всего щит ВРУ оснащается рубильниками, предотвращающими повреждение элементов электрической сети сверхтоками и короткими замыканиями. Также он способен выполнять нечастые оперативные остановку и возобновление подачи питания к отдельным частям зданий, устройствам и механизмам.

Область применения

Аппараты характеризуются обширной сферой применения. Они обслуживают жилые многоквартирные дома, частный сектор, крупные предприятия и небольшие производства. Поскольку основой конструкции являются самостоятельные панели, эти НКУ могут встраиваться в любые схемы электроснабжения, реализованные на объектах (независимо от количества этажей, насыщенности и разветвленности сети), или в группах помещений, входящих в состав конкретного сооружения.

Вводно-распределительными устройствами оборудуются торговые и офисные центры, детские сады и школы, ГАЭС. С их помощью организуется энергообеспечение тепловых пунктов, физкультурно-оздоровительных учреждений, щитов и шкафов управления и автоматики птицефабрик, животноводческих, зерносушильных и зерноочистительных комплексов и др.

За счет возможности расширения функционала агрегатов путем внедрения в структуру системы ввода резерва они монтируются на металлургических заводах, предприятиях химической промышленности, имеющих непрерывный цикл производства, насосных станциях водоснабжения и канализации. ВРУ размещаются в больницах, музеях регионального значения, библиотеках и архивах с фондом в 100 тыс. единиц, котельных и на территории других зданий с потребителями первой категории по ПУЭ.

От аппаратов с АВР, подсоединенным к распределительной панели, запитаны электроприборы и цепи управления технических средств тушения огня, цепи элементов противопожарной сигнализации, эвакуационное освещение и иные приемники, в задачи которых входит оповещение и ликвидация возгорания.

Конструкция некоторых ВРУ предполагает наличие блока с фотореле или реле времени. Это позволяет в автоматическом режиме регулировать освещение лестниц, коридоров, холлов, вестибюлей жилых и общественных зданий – выключать соответствующие линии, когда уровень света по датчику увеличивается до 20 лк, и включать, если значение падает до 10 лк. Указанные операции также выполняются по таймеру.

■ ■ ■

Автоматы

■ ■ ■

Классификация

Выделяется 7 основных признаков, согласно которым классифицируются НКУ этого вида.

По критерию места установки аппараты бывают уличными и ориентированными на нахождение в помещении. При этом степень защиты корпуса будет варьироваться от IP31 до IP65 (класс должен соответствовать условиям конкретной зоны расположения).

По номиналу тока существуют устройства на 100 А, 250 А, 400 А, 630 А; по типам исполнения и обслуживания – напольные, навесные ВРУ и односторонние, двусторонние соответственно.

Функционал панелей обусловливает их дифференциацию на вводные, распределительные и вводно-распределительные, а количество – на одно-, двух-, трех- и многопанельные конструкции.

В зависимости от числа входов агрегаты могут быть рассчитаны на 1 или несколько кабелей (2-4).

Вводные ВРУ обеспечивают ввод и фиксацию расхода энергоресурсов, распределительные – непосредственно снабжают электричеством цепи подконтрольного объекта (работают в связке с предыдущими), вводно-распределительные – совмещают в себе возможности обоих видов шкафов. Первые оснащаются трансформаторами, трехфазным счетчиком, приборами, контролирующими ток и напряжение. Все они размещаются в блоке учета. Для рубильников (переключателей) и предохранителей внутри корпуса предусматривается отдельный отсек – вводной. Распределительные ВРУ содержат электромагнитные пускатели, устройства защитного отключения (УЗО), обычные и пакетные выключатели, промежуточные реле. Секции этого вида могут иметь блок учета с соответствующей аппаратурой. Некоторые из них также оборудуются автоматикой для управления освещением лестниц и коридоров.

С лицевой стороны располагается дверь, через которую персонал при необходимости получает доступ к их содержимому. Питающие кабели обычно вводятся снизу. Проводники отходящих линий выводятся с обеих сторон.

Быстрое переключение потребителей на резервный источник питания и поддержание электроприемников 1 категории по ПУЭ (п. 1.2.17 - 1.2.21) в рабочем состоянии осуществляется панелями АВР, которые входят в структуру НКУ. Обычно в них присутствуют один вывод и два ввода (основной и запасной; второй задействуется, когда первый неисправен).

АВР секционного типа в связке с ВРУ используются нечасто. Стандартный вариант реализации – единый конструктив с остальными панелями. Место, которое АВР будет занимать в сборке, определяет проект. В некоторых случаях напольные ВРУ комплектуются навесными или отдельно стоящими ящиками восстановления питания. Иногда АВР выполняется в виде функционального блока, который монтируется в шкаф с вводными автоматами. Если от щита ввода резерва запитаны противопожарные устройства (ППУ), он окрашивается в красный цвет.

Корпуса

Для изготовления агрегатов применяются корпуса ВРУ-1, ВРУ-2, ВРУ-3, ЩО-70, КРОН и ЩМП.

ВРУ-1 – шкаф с секциями одностороннего обслуживания, каждая их которых имеет вид металлоконструкции, образованной гнутыми стальными профилями, и предназначена для установки внутрь аппаратуры главных и вспомогательных цепей. Фасад оснащается дверью для организации удобного доступа к содержимому.

Таким корпусам присущи отличная жесткость и прочность по отношению к любым нагрузкам (в том числе динамическим), благодаря чему их можно размещать на территории сейсмически неустойчивых объектов вне щитовых. Они выполняются с соблюдением требований ТУ 3434-001-95246270-2006, ГОСТ 15150-69 и Р 51321.1-2000.

ВРУ- 1 – напольные шкафы. Толщина металлических листов, из которых они изготавливаются, составляет 1,2-2 мм в зависимости от условий эксплуатации устройства (климат, влажность, запыленность и др).

Главные элементы корпуса – жестко сваренный каркас (обеспечивает фиксацию двери, задней стенки и, если необходимо, боковых) и направляющие (с их помощью впоследствии устанавливаются монтажные панели). Конструкция предусматривает наличие одного общего отсека, рассчитанного на электротехническое оборудование и приборы. Двери крепятся к основе латунными петлями, которые характеризуются износостойкостью, компактностью, эстетичным внешним видом, не подвергаются коррозийным процессам и не требуют применения смазки.

Габаритные размеры корпусов серии ВРУ-1 бывают: по высоте – 1700 мм, 1800 мм и 2000 мм; по ширине – 450 мм, 600 мм и 800 мм; по глубине – 350 мм, 450 мм и 600 мм. Они ориентированы на ток не более 630 А, работают под напряжением до 400В и изготавливаются со степенью защиты IP31/54 в климатическом исполнении УХЛ4. Поверхность металлических листов, формирующих шкаф, обязательно покрывается эпоксидно-полиэфирной краской.

Агрегаты ВРУ-1 IP31 поставлются без боковых панелей – их следует заказывать отдельно.

ВРУ-1 МК-2 IP40 комплектуются дверью, двумя уголками с перфорацией и замками, проводником заземления, паспортом. ВРУ-1 IP40 отличается от него только наличием кармана для документации – остальные компоненты аналогичны. ВРУ-1 IP54, помимо прочего, включает 6 или 8 кабельных вводов-сальников и люк.

■ ■ ■

Металлокорпус

■ ■ ■

Корпус ВРУ-2 – конструкция, в которую входят сложные профили, полученные методом холодного деформирования и надежно приваренные друг к другу. Как и предшественник, эти шкафы устойчивы ко всем видам нагрузок, следовательно, также могут монтироваться в зонах с повышенной сейсмической активностью. Они способны выдерживать, не повреждаясь, ударный ток короткого замыкания силой 30 кА, что свидетельствует об их механической прочности.

Изделия предназначены для напольного размещения в специально отведенных помещениях (электрощитовых) и изготавливаются в двух вариантах: первый – стенки привариваются к каркасу; второй – агрегат комплектуется съемными панелями.

Типовым сооружениям подходят корпуса класса IP31. Постройки с высокими запыленностью и влажностью рекомендуется оснащать аппаратами не ниже IP54.

ВРУ-2 имеет уникальную модульную компоновку, позволяющую обустроить несколько отсеков в пределах объединенного блока.

В структуру стандартного шкафа закладывается две отдельные секции – каждая с собственной дверью, запирающейся на замок. В одной располагаются счетчик и автоматы, другая адаптирована под силовую часть. За счет изолирования последней от второстепенного оборудования достигается повышенный уровень безопасности распределительного узла.

Корпус выполняется в металле толщиной 1,2-2 мм с эпоксидно-полиэфирным покрытием. Элементы конструкции крепятся к остову последовательно, начиная с двери. Для фиксации монтажных панелей предусмотрены направляющие.

Существует несколько моделей ВРУ-2 по габаритам: с высотой 1800 мм и 2000 мм; шириной 450 мм, 600 мм, 630 мм, 800 мм; глубиной 450 мм и 600 мм. Все они рассчитаны на ток до 630 А и напряжение не более 400 В. Доступные классы защиты – IP31/40/54 (УХЛ4).

В комплект ВРУ-2 МК-2 IP40 входят две двери, два уголка и столько же проводников заземления, четыре замка. ВРУ-2 IP40, помимо перечисленного, оснащается задней стенкой и карманом для документации, а IP54 – двумя боковыми, люком и сальниками (6 или 8).

■ ■ ■

Металлокорпус

■ ■ ■

ВРУ-3 – металлический шкаф с размерами 1800×800×270 мм. Его глубина по сравнению с ВРУ-1 меньше на 180 мм. Он более компактный, чем предыдущая модификация, и способствует экономии полезной площади помещения, в котором находится. При этом изменение габаритов не сказывается на функциональности.

Толщина стальных листов, использующихся в процессе изготовления, – 1,2-2 мм. Они покрываются порошковой краской, что обеспечивает защиту от агрессивного воздействия окружающей среды.

ВРУ-3 оборудованы тремя отсеками. У каждого из них есть собственная дверца. Заявленный ток, на который ориентирована конструкция, составляет не более 630 А, напряжение – до 400 В. Корпус спроектирован таким образом, что на его основе можно собирать любые виды панелей НКУ.

Трансформаторы, электросчетчик и рубильник устанавливаются в отделенных друг от друга (и первые два – от силовой части) зонах, за счет чего достигается соответствие требованиям ГОСТ Р51732-2001 и Р51321-1-2000 и гарантируется защита персонала от получения электротравм при проведении мероприятий по обслуживанию агрегата.

Аппараты класса IP31 не имеют в стандартном наборе боковых стенок (у устройств IP54 они несъемные). Это позволяет при расположении шкафов в одну линию минимизировать затраты на их закупку.

ВРУ-3 МК-2 IP40 УХЛ4 комплектуется тремя внешними и одной внутренней дверцей, перегородкой нижнего отсека, тремя типами профилей (60×585 мм – 1 шт., 100×380 мм и 100×280 мм – по 2 шт.), панелью и стеклом под счетчик, пятью замками, четырьмя проводниками заземления. ВРУ-3 IP40, кроме указанного, содержит в наборе карман для документации.

■ ■ ■

Металлокорпус

■ ■ ■

ЩО-70 – серия корпусов с несколькими модификациями: 2200×600×600 мм, 2200×800×600 мм, 2200×1000×600 мм. Сила тока, на который они рассчитаны, равняется 630 А, 1000 А, 1600 А, 2500 А, 3200 А, 4000 А; напряжение на стороне ВН – 400 В и 690 В. Детали изготавливаются из металла толщиной 1-5 мм. Лицевая сторона выполняется согласно ГОСТ 14254-80 с защитой IP20, остальные – с IP00. Если необходимо, при производстве могут выбираться другие варианты IP.

Несущая конструкция шкафов – сварной каркас. На нем крепится дверца с замками. Внутри с помощью кронштейнов размещается рама. Она предназначена для монтажа аппаратуры, средства управления которой выносятся на передние стойки остова.

Вверху на держатель с изоляторами навешиваются сборные шины. Они ограждаются приборной консолью, установленной с лицевой стороны. Входящие кабели и провода фиксируются перфорированным уголком. Для сборки панели в законченное изделие предусмотрены болтовые соединения и необходимое количество отверстий в стойках.

ЩО-70 должны соответствовать ГОСТ Р 51321.1-2007, ТУ 3430-001-64116817-2015.

■ ■ ■

Металлокорпус

■ ■ ■

КРОН – простые и безопасные в применении корпуса, представляют собой сочетание лучших технических решений. Это современная разработка, подходящая для внедрения в любые системы энергоснабжения, автоматизации и администрирования.

Они устойчивы к ударным нагрузкам и бесперебойно функционируют в электрических цепях с напряжением до 4 кА.

Агрегаты ориентированы на эксплуатацию в помещениях, температура окружающего воздуха которых колеблется от +1℃ до +40℃. Максимальная степень защищенности оболочки – IP55, без дверцы – IP30.

В изготовлении используются 2-миллиметровые стальные профили. Для боковых панелей, крыши берется металл 1,2 мм.

Габаритные размеры КРОН IP40 (и IP55): высота – 2100 мм, ширина – 600 мм и 850 мм (620 мм и 870 мм); глубина – 450 мм, 650 мм и 850 мм.

■ ■ ■

Металлокорпус

■ ■ ■

ЩМП – конструкции, на базе которых собираются силовые электрощиты, системы администрирования и автоматики, а также блоки сигнализации и связи. Это навесные или напольные сварные корпуса с монтажной планкой внутри (снимается при необходимости) и дверцей, запирающейся на ключ, – снаружи. Их основа – металл 1-1,5 мм с порошковым эпоксидно-полиэфирным покрытием и текстурой в виде апельсиновой корки (шагрень). Значение номинального тока – не более 630 А.

Дверца ящиков класса IP54 уплотняется двухкомпонентным герметиком (вспененным полиуретаном), оснащается пыле-влагонепроницаемым замком и многогранным желобом – благодаря ему грязь и вода не попадают внутрь открытого щита. По ГОСТ 14254, кроме IP54, существуют модификации IP31. Повышенную защиту обеспечивают ЩМП серии GARANT – IP65.

Габариты ШМП-1-8: 395×310×220 мм, 500×400×220 мм, 650×500×200 мм, 800×650×250 мм, 1000×650×300 мм, 1200×750×300 мм, 1320×750×300 мм, 950×1200×250 мм.

Комплектующие

Стандартная комплектация ВРУ образована:

  • медными шинами PE и N. Провода присоединяются к ним посредством болтов, шайб и гаек. Максимально надежная фиксация достигается использованием специальных гроверов. На первой шине (PE) должны присутствовать места под все необходимые кабели – вводной PEN (совмещенный нулевой рабочий и защитный), заземляющий и др. Вторая (N) предназначена для нулевых рабочих проводников, входящих в домашнюю электрическую сеть;
  • вводным автоматом или групповыми плавкими предохранителями. Через них к системе подключается вводной питающий кабель с параметрами, соответствующими проекту энергоснабжения. Основная функция – защита проводки от токов перегрузки и короткого замыкания, преднамеренного прекращения подачи электричества перед проведением мероприятий по техническому обслуживанию сети;
  • разрядниками (или ограничителями перенапряжения). В очереди установки они следуют за вводным автоматом. С их помощью фазные провода подсоединяются к защитной шине PE. Разрядники срабатывают при импульсных перегрузках;
  • блоком выключателей распределительных сетей группового обслуживания. Для каждого помещения предусмотрен собственный защитный аппарат. После его монтажа и подключения нагрузка по фазам должна распределяться равномерно. Если возникает обоснованная необходимость в дополнительном оборудовании, к автоматам добавляются УЗО. Количество приборов в блоке вычисляется по коэффициенту спроса. Он прогнозирует вероятность максимальных показателей нагрузки всех цепей;
  • кабелями и наборными клеммными колодками для коммутации. Цвет проводников разнится и выбирается исходя из их типа: красным помечаются фазные, голубым – N, желто-зеленым – PE. На концы кабелей внутренних сетей наносится специальная маркировка (надписи). Изоляция должна быть рассчитана на напряжение 660 В. Цветовое выделение рекомендуется применять и к фазным шинам или обозначить их как L1, L2, L3. Для защиты проводов на вводе в шкаф размещаются проходные втулки.
  • ■ ■ ■

    Комплектующие

    ■ ■ ■

    Кроме стандартного оборудования в ВРУ встраиваются блок со счетчиком, измеряющим расход затрачивающихся приемниками в процессе работы ресурсов, а также, если того требует схема, трансформаторы тока, кварцевые предохранители, амперметры и вольтметры, рубильники (переключатели) и прочие устройства.

    В случаях, когда НКУ используется для управления освещением (включение и выключение в автоматическом или неавтоматическом режимах), обозначенный функционал реализуется благодаря фотореле, которое часто выполняет свои задачи в связке с реле времени. Панели, в которые они устанавливаются, также комплектуются защитными аппаратами. Регулирование осуществляется с учетом времени суток и уровня яркости естественной иллюминации.

    Фотореле является автоматом, работающим по принципу изменения тока светочувствительного элемента (фоторезистора, фотодиода, фототранзистора) под воздействием лучистой энергии. Оно оснащается усилителем (с электромагнитным ключом на выходе) и контактами, размыкающими и замыкающими цепь при определенных условиях.

    За уровнем освещенности следит датчик, который располагается внутри прибора или выносится наружу. В изменении порога включения непосредственное участие принимает потенциометр. Он делает систему более гибкой и позволяет регулировать настройки реле по времени суток и сезонам года.

    Чтобы избежать ложных срабатываний, к примеру, при засветке или случайном затемнении фотодатчика, в конструкции автоматов заложены схемы защиты от помех (помехозащита).

    На рынке комплектующих наиболее широкое распространение получили зарубежные марки «Schneider Electric», «АВВ», «Legrand», «General Electric», «Siemens», «Hyundai ELectric», «Moeller», «Hager, Eaton». Среди отечественных выделяются «КЭАЗ», «IEK», «Контактор», «DEKRaft», «TDM ELECTRIC», «EKF Electrotechnica», «Бренд-Фокус», «КИАС».

    Продукция иностранных компаний славится своим высоким качеством и соответствующими ему ценами. Для потребителей с сильно ограниченным бюджетом этот фактор может стать определяющим при выборе начинки будущих ВРУ. Российская аппаратура чаще всего стоит дешевле, но далеко не всегда может составить конкуренцию известным фирмам.

    В ассортименте товаров именитых производителей чаще всего присутствуют бюджетные линейки моделей, приобрести которые без серьезного удара по карману может позволить себе практически каждый заинтересованный покупатель.

    Несмотря на относительную дешевизну отечественных приборов, рекомендуется отдавать предпочтение проверенным брендам (Легранд, Шнайдер Электрик, АББ) и их оборудованию из эконом-сегмента, поскольку оно даже с учетом стоимости превосходит аналоги, изготовленные в России, по надежности и продолжительности срока службы.

    В случаях, когда иностранная продукция принципиально не рассматривается к покупке, вполне подойдут комплектующие от Декрафт и ИЭК, поскольку у них меньше негативных отзывов, чем у их коллег по рынку.

    Отдельно стоит упомянуть «Контактор». Завод находится в городе Ульяновск и принадлежит Легранду, поэтому выпускает высококачественную электротехнику, которая, однако, характеризуется более высокой, чем у отечественных конкурентов, стоимостью изделий.

    Комплект поставки

    Вместе с собранным шкафом заказчик получает:

  • ключ (или набор) от дверных замков;
  • фотоголовку (для ВРУ, в которых предусмотрен блок управления осветительными установками);
  • рукоятку, чтобы снимать плавкие вставки (если конструкция основана на предохранителях ПН2);
  • счетчик (согласуется сторонами);
  • пакет эксплуатационных документов. Он состоит из паспорта самого агрегата с техническим описанием и руководством по эксплуатации и аналогичных бумаг на вмонтированные приборы: по содержащихся в них данным впоследствии проводится проверка и регулировка параметров.
  • Смотрите также статьи по этой теме:

    Сборка ВРУ. Требования к комплектующим

    Характеристика вводно-распределительных устройств

    ВРУ для разных типов зданий: Правила монтажа

     

    ← назад к статьям