Конструирование электропривода
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
КОНСТРУИРОВАНИЕ
НИЗКОВОЛЬТНЫХ
УСТРОЙСТВ
УПРАВЛЕНИЯ
ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ
ЕДИНАЯ
СИСТЕМА КОНСТРУКТОРСКОЙ
ДОКУМЕНТАЦИИ
(ЕСКД)
2.1.
Общеполагающие
стандарты
2.2.
Текстовые
конструкторские
документы
2.3.
Групповые и
базовые конструкторские
документы
2.4.
Общие требования
к выполнению
схем
2.5.
Условные графические
обозначения
(УГО) в схемах
2.6.
Обозначения
буквенно-цифровые
в схемах
2.7.
Правила выполнения
электрических,
кинематических,
гидравлических
и пневматических
схем
ПРИВОД
КАНАТНОЙ ДОРОГИ
С СИСТЕМОЙ
Г-Д
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК
ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение
1
Приложение
2
ВВЕДЕНИЕ
Курсовая
работа является
составной
частью в непрерывной
подготовке
по инженерному
проектированию,
представляющая
собой важнейший
практический
выход приобретенных
знаний в процессе
изучения дисциплины
«Инженерная
графика и основы
проектирования»,
а также стандартов
и нормативно-технической
документации
на разработку,
изготовление
и эксплуатацию
изделий электротехнической
промышленности.
Задачи,
решаемые инженерами
электриками
и электромеханиками,
весьма разнообразны.
Они возникают
как при создании
новых технических
объектов, так
и при их модернизации,
анализе и выборе
альтернатив
из уже существующих
решений, при
решении конъюнктурных
и коммерческих
вопросов. Поэтому
подготовка
будущих инженеров
требует привития
обучаемым
проектного
мышления и
овладения ими
современными
методами
проектирования,
нормативно-технической
документацией
и правилами
эксплуатации
электротехнических
устройств,
регламентируемых
соответствующими
государственными
стандартами.
Настоящая
курсовая работа
ставит своей
целью практическое
усвоение и
применение
теоретических
знаний по новым
методам проектирования,
связанных с
человеческой
деятельностью
и человеко-машинными
процедурами,
а также знаний
единой системы
конструкторской
документации
(ЕСКД), отраслевых
стандартов
(ОС 1 ) и руководящих
материалов
па проектирование,
изготовление
и эксплуатацию
электротехнических
изделий и установок.
1.
КОНСТРУИРОВАНИЕ
НИЗКОВОЛЬТНЫХ
УСТРОЙСТВ
УПРАВЛЕНИЯ
ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ
Виды
и классификация
низковольтных
комплектных
устройств
Низковольтным
комплектным
устройством
(НКУ) называется
электротехническое
устройство
заводского
изготовления
с переменным
напряжением
до 1000 В и постоянным
1200В, представляющее
собой совокупность
электрических
аппаратов,
приборов и
другого
электрооборудования,
смонтированных
на одной конструктивной
основе и предназначенных
для выполнения
хотя бы одной
или нескольких
следующих
функций: управления,
распределения,
трансформации,
защиты, измерения
и сигнализации.
Подразделения
НКУ
По
конструктивным
формам:
станции
и щиты из открытых
рам и каркасов
(открытые
комплектные
устройства);
станции
и щиты в напольных
шкафах (защищенные
комплектные
устройства);
посты,
пульты, ящики
навесные, щиты
многоящичные
(комплектные
устройства,
устанавливаемые
вертикально
на стене);
пульты,
столы напольные;
панели
сигнализации
и управления
(мнемосхемы,
табло).
По
составу комплектующих
изделий составляющих
основу НКУ:
с
релейно-контакторной
аппаратурой
с
силовым электромагнитным
оборудованием
(трансформаторы,
дроссели,
реакторы);
с
бесконтактной
слаботочной
электронной
аппаратурой
(полупроводниковые
приборы, интегральные
компоненты);
с
бесконтактной
сильноточной
аппаратурой
(силовые диоды,
тиристоры).
По
электрическим
параметрам:
по
роду тока
(постоянного,
переменного,
постоянного
и переменного);
по
номинальному
току силовой
цепи (до 2500А, свыше
2500А);
по
номинальному
напряжению
силовой цепи
(переменного
до 360В и 660В частотой
50 и 60 Гц; постоянного
до 440В и 1200В);
по
номинальному
напряжению
силовой цепи
(переменного
24, 36, 42, 110, 127, 220, 380В частотой
50 и 60 Гц; постоянного
24, 42, 48, 60, 110, 220, 440В).
По
исполнению
щитов и шкафов:
однорядные;
двухрядные.
По
способу обслуживания:
одностороннего
обслуживания;
двустороннего
обслуживания.
По
способу установки
аппаратуры:
на панелях и
блок-панелях;
на рейках и
уголках; на
неподвижных
объемных блоках;
на выдвижных
блоках и ячейках.
По
назначению
для различных
отраслей
промышленности:
металлургической
промышленности;
горнодобывающей;
нефтедобывающей;
химической;
бумагоделательной;
станкоинструментальной;
сельского
хозяйства и
других отраслей
промышленности.
1.2. Основные
параметры,
определяющие
конструкцию
НКУ
Конструктивный
вид НКУ определяют
следующие
параметры:
степень защиты
оболочки; условия
эксплуатации,
хранения и
транспортирования
в части воздействия
климатических
и механических
факторов внешней
среды.
Степень
защиты оболочек
по ГОСТ 14254-80 характеризуется
двумя показателями
(таблица 1.1): степенью
защиты персонала
от соприкосновения
с токоведущими
или движущимися
частями, находящимися
внутри оболочки,
а также степенью
защиты встроенного
в оболочку
оборудования
от попадания
твердых посторонних
тел (первая
цифра в обозначении),
степенью защиты
электрооборудования,
расположенного
внутри, от
проникновения
воды (вторая
цифра в обозначении).
Таблица
1.1. Исполнения
НКУ по степени
защиты оболочек.
| Конструкция
НКУ |
Степень
защиты по ГОСТ
14254-80 |
| Блоки,
панели, щиты
открытые |
IP
00 |
| Щиты
защищенные,
шкафы напольные
и навесные |
IP
20, IP 31, IP 41, IP 54 |
| Пульты |
IP
31 |
Условия
эксплуатации,
хранения и
транспортирования
в части воздействия
климатических
факторов внешней
среды выбираются
по ГОСТ 15150-69, 15543-70, НКУ
предназначаются
для эксплуатации
в одном или
нескольких
макроклиматических
районах и
изготавливаются
в следующих
климатических
исполнениях:
для районов
с умеренным
климатом У, для
районов с холодным
климатом ХЛ,
для районов
с влажным тропическим
климатом ТВ,
для районов
с сухим тропическим
климатом ТС,
для районов
с сухим и влажным
тропическим
климатом Т.
НКУ
в разных климатических
исполнениях
в зависимости
от места размещения
при эксплуатации
изготавливают
по следующим
категориям:
для
работы на открытом
воздухе (некоторые
НКУ для сельского
хозяйства,
горнодобывающей
промышленности
и т.д.)
для
работы в помещениях,
где колебания
температуры
и влажности
воздуха не
существенно
отличаются
от колебаний
на открытом
воздухе и имеется
сравнительно
свободный
доступ наружного
воздуха (палатки,
кузова, прицепы,
металлические
помещения без
теплоизоляции,
навесы);
для
работы в закрытых
помещениях
с естественной
вентиляцией
без искусственно
регулируемых
климатических
условий, где
колебания
температуры
и влажности
воздуха и
воздействия
песка и пыли
существенно
меньше, чем на
открытом воздухе
(металлические
с теплоизоляцией,
каменные, бетонные,
деревянные
помещения);
для
работы в помещениях
с искусственно
регулируемыми
климатическими
условиями
(закрытые
отапливаемые
или охлаждаемые
вентилируемые
производственные
и другие помещения);
для
работы в помещениях
с кондиционированным
или частично
кондиционированным
воздухом;
для
работы в лабораторных,
капитальных
жилых и других
подобного типа
помещениях.
Номинальные
значения
климатических
факторов внешней
среды при
эксплуатации
и испытаниях,
а также рабочие
значения влажности
воздуха.
НКУ
общепромышленного
назначения
должны эксплуатироваться
на высоте над
уровнем моря
не более 1000 м.
Испытания
изделий проводятся
при нормальных
значениях
факторов внешней
среды при температуре
от +15 до +35
,
относительной
влажности
воздуха 45-85% и
атмосферном
давлении 0.09-0.1
МПа.
Изделия
исполнения
ХЛ, предназначенные
для наружного
монтажа передвижных
и переносных
комплектных
устройств,
должны быть
работоспособны
при выпадании
на изделия
инея. Такие
изделия должны
допускать
приложения
номинального
напряжения
без пробоя или
поверхностного
перекрытия
при выпадании
на них инея с
последующим
его оттаиванием.
В атмосфере,
в которой
эксплуатируются
НКУ, содержатся
коррозионно-активные
агенты. Атмосфера
типа I,
примерно
соответствующая
атмосфере
сельской, лесной,
горной местности,
содержит сернистого
газа не более
0.02 мг/м
Ю,
хлористых солей
выпадает в
сутки до 0.3 мг
на 1 м
,
атмосфера типа
II,
примерно
соответствующая
атмосфере
промышленных
районов, содержит
сернистого
газа 0.02-2 мг/м,
хлористых солей
выпадает в
сутки до 0.3-2 мг
на 1 м.
Условия
эксплуатации
по коррозионной
агрессивности
атмосферы для
металлических
деталей без
покрытий, а
также с металлическими
и неметаллическими
неорганическими
покрытиями
подразделяются
на следующие
группы: легкие
(Л), средние (С),
жесткие (Ж), особо
жесткие (ОЖ).
Выбор условий
эксплуатации
металлов, а
также металлических
и неметаллических
неорганических
покрытий в
зависимости
от климатического
исполнения
и категории
размещения
изделий производится
по таблице 1.2.
Таблица
1.2. Выбор группы
условий эксплуатации
металлов,
металлических
и неметаллических
неорганических
покрытий.
| Категории |
Группы
условий эксплуатации
при исполнениях |
|
У,
ХЛ |
ТС |
ТВ,
Т |
| 1 |
С3,
Ж2 |
С1,
С2 |
Ж1,
Ж2 |
| 2 |
С3 |
С1 |
Ж1 |
| 3 |
Л,
С3 |
Л,
С1 |
С1,
Ж1 |
| 4 |
Л |
Л |
Л |
| 5 |
Л |
Л |
С1 |
Условия
транспортирования
являются такими
же, как условия
хранения на
открытых площадках:
для умеренного
и холодного
климатов – по
группе условия
хранения Ж1,
для тропического
климата и при
морских перевозках
– по группе
условий хранения
ОЖ1. Для изделий,
транспортирование
которых предусмотрено
только в закрытом
транспорте
(железнодорожных
вагонах, контейнерах,
закрытых автомашинах,
трюмах и т.д.),
условия транспортирования
в части воздействия
климатических
факторов являются
такими же, как
условия хранения:
для умеренного
и холодного
климатов – по
группе условий
хранения Ж2,
для влажного
тропического
климата – по
группе условий
хранения ОЖ2,
для морских
перевозок в
трюмах – по
группе условий
хранения Ж3.
Условия
эксплуатации
и транспортирования
в части воздействия
механических
факторов внешней
среды определяются
ГОСТ 16962-71 и 17516-72. При
конструировании
НКУ должны быть
учтены условия
их эксплуатации
в зависимости
от места их
размещения
и вида объектов.
Связь между
группой условий
эксплуатации
и степенью
жесткости
внешних механических
воздействий
обозначается
буквой М и порядковым
номером группы.
Рекомендуется
в качестве
унифицированных
исполнений,
пригодных для
эксплуатации
в местах, нормированных
для нескольких
групп, применять
изделия, удовлетворяющие
требованиям
групп М7 (в стационарных
установках
машинных залов
электростанций
с турбогенераторами
мощностью
2500кВт и выше) или
УМ1 (унифицированная
по механическим
воздействиям).
1.3. Общие
технические
требования
к НКУ
К общим
техническим
требованиям
к НКУ относятся
прочность
изоляции
электрических
цепей, устойчивость
конструкции
к ударным токам
короткого
замыкания,
безопасность
при эксплуатации,
удобство обслуживания
и ремонта, надежность
устройства.
Сопротивление
электрической
изоляции всех
электрически
изолированных
цепей НКУ при
нормальных
климатических
условиях должно
быть не менее
1Мом. Изоляция
элементов и
аппаратов НКУ
в холодном
состоянии
должна в течении
1 мин выдерживать
испытательное
напряжение
переменного
тока частотой
50 Гц, указанное
в таблице 1.3. НКУ,
имеющие аппараты
и электрические
цепи с потенциалом
относительно
земли напряжением
1000-1300В, испытываются
напряжением
3500В. Если в НКУ
установлены
аппараты и
радиоэлектронные
элементы,
испытательное
напряжение
которых отличается
от приведенного
в табл.3, то такие
цепи испытываются
напряжением
в соответствии
с техническими
условиями или
стандартами
на эти аппараты
и элементы.
Таблица
1.3. Испытательное
напряжение.
| Номинальное
напряжение
цепи, в которой
находятся
элементы, В |
Испытательное
напряжение
(действующее),
В |
Номинальное
напряжение
цепи, в которой
находятся
элементы, В |
Испытательное
напряжение
(действующее),
В |
| До
24 |
500 |
500-660 |
2500 |
| 24-60 |
1000 |
660-750 |
3000 |
| 60-220 |
1500 |
750-1000 |
3300 |
| 220-500 |
2000 |
|
|
Номинальный
ток и наибольший
допустимый
ударный ток
короткого
трехфазного
замыкания
сборных шин
открытых и
защищенных
НКУ приведены
в таблице 1.4.
Конструкция
НКУ в части
соблюдения
требований
безопасности
должна соответствовать
ГОСТ 12.2.007.0-75 и 12.2.007.7-75.
Во всех
видах НКУ при
напряжениях
цепей выше 36 В
обязательно
применение
заземления.
Допускается
не заземлять:
Аппаратуру,
установленную
на заземленных
металлических
конструкциях,
если при этом
на опорных
поверхностях
имеются зачищенные
и незакрашенные
места для обеспечения
электрического
контакта.
Таблица
1.4. Допустимый
ударный ток.
Вид
НКУ
|
Номинальный
ток, А
|
Наибольший
допустимый
ударный ток
трехфазного
короткого
замыкания,
кА |
|
Открытый
на каркасе
глубиной, мм:
1300,
1800, 2000 (без стеллажей)
600,
2000
(со
стеллажами)
|
2500
|
До
50
|
|
1200
|
До
50
|
| Защищенные |
1000 |
До
30 |
На НКУ
напряжением
выше 660 В наносится
знак высокого
напряжения
по ГОСТ 12.4.027-76.
1.3.1. Требования
к расположению
аппаратов и
электрическому
монтажу
Аппараты
должны устанавливаться,
как правило,
на высоте не
менее 400 мм от
пола. Аппараты
оперативного
управления
(переключатели,
кнопки и т.п.)
должны быть
легко доступны
и их следует
устанавливать
не выше 1800 мм и
не ниже 600 мм от
пола. Измерительные
приборы устанавливаются
на высоте от
пола 800-2200 мм, малогабаритные
– на высоте до
1800 мм. Ниже уровня
400 мм от пола
допускается
устанавливать
устройства,
не требующие
оперативного
обслуживания
(трансформаторы
тока и напряжения,
стабилизаторы,
нерегулируемые
резисторы,
шунты и т.п.).
Аппараты, приборы,
блоки, включенные
в цепь напряжением
выше 500 В, рекомендуется
располагать
в верхней части
НКУ. Расположение
аппаратов,
блоков и других
устройств, а
также их крепление
в НКУ должны
обеспечивать:
удобство,
безопасность
обслуживания
и доступность
к внутреннему
электрическому
монтажу; удобство
подключения
внешних соединений
к НКУ; исключение
возможности
взаимного
влияния (переброс
электрической
дуги, передача
механических
воздействий,
вызывающих
ложные срабатывания
и разрегулировку,
взаимную
индуктивность
и паразитные
электрические
связи); доступ
к контактным
соединениям;
удобство ремонта
и замены; возможность
взаимозаменяемости
однотипных
аппаратов и
устройств.
Монтаж
цепей управления
должен выполняться
проводами с
медными жилами,
для сечений
выше 10 мм
допускается
применение
проводов с
алюминиевыми
жилами с выполнением
контактных
соединений
по ГОСТ 10434-76. Присоединение
одножильными
проводами
допускается
только для
фиксированного
монтажа и неподвижных
элементов
аппаратуры.
Рекомендуется
монтаж цепей
выполнять
проводом с
расцветкой
изоляции: силовые
цепи постоянного
и переменного
тока – черной
(темно-коричневой);
цепи управления
переменного
тока – красной
(оранжевой,
розовой), цепи
управления
постоянного
тока – синей
(фиолетовой),
цепи заземления
– зелено-желтой;
цепи, соединяемые
с нулевым проводом
и не предназначенные
для заземления
– голубой (серой,
белой). Цвета,
указанные в
скобках, являются
дополнительными.
Зажимы,
а также концы
проводников
должны иметь
маркировку
в соответствии
с монтажной
схемой, при
этом используется
принцип адресной
встречной
маркировки.
Число
маркировочных
знаков не должно
превышать
шести.
1.4.
Система типовых
конструкций
НКУ
1.4.1.
Основные размеры
Составные
части конструкций
НКУ находятся
в иерархической
соподчиненности
и группируются
в отдельные
порядки в зависимости
от уровня их
входимости.
Конструкции
нулевого порядка:
плиты изоляционные,
перфоплиты
монтажные
металлические,
крепления
реечные для
установки
релейно-контакторной
и другой аппаратуры;
платы монтажные
предназначенные
для установки
и электрического
объединения
электро- и
радиоэлементов,
в том числе и
интегральных.
Размеры
плит изоляционных
и перфоплит
должны соответствовать
ГОСТ 14932-69.
Материал
изоляционных
плит: доска
асбестоцементная
электротехническая
(дугостойкая)
обработанная
марки 400 по ГОСТ
4248-78 со сквозной
пропиткой;
гетинакс марки
I
по ГОСТ 2718-74; стеклотекстолит
марки КАСТ-В
по ГОСТ 10292-74.
На
изоляционных
плитах устанавливается
в основном
аппаратура
с задним присоединением.
Материал
перфоплит –
сталь 1ОКП ГОСТ
16523-70, толщиной не
более 3 мм.
Система
конструкций
для реечного
крепления
аппаратов
позволяет
значительно
снизить трудоемкость
изготовления
НКУ по сравнению
со станциями
на изоляционных
плитах, снижаются
габариты устройств
в следствие
полного использования
полезной площади,
упрощается
перемонтаж
НКУ на объекте.
Платы
монтажные
блочной унифицированной
конструкции
(БУК), входящие
в конструкции
первого порядка,
имеют размеры:
Н(высота) – 170,
В(ширина) – 100; 150;
225, S(толщина)
– 1.5 мм.
Платы
монтажные
вспомогательных
исполнений,
входящие в
каркасы блочные
вставные, имеют
размеры: Н(высота)
– 100;200, В(ширина)
– 20n,
где n
= 1,…,20, S(толщина)
– 1.5; 2; 3 мм.
Платы
изготавливаются
из изоляционного
материала: для
навесного
монтажа гетинакс
IV
по ГОСТ 2718-74 и
стеклотекстолит
СТЭФ по ГОСТ
12652-74; для печатного
монтажа стеклотекстолит
СФ-1 по ГОСТ 10316-78
для односторонних
и СФ-2 – для двусторонних
печатных плат.
Конструкции
первого порядка:
рамы по ГОСТ
15064-69 предназначены
для установки
на них аппаратуры
собранной на
плитах или
рейках. Рамы
свариваются
из сортовой
угловой стали
40
63
мм.
К конструкциям
первого порядка
относятся также
платы монтажные
вдвижные защищенные
и незащищенные,
собранные из
плат нулевого
порядка, выходного
разъема и лицевой
панели.
Защищенные
платы имеют
металлическое
обрамление.
Конструкции
второго порядка.
Блоки управления
с релейно-контакторной
аппаратурой
собираются
на изоляционных
или металлических
перфоплитах
и представляют
собой устройства,
собранные по
функциональным
схемам управления.
Каркасы
блочные вставные
имеют три исполнения:
I –
для установки
плат выдвижных;
II
– для установки
и электрического
монтажа электро-
и радиоэлементов;
III
– комбинированные,
для установки
плат вдвижных,
электро- и
радиоэлементов.
Конструкции
третьего порядка.
Рамы с установленной
на ней аппаратурой,
смонтированной
по определенной
электрической
схеме, представляют
собой панель
управления
открытого
исполнения.
К конструкциям
третьего порядка
относятся
каркасы встраиваемые,
в которые
устанавливаются
вдвижные блоки.
Конструкции
четвертого
порядка.
К ним относятся
оболочки защищенных
и каркасы открытых
НКУ.
Оболочка
– это часть
НКУ, предназначенная
для защиты
человека от
случайного
прикосновения
к токоведущим
или подвижным
частям устройства
и для предохранения
находящегося
внутри оборудования
от внешних
воздействий.
По
назначению
конструкции
и габаритным
размерам оболочки
имеют исполнения:
для напольных
шкафов; для
ящиков; напольных
пультов.
Каркас
открытый –
объемная
металлическая
сборная конструкция,
предназначенная
для установки
в специальных
электрических
помещениях,
каркасы имеют
ряд конструктивных
исполнений
по габаритам,
способу установки
и обслуживания:
одностороннего
с проходом вне
щита; двустороннего
с проходом
внутри щита;
одностороннего
прислонного
с проходом
внутри щита.
Размеры
каркасов: высота
2400 мм; длина 400 –
2700 мм (через каждые
100 мм); глубина
600, 1300, 1800, 2000 мм.
Пульты
управления
электроприводами
(ОСТ 16.0.684.115-74) имеют
девять конструктивных
исполнений:
I
– пульт с наклонной
приставкой
для работы
сидя;
II
– то же для работы
стоя;
III
– пульт с наклонным
столом для
работы сидя;
IV,
V –
то же для работы
стоя;
VI,
VII
– пульт с горизонтальным
столом для
работы стоя;
VIII
– пульт с наклонным
столом и горизонтальной
приставкой
для
работы
стоя;
IX
- пульт с горизонтальным
столом и горизонтальной
приставкой
для работы
стоя;
X
– пульт навесной;
XI
– вставка угловая
напольная.
В
промышленности
находит применение
и новая серия
пультов из
модульных
объемов, которая
имеет лучший
эстетический
вид, дает возможность
из ограниченного
количества
модулей набирать
более 60 различных
видов пультов.
В пульт-стойку
устанавливается
поворотная
рама с встраиваемыми
каркасами.
Конструкции
пятого порядка.
Отдельные
функциональные
устройства
реакторы);
управления
электроприводами
объединяются
в комплектное
устройство,
собранное в
единый крупноблочный
щит.
Из рам
и каркасов
собираются
открытые щиты,
из шкафов управления
– защищенные,
из ящиков –
многоящичные
щиты.
При
длине щита
более 4 м щит
изготавливается
виде отдельных
секций, максимальная
длина которых
до 4 м.
1.5. Выбор
сечений и типов
проводов и шин.
Конструирование
электрического
монтажа
Выбор
сечений проводов
производится
по допустимому
нагреву по
таблице 1.5 и
условиям их
механической
прочности.
При
выборе по нагреву
для проводов
с резиновой
или пластмассовой
изоляцией
применяется
условие при
котором нагрев
жил не должен
превышать, как
правило, +65
при окружающей
температуре
воздуха 25.
В качестве
расчетной
токовой нагрузки
для проверки
сечения проводников
по нагреву
следует принимать
токовую нагрузку,
приведенную
к продолжительному
режиму.
При
этом для медных
проводников
сечением до
6 мм
токовые нагрузки
принимаются,
как для установок
с продолжительным
режимом работы.
Для сечений
более 10 мм
при кратковременном,
повторно-кратковременном
и тому подобных
режимах работы
электроприемников
токовые нагрузки
принимаются
путем умножения
на коэффициент
0.875/
,
где ПВ – продолжительность
включения,
выраженная
в относительных
единицах. При
длительности
включения более
4 мин, а также
при перерывах
недостаточной
длительности
между
включениями
наибольшие
допустимые
токовые нагрузки
следует определять,
как для установок
с продолжительным
режимом работы.
При
отклонении
температуры
окружающего
воздуха от +25
токовые
нагрузки
принимаются
с учетом поправочного
коэффициента
(таблица 1.6).
Таблица
1.5.
| Сечение
токопроводящей
жилы, мм |
Токовые
нагрузки, А |
|
Провода,
проложенные
открыто |
Провода,
проложенные
в комплектном
устройстве |
|
|
по
панели |
в
клицах |
в
коробе |
в
жгуте |
| 0.5 |
11 |
10.3 |
9.5 |
8.7 |
7.8 |
| 0.75 |
15 |
14 |
13 |
11.8 |
10.7 |
| 1.00 |
17 |
16 |
14.8 |
13.4 |
12 |
| 1.50 |
23 |
21 |
20 |
18 |
16.5 |
| 2.50 |
30 |
28 |
26 |
24 |
21.5 |
| 4 |
41 |
38 |
36 |
32 |
29 |
| 6 |
50 |
47 |
43 |
40 |
35 |
| 10 |
80 |
75 |
70 |
63 |
57 |
| 16 |
100 |
94 |
87 |
79 |
71 |
| 25 |
140 |
130 |
120 |
– |
– |
| 35 |
170 |
160 |
– |
– |
– |
| 50 |
215 |
200 |
– |
– |
– |
| 70 |
270 |
250 |
– |
– |
– |
| 95 |
330 |
– |
– |
– |
– |
| 120 |
385 |
– |
– |
– |
– |
При
выборе сечения
проводов необходимо
также учитывать
допустимые
падения
напряжения
в проводах.
Так, для цепей
измерения
напряжения
они не должны
превышать –
1.5%, для цепей
питания – 3%, для
цепей оперативноготока
– 10%. Завышение
сечения провода,
особенно в
устройствах
с бесконтактными
полупроводниками
и интегральными
элементами,
может привести
к возникновению
паразитных
емкостных
связей.
Таблица
1.6. Поправочный
коэффициент.
|
Отклонения
от температуры
среды,
|
Поправочный
коэффициент |
| -5 |
1.32 |
| 0 |
1.27 |
| +5 |
1.22 |
| +15 |
1.12 |
| +25 |
1.00 |
| +35 |
0.87 |
| +45 |
0.71 |
По
условиям механической
прочности
медные жилы
кабелей и проводов,
непосредственно
присоединяемые
к винтовым
зажимам аппаратов
и приборов
способом образования
кольца из жилы,
должны иметь
сечения не
менее 1.5 мм,
для
неответственных
цепей – не менее
1 мм.
К аппаратам,
имеющим втычное
подсоединение
прямой жилой
провода, допускается
монтаж сечением
до 0.75 мм.
Присоединение
к винтовым
зажимам проводов
и кабелей сечением
менее 0.75 мм
допускается
только с помощью
наконечников,
обжимающих
провод по изоляции.
Для
НКУ с бесконтактной
электронной
аппаратурой,
где соединения
выполняются
пайкой или с
помощью наконечников,
монтаж может
выполняться
многожильным
медным проводом
сечением до
0.35 мм.
Монтаж электронных
блоков допускается
выполнять
проводом до
0.2 мм.
Электрический
монтаж в НКУ
может быть
выполнен одним
из следующих
способов:
панельный
– одножильным
проводом с
раскладкой
виде плоского
жгута, закрепленного
скобами к панели;
объемный
– пучками
многожильных
проводов, связанных
в жгуты, закрепленные
скобами к
металлоконструкции;
с
прокладкой
в коробках или
клицах;
свободный
– хаотичный
монтаж проводов
между аппаратами
и блоками
(Х-монтаж);
шинами.
При
жгутовом монтаже
провода укладываются
в пучки и связываются
перешивалками.
Выбор
сечений шин
по нагреву
длительной
токовой нагрузкой
производится
из расчета
допустимой
температуры
их нагрева до
+70
при
температуре
окружающего
воздуха +25.
За длительную
токовую нагрузку
при выборе шин
выводных цепей,
сборных шин
полупроводниковых
преобразовательных
устройств
принимаются
номинальное
значение
выпрямленного
тока, а для
релейно-контакторных
устройств –
значение тока
коммутационного
аппарата,
установленного
в данной цепи.
Нагрузки
приведены для
шин прямоугольного
сечения, расположенных
на ребро. При
расположении
их плашмя токовые
нагрузки должны
быть уменьшены
на 5% для шин шириной
до 60 мм
и на 8% для шин
шириной более
60 мм.
Устойчивость
шин к динамическим
воздействиям
токов короткого
замыкания
оказывает
влияние на
прочность
конструкции,
выбор расстояний
между шинами,
их взаимное
расположение
и способ механического
крепления.
В комплектных
устройствах
напряжением
до 1000 В из-за небольшой
длительности
токов короткого
замыкания
расчет шин на
термическую
стойкость не
производится.
Расчет
шин на электродинамическую
стойкость
должен производится
из условий, что
максимальные
механические
напряжения
в медных шинах
не будут превосходить
140 МПа.
Расчет
однополостных
медных шин
производится
по формулам.
От взаимодействия
токов короткого
замыкания между
фазами усилие
в шине, Н,
,
где
l –
длина пролета
шин между точками
их опоры, м; a
– расстояние
между осями
фаз, м;
- ударный ток
трехфазного
короткого
замыкания.
Максимальный
изгибающий
момент шины,
,
.
Напряжение
в материале
шин, Па,
,
где
W –
момент сопротивления
шин, равный для
прямоугольного
сечения, м:
.
Максимально
допустимая
длина пролета
для медных шин,
м
.
Динамическое
усилие, возникающее
в шинах при
токах короткого
замыкания,
передается
на изоляторы,
которые также
должны быть
рассчитаны
на это усилие.
В соответствии
с ПУЭ допустимое
усилие на изоляторы
должно
составлять
не более 60% разрушающей
нагрузки изолятора,
которая задается
в
ГОСТ
или ТУ на тот
или иной изолятор.
Обычно применяются
как стандартные
фарфоровые
изоляторы,
армированные
крепежными
болтами или
резьбовыми
втулками, так
и специальные
прессованные
из пластмассы.
При
конструировании
шинных сборок
на номинальные
токи свыше 1600
А должны быть
предусмотрены
меры, обеспечивающие
наименьшие
индуктивные
сопротивления
(например, путем
спаривания
фаз) и наименьшие
потери энергии
(например, путем
исключения
замкнутых
магнитных
контуров).
Присоединение
шин прямоугольного
сечения к
электрическим
аппаратам
должно производиться
в соответствии
со следующими
требованиями.
Медные
шины при малых
токах как к
плоским, так
и к стержневым
резьбовым
контактным
выводам аппаратов
должны присоединяться
непосредственно.
Ширина
шины в месте
присоединения
к плоскому
выводу аппаратов
должна быть
не менее ширины
этого вывода,
а при присоединении
к стержневому
выводу – не
менее двойного
диаметра стержня.
Шины
прямоугольного
сечения при
присоединении
к стержневому
выводу аппарата
зажимаются
между двумя
медными или
латунными
гайками.
Установившиеся
температуры
нагрева контактных
соединений
зажимов с внешними
проводниками
из меди, алюминия
и их сплавов
при номинальном
режиме не должны
превышать
+95.
При применении
покрытия контактной
поверхности
кадмием, оловом,
никелем или
цинкооловянистым
сплавом допускается
повышение
температуры
на +10.
При протекании
токов короткого
замыкания
температура
нагрева не
должна превышать
200
у соединений
алюминиевых
проводников
с медными и
300
у соединений
медных проводников.
Электрическое
сопротивление
контактного
соединения
после сборки
на длине нахлестки
должно составлять
не более 1.2 от
сопротивления
целого проводника
той же длины.
Контактное
давление,
определяемое
расчетом, должно
быть не менее
10 МПа.
При
токах более
400 А плоские зажимы
рекомендуется
выполнять не
менее чем с
двумя отверстиями
под болты.
Сварные
соединения
шин обладают
малым электрическим
переходным
сопротивлением
контакта,
устойчивостью
электрических
и механических
характеристик,
устойчивостью
к электродинамическим
и термическим
воздействиям
токов короткого
замыкания.
Сварные соединения
не требуют
какого-либо
обслуживания
в процессе
эксплуатации,
уменьшают
расход цветных
металлов. Однако
сварные соединения
не позволяют
создать разборных
конструкций,
т. е. перевести
изготовление
НКУ на поток,
сложны в оперативном
демонтаже
силовой ошиновки
на объекте.
Шины
незначительных
длин не должны
закрепляться
наглухо, так
как под действием
изменения
температуры
окружающей
среды, токов
нагрузки и
токов короткого
замыкания
происходит
изменение длины
шин, поэтому
они должны
иметь некоторую
степень свободы
для возможного
перемещения
вдоль трассы
ошиновки.
В
шинодержателях,
применяемых
в установках
при переменных
токах
более
1000 А, необходимо
использование
болтов и крепящих
деталей из
немагнитных
материалов.
Шины
должны окрашиваться
в отличительные
цвета фаз и
полюсов. При
переменном
токе фаза А
окрашивается
в желтый цвет,
фаза В
– в зеленый,
фаза С
– в красный,
нулевая шина
– в фиолетовый.
При постоянном
токе положительная
шина окрашивается
в красный цвет,
а отрицательная
– в синий цвет.
Шины переменного
тока должны
располагаться
в следующей
последовательности:
фаза
А
– слева, фаза
В –
посередине,
фаза С
– справа, если
смотреть со
стороны обслуживания
ошиновки. Окраску
шин следует
производить
термостойкими
красками,
выдерживающими
температуру
нагрева шин
+70.
Материал
шин: медных –
медь голая
мягкая или
твердая марки
МГМ или МГТ,
сортамент по
ГОСТ 434-78; алюминиевых
– алюминий
марки АДО и
алюминиевый
сплав марки
АДЗ1, сортамент
по ГОСТ 15176-70.
Силовой
монтаж внутри
преобразовательных
устройств
рекомендуется
выполнять
медными шинами.
1.6.
Конструирование
НКУ
1.6.1.
Обеспечение
теплового
режима
В защищенных
НКУ установленная
внутри оболочки
аппаратура
выделяет значительное
количество
тепла, которое
может нарушать
тепловой режим
устройства.
Перенос
тепловой энергии
от одной части
НКУ в другую
ее часть или
в окружающую
среду называют
теплообменом.
Теплообмен
осуществляется
теплопроводностью
(кондукцией),
конвекцией
и излучением.
В реальных
условиях все
эти три способа
переноса энергии
существуют
одновременно
и в совокупности
определяют
тепловой режим
устройства.
Относительно
точный расчет
теплового
режима возможен
только для
простых устройств;
для сложных
НКУ с большим
количеством
источников
тепла, расположенных
в различных
точках оболочки,
расчет носит
оценочный
характер, необходимый
для установления
исходных параметров
конструкции.
При
нормальных
климатических
условиях и при
естественном
охлаждении
от наружных
поверхностей
оболочки конвекцией
отводится более
80% тепла, приблизительно
10% излучением
и 10% теплопроводностью.
По
тепловому
режиму НКУ
можно разделить
на теплонагруженные
и нетеплонагруженные.
Оценка тепловой
нагруженности
проводится
по тепловому
потоку, проходящему
через единицу
поверхности.
Нагрузка