Вводные и вводно-распределительные устройства

Содержание

Вводно-распределительное устройство 0. 4 кВ (ВРУ) предназначено для внутренней установки в жилых и общественных зданиях для приема, распределения и учета электроэнергии трехфазного переменного тока частотой 50 Гц напряжением 380/220 В с системой заземления ТN-S или ТN-C-S (ГОСТ 30331. 2-95, ГОСТ Р 50571. 2- 96), а также для защиты групповых линий при перегрузках и коротких замыканиях.

ВРУ представляет собой металлический шкаф, выполненный из гнутых металлических стальных профилей, скрепленных между собой сваркой или заклепками и окрашенный порошковой эмалью. Двери шкафов закрываются на замок. Крупные многопанельные ВРУ состоят из нескольких металлических шкафов жестко скрепленных друг с другом, внутри которых установлено оборудование для защиты от перегрузки и короткого замыкания, отключения, ручного или автоматического (с помощью АВР) переключения питающей(их) сети(ей) и нагрузок.

По назначению и особенностям устройства ВРУ делятся на следующие разновидности:

Вводные системы, отвечающие за прием и учет электроэнергии, в панели установлен вводной разъединитель с видимым разрывом и автоматически выключатель или автоматический выключатель выкатного исполнения. Вводная панель рассчитана на ток до 6300А. При необходимости на панели распологаются приборы учета электроэнергии, контроля параметров сети, светосигнальная аппаратура.
Распределительный тип, предназначенный для распределение и учет данных, в данных панелях установлены коммутационные аппараты любого типа, например: автоматический выключатель, УЗО, разъединитель, разъединитель с предохранителем, держатели с предохранителями, устройства автоматики и пуско-регулирующая аппаратура. На панели могут располагаться приборы учета, контроля, управления нагрузками, индикации.
Вводно-распределительные системы, одновременно выполняющие функции двух предыдущих типов.

Сферы применения ВРУ

Использование ВРУ имеет свои особенности в зависимости от мест их применения. Рассмотрим основные особенности использования ВРУ.

Вводно-распределительное устройство для жилых домов

Для многоэтажных жилых домов, общественных зданий и малых предприятий используют устройства ввода и распределения энергии, изготовленные в виде щитов двухстороннего или одностороннего обслуживания. Все ВРУ имеют в комплекте распределительные и вводные панели, либо шкафы промышленного изготовления. В больших городах электромонтажные проектные организации могут разрабатывать и использовать свои конструкторские решения ВРУ, учитывая индивидуальные особенности объекта.

Вводные панели включают в свой состав приборы, рассчитанные на функционирование при силе тока 0,25, 0,4, 0,63 кА. Соответственно этим нагрузкам устанавливают предохранители и рубильники. На панелях с нагрузкой 0,4 и 0,63 кА подключают также отключающие и защитные устройства по соответствующим значениям нагрузки.

Распределительные панели изготавливают в разных вариантах. В некоторых моделях отводящие линии оснащены электрическими автоматами, а в других может быть установлена автоматика управления приборами освещения в коридорах и на лестницах. Существуют панели, оснащенные отделами учета. Кроме перечисленных приборов панели могут оснащаться пакетными выключателями, промежуточными реле, магнитными пускателями.

При проектировании и комплектации распределительных и вводных панелей, их размещают в непосредственной близости между собой. Изготовление этих панелей происходит отдельно. В них предварительно устанавливаются необходимые устройства. Для связи между этими панелями применяют соединительные провода. Распределительные и вводные панели имеют множество вариантов схем. Они позволяют скомпоновать любое устройство по вводу и распределению электричества по техническому заданию.

Особенностью установки ВРУ в частном доме является наличие нескольких отдельных строений, подключенных к питанию электричеством. Поэтому после основного ВРУ подключают отдельные распредустройства для каждого строения: бани, сарая, летней кухни и т.

В частном доме применяются аналогичные устройства в виде шкафа, в который монтируют все необходимые приборы.

Вводно-распределительное устройство на производстве

Особенностью использования ВРУ на заводах и фабриках является высокий расход электрической энергии. Для таких объектов применяют особые конструкции панелей для распределения электричества. Аналогичные панели используются в распредустройствах электрических подстанций на 380 В.

По устройству такие панели и щиты включают в себя электрические автоматы, предохранители и рубильники. Вводно-распределительное устройство может быть как с односторонним, так и с двухсторонним обслуживанием.

В односторонних моделях обслуживание электромонтером производится непосредственно у стены, с передней стороны. Двухсторонние варианты щитов устанавливают независимо от стены, на любом свободном месте, либо на удалении от стены на расстоянии 0,8 метра.

Преимуществом односторонних моделей является то, что для их монтажа и технического обслуживания не требуется много места. В свою очередь двухсторонние щиты удобнее обслуживать в процессе работы.

Кроме панельных видов, вводно-распределительное устройство выполняют в виде блоков, включающих в себя различную электронную аппаратуру: счетчики, выключатели, плавкие вставки и т.

Помещения для размещения распределительной и вводной аппаратуры должны находиться в удобных местах, которые доступны только для электроремонтного персонала. Их называют электрическими щитовыми, которые запираются на замки для предотвращения проникновения в них посторонних людей.

Подготовка к использованию ВРУ

Устройство устанавливается в щитовых помещениях или вне щитовых помещений (на лестничных клетках, в подвалах и пр.) и монтируется в вертикальном положении.
В состоянии поставки устройства нулевая защитная шина РЕ и нулевая рабочая шина N соединены между собой съёмной перемычкой. Дальнейшее её использование определяется схемой подключения устройства к питающей сети: при четырех проводной линии перемычку оставить, при пяти проводной линии перемычку необходимо удалить. Конструкция устройства допускает ввод и вывод бронированных и небронированных кабелей, а также проводов с алюминиевыми и медными жилами в резиновой или пластмассовой изоляции.
При монтаже устройства необходимо обратить внимание на целостность и надежное уплотнение кабеля или проводов.
Нулевые защитные шины РЕ и нулевые рабочие шины N смежных устройств, скрепить между собой на месте монтажа.

Использование изделия и требование безопасности

При эксплуатации устройства должны быть соблюдены требования ГОСТ 12.2.007.0-75 и документов “Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей”, “Межотраслевые правила” по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок” и “Правила устройств электроустановок”.
По способу защиты от поражения электрическим током устройство соответствует классу I по ГОСТ Р МЭК 536-94.
По пожарной безопасности устройство должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.004-91.
Оболочка устройства должна быть заземлена в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.007.0-75.
При эксплуатации должен использоваться ручной инструмент по ГОСТ 11516-94.

Техническое обслуживание шкафов ВРУ

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание устройства должны производиться квалифицированным персоналом, прошедшим инструктаж по технике безопасности и имеющим квалификационную группу по электробезопасности не ниже III для электроустановок до 1000 В.
Запрещается обслуживание устройства под напряжением.
В процессе эксплуатации периодически, не реже одного раза в два года, а также после аварийных состояний необходимо подвергать устройство осмотру. При этом необходимо произвести: осмотр и подтяжку контактных соединений; очистку от загрязнений; проверить состояние заземления; проверить целостность изоляции проводников; проверить целостность корпуса
Замена предохранителей, как правило, производится при снятом напряжении. В исключительных случаях допускается замена предохранителей под напряжением с помощью рукояток (клещей) для съема предохранителей в диэлектрических перчатках и предохранительных очках.
Профилактическую проверку устройства необходимо проводить только при снятом напряжении.
Воздушные зазоры в устройстве должны быть не менее 12 мм, а расстояния утечки – не менее 16 мм и должны сохраняться при нормальных условиях эксплуатации.

ВРУ жилого (общественного) здания

ВРУ жилого и/или общественного здания предназначена для использования в сети напряжением 380/220 В трехфазного переменного тока частотой 50 Гц в сетях с глухозаземленной нейтралью, для защиты линий при перегрузках и коротких замыканиях, а также для нечастых (до 6 включений в час) оперативных включений и отключений электрических сетей и обычно представляет собой заземленный металлический шкаф защищённого исполнения, внутри которого могут находиться соответствующая аппаратура: рубильники, предохранители, счетчики электрической энергии, панели аварийного ввода резерва, реле контроля фаз, выключатель аварийного освещения, датчики распределения нагрузки по фазам, вольтметры и амперметры. На дверь ВРУ может выводиться индикация основных параметров электросети: напряжения, тока, срабатывания защит, асимметрии по фазам, и пр. Амперметры и счетчики энергии включаются через трансформаторы тока.

Ввод кабелей и проводов предусмотрен снизу шкафа, вывод — снизу или через верхнюю съёмную крышку. Максимальное количество и сечение жил проводов и кабелей, подсоединяемых к одному вводному зажиму ВРУ, установленному в общественных зданиях и/или домах повышенной этажности — 4×150 мм2

В СССР ВРУ часто комплектовались из типовых вводных панелей ВРУ-В1 — ВРУ-В3 и распределительных панелей типа ВРУ-12 — ВРУ-24. Панели шкафного типа поставлялись с установленной аппаратурой, со всеми внутренними электрическими соединениями и проводами межпанельных соединений. Габаритные размеры всех панелей: 1 700×800×500 мм.

ВРУ помещения промышленного предприятия

В электропомещениях электроустановок напряжением до 1 кВ не требуется защита от прямого прикосновения при одновременном выполнении следующих условий:эти помещения отчетливо обозначены, и доступ в них возможен только с помощью ключа;обеспечена возможность свободного выхода из помещения без ключа, даже если оно заперто на ключ снаружи;минимальные размеры проходов обслуживания соответствуют гл. 1— Правила устройства электроустановок (ПУЭ).

Примечания

Главный распределительный щит
Распределительный щит
Шина (энергосистема)
Энергосистема
Система электроснабжения
ПУЭ

Внешние ссылки

Комплектные низковольтные устройства (НКУ) являются важнейшими звеньями в сложной цепочке электроснабжения жилых, промышленных и других объектов, ввода и распределения электроэнергии между потребителями. Каждое из этих устройств имеет свои функциональные задачи (ввод, распределение, управление, измерение электрической энергии, защита линий от перегрузок и коротких замыканий) и характеризуется некоторыми техническими параметрами.

Основными НКУ в общей схеме электроснабжения потребителей являются: главный распределительный щит (ГРУ); Входное распределительное устройство (ВРУ); устройство ввода (ВУ). Все они относятся к группе устройств с одинаковым практическим назначением в общей системе питания.

Они отделяют сеть электроснабжения от трансформаторов, подстанций и обеспечивают ввод и распределение электроэнергии на объекте. Кроме того, каждое из этих устройств имеет индивидуальные технические параметры и функции, которые определяют их практические отличия и назначение.

Все устройства имеют схожие характеристики и во многих случаях могут совмещать свои функции. Как ВРУ, так и главный щит оснащены автоматическими выключателями, счетчиками электроэнергии, автоматическими и ручными резервными устройствами. Но есть и отличия, большая часть которых заключается в иерархической системе построения электрических сетей.

Устройство главного распределительного щита

Главный распределительный щит устанавливается на линии сразу после подстанции. Его задача — вводить и перераспределять поступающую энергию между потребителями или другими устройствами. Кроме того, он отслеживает потребляемую энергию и обеспечивает безопасность линий от коротких замыканий и скачков напряжения.

Главный распределительный щит состоит из нескольких модулей, диапазон действия которых составляет до 4000 А. Кроме того, монтируются элементы приема и распределения энергии. Они нужны для беспрепятственного подключения к сети других электроприборов.

Внутреннее оборудование можно менять в любом порядке. Поэтому он дополняется элементами, перечень которых зависит от технологических потребностей объекта.

Блок АВР. Обеспечивает сетевое подключение для резервных источников питания в аварийной ситуации.
Панель учета. Он отслеживает количество потребляемой электроэнергии.
Элементы защиты. Подключено для безопасности жизни и имущества. Они бывают нескольких типов: предохранители, реле, молниезащита и другие.
Измерительные приборы. Устанавливается в сервисных целях для измерения текущих характеристик в системе.
Сигнальный блок. В случае аварии известите обслуживающий персонал.

Разнообразие распределительных щитов

Существуют следующие типы электрических систем:

«2 в 1» — устройство с 2 входами, которые подключаются к разным источникам. Согласно описанию элементы объединены в общую шину, которая питает распределительное оборудование. В устройстве нет разделов.
«2 в 2» — самый распространенный тип главного распределительного щита. Устройство поставляется с 2 блоками питания, 2 распределительными щитами. Между этими компонентами располагается секционный аппарат. Груз разделен на 2 отсека, иногда с дополнительными петлями в нижних частях системы распределения.
«3 в 2»: улучшенная версия устройств предыдущих типов. Для него характерно наличие вспомогательного ввода от дизельного или газогенератора. Схема АВР считается более сложной. Возможно создание системы, которая дает команду на переключение на питание от генератора.
«3 в 3» (кольцевая схема). Щит ГРУ имеет от трех и более трансформаторов, и такое же количество распределительных автоматов. Все секции соединены устройствами, расположенными между ними, так что при проведении ремонтных работ любые отделы можно удалить из цепи. В этом случае секции питаются от других входов.

Устройство ВРУ

ВРУ — сложное устройство, которое одновременно отвечает за ввод и распределение электроэнергии. При этом в зависимости от входящих в состав агрегатов ведет учет, контроль и защиту системы от коротких замыканий и падений напряжения.

Конструкция отличается от основного электрощита своими габаритами. Если в последнем случае щит представляет собой большой шкаф из нескольких ящиков с панелями, то ВРУ — это просто ящик с несколькими панелями. Следовательно, у них более ограниченная функциональность.

Конкретное устройство также определяется потребностями объекта безопасности. Щит модифицирован панелями, каждая из которых отвечает за выполнение отдельных задач.

Блокировать ввод. Используется для ввода электроэнергии, снабжается устройствами защиты и коммутации.
Модуль АВР. Также, как и ГРЩ, отвечает за своевременное подключение резервных источников питания.
Модуль учета нужен для отслеживания и контроля количества потребляемых ресурсов.
Панель управления освещением. Он включает в себя компоненты, которые в ручном или автоматическом режиме включают / выключают освещение, например, с наступлением темного времени суток или в темных областях местности.
Противопожарное оборудование. Обеспечивает подачу электроэнергии к устройствам, ответственным за включение пожарной сигнализации, тушение пожара, освещение пути эвакуации.

Устройство главного распределительного щита и ВРУ состоит из отдельных блоков, которые комплектуются по необходимости в зависимости от задач. Многие из них выполняют одну и ту же функцию, поэтому оба щита могут заменять друг друга.

Выбор и конструкция главного распределительного щита (ГРЩ)

На крупных промышленных предприятиях, жилых и офисных зданиях, а также трансформаторных подстанциях РУ-0,4 кВ для распределения электроэнергии устанавливаются вводные устройства, вводно-распределительные устройства или главные распределительные щиты.

В чем разница между ВУ, ВРУ и главным распределительным щитом?

Перейдем к определениям в ПУЭ:

Устройство ввода (ВУ) — совокупность конструкций, аппаратов и устройств, устанавливаемых на входе в ЛЭП здания или его изолированную часть.

Устройство ввода, которое также включает в себя устройства и устройства исходящих линий, называется устройством распределения ввода (ВРУ).

Главный распределительный щит (ГРЩ) — это распределительный щит, через который все здание или его изолированная часть снабжается электроэнергией. Роль главного распределительного щита может выполнять ВРУ или щит подстанции низкого напряжения.

Отличия в применении

Фактически, главный распределительный щит и ВРУ являются формальным обозначением функциональности устройства. Производитель производит единицу оборудования, и ему уже при установке отводится соответствующая роль. Таким образом, нормативно-правовая база также предусматривает использование устройств распределения ввода в качестве основной основы.

Функции щитов практически одинаковы. Это связано с тем, что конкретный перечень выполняемых мероприятий формируется персоналом самостоятельно путем добавления необходимых модулей. Таким образом, оба устройства могут учитывать количество потребляемой электроэнергии, а также обеспечивать безопасность потребителей от коротких замыканий и скачков напряжения.

Отличие приложения в том, что главная панель расположена выше в иерархической цепочке энергосистемы и может управлять работой других электроприборов. Предположим, что модули, установленные в главной панели, могут контролировать правильность работы ВРУ, включенных в схему. В случае возникновения аварийной ситуации он автоматически отключит устройство от системы и после устранения проблемы снова включится.

Технические характеристики главного распределительного щита (ГРЩ)

К техническим характеристикам главной панели относятся: напряжение сети; максимальный ток нагрузки; количество подъездов; количество выходов; наличие или отсутствие автоматического резервирования; тип и количество показывающих и измерительных приборов; система заземления; степень защиты.

Поскольку условия в каждом отдельном случае неодинаковы, можно вносить изменения в конструкцию типовых главных распределительных щитов. Это особенно верно для номинальных значений автоматического выключателя.

Важно! Для обеспечения безопасности обслуживания и бесперебойной работы необходимо вносить все изменения в техническую документацию. Один из экземпляров схемы подключения обычно крепится внутри одной из дверок шкафа. Обозначения на схеме должны выполняться в соответствии с требованиями стандартов, чтобы изменения можно было однозначно расшифровать.

Как работает главный распределительный щит

ГРЩ представляет собой металлический шкаф, в котором находятся:

входные клеммы для подключения линии питания;
выходные клеммы для подключения нагрузки;
провода;
коммутационные аппараты;
автоматы защиты;
УЗО;
приборы учета и контроля энергии;
устройства АВР (автоматического переключения на резерв);
устройства компенсации реактивной мощности.

Пример однолинейной схемы главного распределительного щита

Большинство современных электрических щитов ГРЩ имеют модульную конструкцию, что упрощает обслуживание и модификации.

Основные модули (секции) ГРЩ:

вводные, в которых размещены входные автоматики (переключатели), измерительные приборы, элементы защиты;
модуль выходной линии, с автоматическими выключателями для каждого пользователя и с отдельными измерительными приборами для каждой нагрузки;
секция учета.

Здесь установлены электросчетчики, трансформаторы тока, модемы дистанционного управления; секция компенсации реактивной мощности.

Технические характеристики и схема ГРЩ и ВРУ

При выборе устройства учитываются основные рабочие параметры:

тип корпуса — шкаф;
напряжение — 220 или 380 В;
частота — 50 Гц;
номинальный входной ток;
напряжение изоляции — 1000 В;
сила тока в выходных цепях — рассчитывается по схеме;
устойчивость к ударному току — зависит от других характеристик устройства;
тип системы заземления — TN-S, TN-C, TN-CS;
степень защиты от поражения электрическим током;
показатель влажности — IP30-55;
климатические характеристики — УХЛ4;
габариты — рассчитываются с учетом размеров места установки.

Опасность поражения электрическим током

Для примера разберём такой случай. Допустим, что в ванной комнате установлена автоматическая стиральная машина. Вполне обычная ситуация, согласитесь?

При подключении машины к электросети ток будет проходить по фазному проводу к электрическому двигателю, а возвращаться по нулевому проводнику (условно). Нулевой проводник в электрическом щитке подключён к нулевой шине, к которой также подключается и заземляющий контакт в розетке. То есть корпус стиральной машины так или иначе соединён с нулевой шиной.

Давайте не будем раздувать статью. На рисунке не показана система заземления. Предполагается, что показан электрощит на вводе в здание, а PEN-проводник повторно заземлен. То есть, функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, а далее — после электрического щита и во всей квартире — нулевой защитный РЕ и нулевой рабочий — это разные проводники.

Такое соединение нужно для правильного срабатывания защитного автомата и/или УДТ (УЗО или дифавтомата), если произойдёт повреждение изоляции.

Немного о терминологии. Когда всё исправно, по проводу заземления в любом случае будет протекать ток утечки (единицы миллиампер). Этот ток возникает из-за того, что изоляция внутри стиралки не имеет бесконечного сопротивления. Кроме того, на входе многих устройств имеется емкостной фильтр, у которого конструктивно-схемотехнически есть небольшой ток на землю. Если же произойдет нештатная ситуация, аварийный ток по заземляющему проводнику будет называться током замыкания на землю (не путайте с током короткого замыкания!).

Совокупность этих токов называется дифференциальным током, на который может среагировать устройство дифференциального тока — ВДТ (УЗО) или дифавтомат (АВДТ).

Подробно про все эти токи я рассказал в статье «От какого тока срабатывает УЗО?».

Что может произойти плохого

Электрики, как обычно, не могут спокойно жить, пока не предусмотрят защиты от всех возможных опасных ситуаций. Фактически, возможны две самые опасные аварийные ситуации:

Напряжение на трубе — корпус заземлён (занос потенциала),
Напряжение на корпусе — труба заземлена.

На различных металлических поверхностях напряжение может появиться не только при пробое изоляции, а также от наличия статического электричества или при появлении наведенных или блуждающих токов.

Рассмотрим первый случай. Из-за разности потенциалов может возникнуть несчастный случай — ток потечет от трубы через тело человека на заземленный корпус.

Что же произойдёт с человеком, если он одновременно дотронется до трубы водоснабжения и прикоснётся к стиральной машине? Для получения удара электрическим током будет достаточно наличия даже небольшой разности потенциалов между корпусом машины и металлической трубой.

Электрический ток пройдёт по опасному пути — от одной руки до другой. В любом из двух описанных примеров ток может протекать через сердце и вызвать фибрилляцию (нарушение работы сердца).

С другой стороны, металлические трубы для водоснабжения или отопления, а также подобные инженерные системы обычно заземлены, то есть имеют потенциал, равный нулю. И если по какой-то причине опасный потенциал окажется на корпусе стиралки, ток потечёт условно в другую сторону.

Почему условно? Потому, что направление тока, причина и схема протекания не важны. Важен лишь сам факт протекания тока и его значение. Не обязательно одна из токопроводящих частей должна быть заземлена, чтобы создалась критичная разность потенциалов (более 50 В). Может случиться так, что по отношению к земле на трубе будет 50 В, а на корпусе стиральной машины — 150. И вот она — смертельная разность потенциалов в 100 В!

Может случиться так, что обрыв произойдет не после шины, как это показано крестиком на картинке выше, а до — в этажном щитке или до него (там, где на рисунке надпись PEN). Если рабочий и защитный нулевые проводники (N и РЕ) соединены после места обрыва (например, в подъездном или квартирном щитке), то фазный потенциал появится не только на нейтральном, но и на защитном проводнике. А значит, на корпусах всех заземленных приборов и конструкций. Подробно я рассказал об этом в статье «В чем разница обрыва нейтрали в трехфазной и однофазной сетях?».

Что же делать, чтобы этого прискорбного факта не произошло? Логично, что для этого нужно, чтобы отсутствовала разность потенциалов между теми открытыми проводящими частями, где она может появиться.

То, что может произойти, обязательно произойдёт. Более того — может произойти даже то, что (кажется) никогда произойти не сможет.